中国北方沙尘暴频数演化及其气候成因分析

利用地面气象观测资料，分析了中国北方1954～2001年年、季沙尘暴发生日数的演变规律及其与风速、相对湿度、降水、气温和干燥度的相关关系。结果表明，中国北方沙尘暴发生日数在1954～2001年呈波动下降的趋势，春季下降趋势最明显。沙尘源区的气候要素对北方沙尘暴发生日数具有比较明显的影响，其中风是影响较大的因子。平均风速和大风频率增加(减少)均有(不)利于沙尘暴天气的形成。气温与沙尘暴日数呈显著的反相关关系，反映了北方温度升高可能通过大气环流间接地抑制了沙尘暴的发生。降水增加对沙尘暴发生也有一定抑制作用，尤其春季和前冬沙尘源区降水多寡对沙尘暴的发生有着重要的影响。北方沙尘暴频数与沙尘源区的相对湿度或干燥指数也存在较明显的相关关系。在过去的近50a内，造成中国北方沙尘暴频率显著下降趋势的直接自然原因是：沙尘源区和发生区平均风速和大风日数的减少、主要沙尘源区降水量特别是春季和前冬降水量的增加、以及由于源区降水增加引起的大气和土壤湿润程度的改善。     

2000年华北沙尘天气遥感研究

利用最新的气象卫星数据分析影响华北的沙尘天气从产生到消失的动力过程,确定了沙尘天气发生的范围和移动方向。并利用TM、NOAA、FY－1影像,时间跨度为30年的沙尘暴空间分布数据,1951－1994年华北地区的气象站点数据,土壤质地和土地利用数据,对沙尘天气发生的下垫面因素与沙尘天气发生的空间分布关系进行了分析,指出植被指数、土壤质地、土壤含水量和地形对沙尘天气发生的影响方式,并对沙尘天气发生区域的土壤侵蚀状况进行了分析,探讨了影响华北地区沙尘天气的供沙区分布状况和不同路径沙尘暴的源地分布,结果表明下垫面因素对于沙尘天气的产生有着非常重要的作用。     

基于地理知识与数学模型以及遥感数据检测针叶林的更新和龄级动态

本文介绍一种利用高分辨率遥感数据与数学模型绘制针叶林的新方法,适于处理空间影像数据。结果绘制出了伊尔库次克北部Ust-Ilimsk地区的针叶林图。本文认为对景观判读绘制成图的GIS技术需要包括信息调查程序、地图综合数据和以目标为导向的景观图与知识的阐释。应用新方法生产预测林型动态变化的分布图,此方法使用数学分析模型在研究区数字地图上勾绘地表组成,并根据直方图勾绘典型的地表组成。     

2016年四川省PM2.5浓度时空分布研究

PM2.5导致大气能见度下降,造成雾霾天气.本文基于2016年四川省89个空气质量监测站的PM2.5数据,对2016年四川省PM2.5浓度时空分布特征进行研究分析.结果表明,2016年四川省PM2.5浓度空间分布呈现出西北部PM2.5浓度较低、空气质量较好,东南部PM2.5浓度较高、空气质量较差的趋势;时间分布呈现夏季PM2.5浓度较低、空气质量较好,冬季PM2.5浓度较高、空气质量较差的趋势,从而得出四川省PM2.5浓度时间和空间分布规律及分布图.     

基于景观格局的地表覆盖时空变化研究

景观格局分析方法是地理国情综合统计分析的重要方法。文章以地理国情普查试点区域的荒漠与裸露地表为例,使用GIS软件计算出荒漠与裸露地表在不同时间的景观格局指数、最邻近点指数及面积加权质心,分析了试验区荒漠与裸露地表的空间分布格局及其时空变化特征。结果表明,荒漠与裸露地表斑块面积大幅减小,斑块形状趋于规则化;破碎化程度、聚集程度均增大;空间质心向西部迁移至研究区境外,区域内生态环境明显好转。     

