利用3D Surfer实现田间土壤信息的三维可视化

为了清晰地分析田间土壤养分空间变异,直观的展示农田养分的空间分布,为农田实施精准施肥管理及控制农业生产面源污染提供依据,利用3D Surfer软件中的5种插值算法实现对规则网格数据和散乱数据的插值处理,通过体成像功能来制作横向切片,实现对土壤不同深度硝态氮数据的三维可视化。选择绘制了0~200 cm土壤不同层面NO3--N含量的切片图来直观、清晰地反映太原市清徐县粮蔬轮作灌溉区域田块土壤NO3--N的空间变异性。     

基于Surfer软件的田间信息制图与分析

为了直观清晰地表达田间信息的空间分布状况,为农田的定位施肥等农田精细管理提供依据,利用Surfer8.0软件中提供的克立格插值法处理农田信息数据,分别绘制在不同采样方案下土壤速效磷的等值线分布图,并对其进行了定性和定量分析,确定了合理的采样方案。又分别绘制了碱解氮、速效磷、速效钾与小麦产量的三维线框图,该图直观、清晰地反映了碱解氮、速效磷、速效钾与小麦产量的空间变异性分布情况以及它们之间存在的正相关关系。     

基于能值理论的开采沉陷地养分变化研究

应用能值理论,以能值作为度量工具,将土壤生态系统内流动和储存的各种不同种类的能量和物质转换成同一标准,开展矿区沉陷地土壤问题的研究。根据土壤养分能值的转换率,计算出土壤养分所具有的能值,分析沉陷地整治前后的土壤养分变化,并利用能值计算出土壤的养分信息熵,以揭示沉陷地土壤系统的演变规律。针对山东某矿区沉陷地的研究结果表明,随着沉陷深度的加大,土壤养分能值的变化轨迹呈V形,在开始阶段,养分能值随下沉深度加大而逐渐减少,达到某一极值后,土壤养分能值随沉陷深度加大而逐渐上升。从变化曲线上可以看出,养分能值在空间分布很不均匀;沉陷地表层土壤养分熵值较小,有序性较高,底部土层土壤养分熵值较大,有序性较差。不同时期泥浆泵复垦地0～20cm层土壤养分能值均低于对照正常农田,且随时间变化较大,总体趋于正常农田。20～40cm层养分能值高于或接近正常对照农田,而且变化幅度大于表层土壤。泥浆泵复垦地养分信息熵随着时间变化有较大的波动,总体上熵值在减小。研究结果对于沉陷土地的复垦与改良具有一定的指导意义。     

Surfer软件在土地工程项目中的应用

利用CASS和Surfer软件对土地工程项目的土方量计算、管网设计以及三维可视化表达等方面进行探讨,并通过实例验证可行性,以满足土地工程项目各个环节的需求,为项目的决策提供科学的数据支持。     

3D Surfer在田间土壤信息可视化表达中的应用

精准农业是当今世界农业发展的新潮流,是未来农业发展的雏形.为了清晰地分析田间土壤的养分空间变异,直观的展示养分的空间分布,为农田实施精准施肥和管理提供依据,利用3D surfer软件中的五种插值算法来实现现对规则网格数据的插值处理.通过体成像功能来制作横向切片,实现对土壤不同深度养分数据的三维可视化.选择绘制了0～200 cm硝态氮的切片图来直观、清晰地反映硝态氮的空间变异性分布.     

基于VTK土壤养分三维可视化研究与实现

土壤养分空间分布的三维可视化对描述土壤中元素的空间分布规律、变量施肥及评价具有重要意义。三维可视化与传统的二维空间变异专题图相比,表示三维数据更自然、更清晰、更直观。利用Python语言引入三维可视化类库VTK,采用三维Kriging插值方法,实现了土壤养分空间分布的三维交互。以榆树市试验田土壤养分三维可视化为例,在肥力评价的基础上,验证了变量施肥的实验结果,比二维空间变异图更加直观,更有说服力。     

厚黄土薄基岩型采煤沉陷区农田土壤化学性状空间变异

以山西潞安集团司马煤矿为例,针对厚黄土薄基岩型煤层地质,对沉陷破坏农田的不同沉陷深度下土壤化学性状空间变异进行研究。结果表明:(1)开采沉陷显著影响沉陷区农田表层土壤的化学特性,受其影响最大的是0～20 cm土层,其次是20～40 cm土层。(2)沉陷农田不同下沉深度土壤养分受沉陷影响的增减程度不一样,但整体有向沉陷区农田底部运移的趋势。在沉陷2 a的农田中,位于沉陷中部(即沉陷4 m处)有养分积聚和盐渍化趋势。(3)在土壤化学特性中,受开采沉陷影响最大的是土壤速效磷,其次是土壤速效钾,再次是土壤全氮和土壤有机质,而土壤酸碱性受其影响较小。     