航空遥感地表温度时间归一化

航空热红外遥感影像的航带宽度一般较为有限,通常需要进行连续飞行获得多个航带才能覆盖一个较大的研究区;由于地表温度随时间变化迅速,不同航带间地表温度存在差异。因此,进行不同航带影像拼接之前,需要对不同航带的地表温度进行时间归一化。本文基于温度日变化模型,构建了航空遥感地表温度时间归一化方法;结合Hi WATER试验区高密度的气象观测数据,分析了天气晴朗条件下,风速的大小和波动剧烈程度对地表温度日变化模型的影响,在此基础上发展了一种考虑风速影响的改进温度日变化模型。验证结果表明:两种模型均能够减小观测时间不同导致的地表温度瞬时波动差异;考虑风速影响的改进模型比未改进模型的精度提高0.3—0.6 K,且其提供的地表温度在时间尺度变化上更加符合实际情况。本研究建立的相关模型对于卫星遥感地表温度的时间归一化也具有借鉴意义。     

利用泰森多边形和格网平滑的人口密度空间化研究——以徐州市为例

在运用泰森多边形作边界替代得到徐州市区人口密度的分布图后,采用GCAWI法实现了徐州市区人口数据的空间化,提出了采用大小两种格网错置的平滑方法,并运用此方法得到徐州市2000年和2005年的500 m×500 m的格网人口密度分布图。结果表明:①通过对比两个年份的人口密度分布图可以发现,徐州市区人口密度在2000年~2005年期间具有南移东扩的趋势;②利用大小两种格网错置平滑的方法实现了对人口密度空间化与平滑两个功能,平滑后的结果表明,徐州市区人口密度的空间分布具有块状集聚、轴状延伸的格局,整体来看呈现出"大"字形的态势;③通过与直接运用核函数内插得到的人口密度分布图的对比可以发现,前者对反映人口密度分布的细部差异比较敏感,而后者仅能反映出人口密度空间分布的整体格局。     

基于COST模型的热岛效应时空演变特征分析

本文选取中等城市绵阳为研究对象,以2000年、2007年TM/ETM+遥感影像为数据源,首先应用COST模型完成大气校正;然后采用Artis等提出的算法进行地表温度反演,并利用均值标准差法进行温度等级划分,获得绵阳市地表温度分布图和温度等级分布图。结果表明:①2000-2007年热岛区与建成区在空间发展趋势上基本一致,其中2000年热岛区面积为11.49 km2,到2007年增加为43.12 km2,热岛区面积所占比例增加36.36%;②7年间温度等级升高的区域面积为56.09km2,占建成区总面积的64.47%,其中从温度较低区转化为热岛区比例占42.40%。     

基于数据同化的长春市雾霾反演与空间特征分析

近年随着长春地区冬季雾霾天气的频繁出现,大气可吸入颗粒物(PM2.5)已成为长春地区的主要空气污染物之一。遥感技术与污染物模型相结合是近年来预报空气质量的一种有效方法。本文以2015—2016年长春市冬季雾霾天气为例,利用MODIS遥感影像获取的气溶胶光学厚度(AOD),反演长春市地表PM2.5浓度值,得到长春市空气污染物空间分布图,并分析长春市空气污染物的时空分布特征。同时利用AOD反演的PM2.5浓度值作为数据同化资料,对长春市地表PM2.5浓度值进行预报,预测结果令人满意。研究结果表明:数据同化与遥感信息技术结合进行雾霾预测是一种有效的手段,可为雾霾反演的数据提供可靠的信息。     

沙尘源区AVHRR反照率时序变化与TSP的对比分析

以 2 0 0 1年 3月到 5月的几次沙尘天气为例 ,介绍基于地表覆盖的AVHRR反照率的反演结果 ,并与TSP(沙尘干量 )和Si(硅 )进行对比分析 ,发现它们具有较好的相关性 ,从而揭示了沙尘暴发生前后地表能量的变化状况 ,为预测预警沙尘天气的危害提供及时客观的空间信息     

一种海面风场反演的快速风矢量搜索算法

本文以SeaWinds散射计为例，从最大似然估计的海面风场反演方法出发，根据其目标函数的一般分布特征，提出并实现了一种快速风矢量搜索算法。然后采用美国SeaWinds散射计的部分LA实测数据对该搜索算法进行了验证，并与常规算法对同一实验数据的反演偏差及运行时间进行了对比分析，结果表明该算法在能够保证反演精度的前提下，在较大程度上提高了运行效率。     

ERS散射计全球海面风场数据处理与ElNino海面风场异常观测

星载散射测量技术是获取全球海面风场的有效手段。该文研究了欧洲遥感卫星（ＥＲＳ） 散射计全球海面风场数据的处理分析技术。对１９９７ 年３ 月、６ 月和１２ 月的全球海面风场数据进行平均处理,并同时与１９９６ 年６ 月和１９９５ 年１０ 月的观测数据进行对比,利用遥感技术发现了赤道太平洋西部的风场异常,从遥感资料上分析了１９９７ 年Ｅｌ Ｎｉｎｏ 现象的海面风场（ 风速与风向） 异常变化特征。研究结果显示了星载微波散射计在全球变化监测中的重要作用。     