基于GIS和地统计学的农田土壤养分空间变异性研究

为了使贵州省地区级农业部门能够充分了解土壤养分的空间分布特性,深入地了解农田土壤养分状况,从而为其科学施肥、养分的分区管理和有效控制农田养分流失提供一定的理论和科学依据,以贵州省黔东南州黄平县为研究区域,运用地统计学结合GIS方法,针对土壤养分中全氮、有机质、速效钾和速效磷4种养分要素,对研究区内农田土壤养分空间变异特征进行研究,并通过分析得出了该县以上4种土壤养分的空间分布规律和丰缺状况.     

基于Web的区域气象站监测资料图形分析应用

介绍了Surfer软件绘制等值线的特性,阐述了在Asp.Net环境添加Surfer应用,实现区域自动气象站资料等值线(面)分析、图形显示及网络共享的方法。并以"沁河流域雨量等值线(面)分析应用"业务系统为例,介绍了基于B/S结构的气象资料等值线图的绘制方法。     

可视化技术在土地整理规划中的应用—以韶山市为例

以湖南省韶山市为研究区,探讨可视化技术在土地整理规划中的应用:在ArcGIS和ERDAS支持下,对各类基础数据进行整理和分析,建立空间数据库和数字表面模型,并利用可视化技术进行土地整理综合潜力评价中的二维可视化表达和分析,最后以DSM为基础,对研究区进行三维可视化表达。研究表明,运用可视化技术能为土地整理规划提供丰富的决策信息,并为规划成果展示开辟了新途径。     

厚黄土薄基岩型采煤沉陷区农田土壤物理性状空间变异初探

以山西潞安集团司马煤矿为例,针对厚黄土薄基岩型煤层地质,对沉陷破坏农田的不同沉陷深度下土壤物理性状空间变异进行了研究。结果表明:开采沉陷加速沉陷区农田土壤的侵蚀和水土流失,从而显著影响农田土壤的物理性状,受其影响最大的是0～20 cm土层,其次是20～40 cm土层;沉陷农田随着下沉深度的加深,土壤含水量呈增加趋势;土壤容重从上坡开始随下沉深度的加深而增加,至下沉深度7 m时达最大值;土壤孔隙度的变化规律同土壤容重相反;在沉陷2年的沉陷区农田中,不同土壤物理性状受开采沉陷影响的程度不一样,受其影响最大的是土壤容重,其次是土壤孔隙度和土壤含水量。     

填筑速率对高等级公路加宽工程路基变形影响的数值分析

根据同三高速公路方正—哈尔滨段公路扩建项目实际情况,采用Plasix有限元分析软件,对新填路基以10、20、30 cm/d填筑速率施工时的路基变形进行了数值模拟计算,研究了填筑速率对高等级公路加宽工程路基变形的影响规律。结果表明,填筑速率越大,施工期越短,竣工时荷载作用时间就越短。尽管初始阶段的沉降速率较大,但沉降相对比较小,一部分沉降在填筑结束后完成,工后沉降和路面差异沉降越大。随着填筑速率的增大,相同时间内荷载增量越大,侧向变形量也越大,且对地基浅层影响较大。填土高度不变时,填筑速率的变化不能改变加载总量,时间效应是影响变形的主要因素。     

不均匀沉降填海地基埋地管道应力计算

为寻求埋地管道在填海软土地基不均匀沉降工况下的变形规律,以唐山曹妃甸填海地区地质勘察资料为依据,基于固结压缩原理进行了填海地基沉降值的计算及预测,得出了填海软土地基沉降规律,并利用沉降修正系数校正高速公路段地基沉降量。通过对地基相对沉降量进行多组的定量设置,并以此作为管道变形的边界条件,采用等效弹簧模拟埋地管道中管土相互作用,采用有限元计算方法,分别计算了埋地管道在各变形作用下的应力值。结果表明：曹妃甸填海软土地基穿越公路管道在50年运营期间,不会发生断裂。（图6,表2,参15）     

倾斜地表下隧道开挖引起的三维地表沉降计算

为研究倾斜地表下隧道开挖引起的地表沉降计算方法,考虑倾斜地表对隧道埋深的影响,建立了倾斜地表下隧道开挖模型和三维情况下单元体开挖计算模型.采用随机介质理论,推导出三维倾斜地表下隧道开挖引起的地表沉降计算公式,并结合工程实例选取监测数据和计算数据对比验证,证明了计算方法的准确性.最后针对地表倾斜角度进行对比分析,表明地表斜面倾角越大,地表不均匀沉降越明显.该倾斜地表沉降计算方法对隧道开挖地表沉降预测有一定的工程价值和指导意义.     

真空降水预压及水泥搅拌桩在桥坡加固中的应用

为有效治理桥头跳车现象,减小桥坡工后沉降,针对填土速率、桥台侧向位移、总沉降及分层沉降等技术参数,提出了相应的技术措施,重点对真空降水预压和水泥搅拌桩进行比较分析.分析结果认为,对软土层较薄、填土高度较低的路段,可只做浅层处理,采取换土法、石灰短桩法,辅以砂垫层、复合土工布等减小不均匀沉降;对于深层处理方法,在桥坡填土较高、填土速率较快的条件下,真空降水预压法较经济但侧向位移相对较大,水泥搅拌桩加固法侧向挤压力较小但费用较大,结合工程实践对上述问题进行了改进和探索.     

管道穿越大型垃圾场存在问题与对策

为降低管道穿越大型垃圾填埋场垃圾自燃、沉降及腐蚀对管道的影响,解决穿越管道的安全问题,从垃圾自燃源头分析,结合勘测资料并借鉴城市垃圾填埋处理行业的理论和经验,建模计算垃圾场基础沉降和降解沉降数据,并对管道受力进行综合分析,以确定管道变形解决方案。参照管道防腐技术要求,分析垃圾成分化验检测数据,判定腐蚀等级,设置了防腐和阴极保护双重防护措施。管道多年运营监测结果显示,该穿越方案及防护措施合理有效,穿越处未发生自燃,沉降和腐蚀均可控,为今后类似管道穿越工程在方案选择,降低垃圾自燃、沉降和腐蚀对管道的影响,以及处理方案的确定提供了建议和参考。（图4,表2,参6）     

泥浆土壤特性动态检测(英文)

[Objective] The research aimed to provide basic files and theoretical guidance for constructing sluicing-siltation dam using soil with high clay content soil.[Method] The soils of Dagou basin near Xiwu Village of Baishui County,Shaanxi Province were taken as experimental materials.pvc pipes with same height and diameter were used to construct testing model for dynamically determining settlement,shear strength,wet density of grouting bulk under 2 different grouting speeds(15 cm/d and 25 cm/d).[Result] Under different grouting speeds,general change trend was similar during grouting course.The subsidence,deformation,shear strength and wet density increased with the increase of grouting speed.Five or six days after grouting,daily displacement under 25 cm/d grouting speed was fewer than that under 15 cm/d grouting speed.[Conclusion] The increase of grouting speed could shorten the time for reaching the same subsidence,deformation,shear strength and wet density and increased displacement at the initial stage of grouting,however,with the increase of grouting time,lower grouting bulk was bad for displacement at later grouting period because it was near impermeable layer.     

重粉质壤土泥浆特性动态检测

[目的]为用含粘粒量高的土修建水坠坝提供基础资料和理论指导。[方法]以陕西白水县西武村附近大沟流域的土作为试验对象,用等高等直径的PVC管样桶组建测试模型,对2种灌浆速度(15和25 cm/d)下灌浆体的沉降量、抗剪强度、湿密度、下渗量等指标进行动态测定。[结果]不同灌浆速度下,灌浆过程中灌浆体各指标的总体变化趋势相同。对于同一高度的灌浆体,其沉陷变形、抗剪强度、湿密度均表现为灌浆速度大则相应的值大。灌浆5~6 d以后,以25 cm/d速度灌浆的日排水量小于以15 cm/d速度灌浆的日排水量。[结论]灌浆速度加大可缩短达到相同沉陷变形、抗剪强度和湿密度的时间,可明显增加灌浆初期排水量,但随灌浆时间的累积,下层灌浆体接近不透水层而不利于灌浆后期的排水。     

泥浆土壤特性动态检测(英文)

[Objective] The research aimed to provide basic files and theoretical guidance for constructing sluicing-siltation dam using soil with high clay content soil.[Method] The soils of Dagou basin near Xiwu Village of Baishui County,Shaanxi Province were taken as experimental materials.pvc pipes with same height and diameter were used to construct testing model for dynamically determining settlement,shear strength,wet density of grouting bulk under 2 different grouting speeds(15 cm/d and 25 cm/d).[Result] Under different grouting speeds,general change trend was similar during grouting course.The subsidence,deformation,shear strength and wet density increased with the increase of grouting speed.Five or six days after grouting,daily displacement under 25 cm/d grouting speed was fewer than that under 15 cm/d grouting speed.[Conclusion] The increase of grouting speed could shorten the time for reaching the same subsidence,deformation,shear strength and wet density and increased displacement at the initial stage of grouting,however,with the increase of grouting time,lower grouting bulk was bad for displacement at later grouting period because it was near impermeable layer.