合成孔径雷达图像的近岸海面风场反演

根据海面微波散射原理，给出了星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像海面风场反演的方法。该方法包括SAR图像辐射定标、海面风向确定和风速计算。利用该方法由加拿大RadarsatSAR图像反演获得了中国海南省东南部近岸海区海面风场，并与预报风场作了比较。结果显示，二者相符得很好，风速的均方根误差为0.94m/s，风向的均方根误差为4.03°。     

渤海GNSS-R机载测风试验及其反演结果

对渤海GNSS-R机载试验进行了海面风场反演.结果表明,风速精度优于1 m/s,风向精度优于20°.     

3维成像微波高度计风速反演

随着航天技术的发展和新型微波载荷的发射(如3维成像高度计),越来越多的小入射角海洋观测雷达将投入运行,如何有效地利用这些小入射角的后向散射数据成为研究的热点课题。利用TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)的PR(Precipitation Radar)后向散射系数NRCS(Normalized Radar Cross Section)数据对小入射角情况下的海面风速反演方法和风速反演精度进行研究,并对风速反演性能进行统计分析。基于无雨条件下的PR海面后向散射数据,建立小入射角情况下的风速反演算法和经验的GMF模型。风速反演结果分别与浮标、ASCAT进行交叉比对。结果表明:反演风速的偏差小于0.28 m/s,标准差小于1.51 m/s;在中等风速条件下,反演风速的偏差和标准差均小于低风速条件和高风速条件;0°—8°入射角范围内的风速反演精度明显优于8°—12°入射角范围的风速反演精度。     

输电线路风偏模拟分析系统研究

采用激光点云、数据高程、高清影像等技术,构建了输电线路工况模拟分析模型,设计开发了输电线路风偏模拟分析系统。在系统中实时集成第三方环境参数,通过输电线路风偏工况模拟分析,对超过安全阈值的输电线路进行定位、预警和预报,为输电线路的自动化巡检和隐患智能预警分析提供了技术支撑和科学决策依据。     

无人机航测技术在风电场测图中的应用

本文提出了一种利用无人机航空摄影测量技术完成风电场测图的方法,利用该方法可以实现测区1∶2000地形图数据的生产。首先根据航摄区域和航线规划布设控制点、像控点、检查点,利用飞马F300无人机进行航摄作业获取航测数据,然后对数据进行预处理,按照标准格式导入Context Capture软件建立三维倾斜模型,通过EPS2016立体量测软件基于三维倾斜模型完成地形图数据的采集,对于模型变形的区域,利用MapMatrix软件进行数据采集与校核。利用安徽宿州风电场测图项目验证了该方法满足1∶2000大比例尺地形图精度要求。     

利用GPS反射信号遥感Michael飓风海面风场研究

对GPS反射信号的功率波形以及GPS信号在海面的散射区域进行了阐述，并对海面风场反演的原理和方法作了具体的介绍。处理了NASA在Michael飓风中机栽实验的数据，反演得到的风速精度为2m／s左右，从而验证了通过GPS反射信号反演海面风场在理论和实践上的可行性。     

一种修正的星载散射计反演海面风场的场方式反演算法

由于卫星散射计探视雷达回波的各向异性的双调和性质,同时由于散向散射物理模型函数的非线性及信号中存在噪声,使得常规点方式风场反演哕向有多至４个解的多解存在。给出了一种改进的场方式钣演方法,利用该人卫星散射计测量的后向散射强度的数据中唯一反演出大尺度海洋风场。通过数值模拟和实际算例计算表明反演过程在风向、风速上都与真解是吻合的。从结果可以看到,所采用的改进的场方式反演方法对模拟数据或真实散射计探测海面     

高频地波雷达风速反演经验模型

通过分析高频地波雷达所在探测海域内浮标观测的有效波高和风速数据,建立了海面风速与有效波高的经验模型。利用二范数最小方法对该模型的参数进行估计,实验结果表明了该模型的稳定性。将所提模型应用到高频地波雷达OSMAR071数据处理中,6个月数据连续反演结果与浮标给出的风速吻合度高,表明了该风速反演经验模型的有效性。