利用精密水准数据分析晋冀蒙交界区垂直形变特征

在水准复测数据分析过程中,针对水准点遭到破坏导致数据连续性不佳、利用率降低等情况,利用相邻年份同名水准点数据求解垂直形变量,以距离、待内插点与观测点所处断层信息进行确权,构建多项式内插模型,对研究区范围内的垂直形变量进行内插,丰富研究区范围内的数据量,提高数据的连续性及利用率。以每个内插值的垂直形变量、形变速率、形变加速率组成的状态向量构建卡尔曼滤波模型,对研究区范围进行滤波,利用滤波结果对1984年以来晋冀蒙交界区的垂直形变特征进行分析,并与前人研究结果进行对比。实验证明本文方法有效,对地震预测的研究有一定的参考意义。     

基于DEM修正的MODIS地表温度产品空间插值

地表温度是资源环境、气候变化、陆地生态系统等科学研究的重要参数之一。MODIS LST（Land Surface Temperature, LST）产品是地表温度相关研究的重要数据源。而现有MODIS LST产品均存在云覆盖区域,因此云覆盖区域地表温度估计已成为热红外遥感的前沿性研究难题。为解决MODIS LST产品云遮挡区域地表温度信息缺失,以秦岭地区为研究区,选用2001-2017年的MOD11A2数据,在传统的反距离权重（IDW）、规则样条函数（SPLINE）、普通克里金（OK）、趋势面（TREND）空间插值方法中引入高程因子,通过反复试验形成基于DEM修正的MODIS LST空间插值方法。分析空间插值结果表明： ① 空间插值精度由高到低为：OK>SPLINE>IDW>TREND,基于DEM修正后精度分别提高了约0.38、0.31、0.32和0.78℃; ② 空间插值结果的精度呈现季节差异,夏季6、7、8月的精度较高,1月的精度最低;③ 插值精度与云区的范围存在一定的关系,当云覆盖区域<1.1 km²时,DEM+OK方法的插值误差<0.55 ℃,当云覆盖区域<3.1 km²,插值误差<1 ℃;DEM+SPLINE方法在云覆盖区域<2.7 km²时,插值误差<0.55 ℃,云覆盖区域<10.4 km²,插值误差<1℃;当云覆盖为1.1~2.7 km²时,DEM+SPLINE方法的插值精度高于DEM+OK方法。     

延安新区地表垂直形变时空演化的经验正交函数分析

采用SBAS-InSAR技术对43景Sentinel-1A影像进行处理,获取延安新区（北区）地表形变信息,并运用经验正交函数对结果进行分解,得到研究区域的时间系数和空间分布。结果表明,延安新区（北区）的最大沉降速率为-56 mm/a,最大抬升速率为32 mm/a。从第1模态可以看出,挖方、填方是造成地表抬升和沉降的主要原因;第2模态则反映了工程建设不同时期对应的不同地表形变状态,即加速、减缓、平稳3个阶段。     

基于Sentinel-1影像的2019~2020年河北隆尧地裂缝及周边形变监测与分析

为了解隆尧地裂缝目前的发育状况及其对周边地区的影响,采用2019-01~2020-12共31景Sentinel-1影像,基于SBAS-InSAR和Stacking InSAR技术获取隆尧地裂缝及其周边区域的形变时间序列及形变速率分布,进一步采用均质弹性空间模型研究隆尧地裂缝现今滑移状况。结果表明：1）隆尧地裂缝2019~2020年南北两侧的形变速率梯度差达4 cm/a,较2007~2011年5 cm/a的形变速率梯度差有所下降;2）固城店镇、魏家庄镇、官庄镇存在明显的周期性地表形变,但总体趋势仍为沉降;3）建模结果表明,隆尧地裂缝现阶段几乎破裂至地表,滑移速率为27 mm/a,与2007~2011年结果相比深度及滑移速率有所降低,说明现阶段隆尧地裂缝虽仍处于活跃状态,但活跃程度有所减缓。     

新疆呼图壁地下储气库的InSAR形变监测与模拟

利用TerraSAR-X卫星2013-08~2014-08的17景雷达影像,采用小基线集（small baseline subset,SBAS）InSAR技术获取呼图壁(HTB)地下储气库（underground gas storage,UGS）运行期间的地表形变序列,并结合UGS注（采）气井口的压力数据,采用多点源Mogi模型,对HTB UGS的形变场进行模拟。结果表明,整个UGS区域的形变特征为非连续分布,形变与注（采）气压力变化具有较好的相关性;注（采）气期间沿卫星视线向(LOS)的形变峰值分别为10 mm和-8 mm;采用自适应前向搜索法,基于多点源Mogi模型初步模拟注（采）气期间的形变过程,当UGS的注（采）气平均气压为18 MPa和15 MPa时,LOS的形变可达7 mm和-4 mm,地表形变的大小与注（采）气井口密度有关;UGS的储气分布呈非均匀状态,即地下气库结构复杂多变。     

粘弹性半空间内膨胀引起的地表垂直位移和重力变化

研究了粘弹性半空间内膨胀（Ｍｏｇｉ模型）引起的地表垂直位移和重力变化，推导了Ｍａｘｗｅｌｌ半空间模型的解析计算公式。数值结果表明，地表垂直位移、重力变化以及重力变化与地表垂直位移之比受介质流变特性的影响很大。因此，在解释和模拟火山区、地壳隆起区、地热场等长期地表形变和重力观测时需考虑介质的流变特性影响。     

时序InSAR解译2017~2020年北京地面沉降时空变化

利用合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术对2017-06~2020-06期间获取的Sentinel-1数据集进行处理和分析,获取北京近几年地面沉降区域的时空分布特征。结果表明,北京地表形变呈现5处沉降区,最大年形变速率为-111.3 mm/a。将InSAR结果与GPS观测资料进行对比,验证了时序InSAR的有效性。对比2018年和2019年的年形变速率可知,各个沉降范围内的沉降面积均在减小,且沉降减缓的面积远大于沉降加速的面积。局部调查后发现,5处沉降区除1处仍在加速沉降外,其他4处的沉降速度均在减缓。     

利用DS-InSAR技术监测黄河三角洲地表形变

针对黄河三角洲地区湿地及农田多、范围大,导致PS-InSAR技术难以获取高密度地表形变信息的问题,提出一种基于分布式目标InSAR（DS-InSAR）的黄河三角洲地表形变监测方法。该方法通过置信区间估计选取同质像元点,利用特征值分解方法计算主散射体对应相位值以达到相位优化的目的,再根据时空相干性确定分布式目标,最后建模解算时序地表形变信息。以26景Sentinel-1A影像为数据源,提取2019-12～2020-12期间黄河三角洲地区的地表沉降信息,与PS-InSAR方法结果相比,点位密度提高5.56倍;两种方法获取的同名点对形变速率的相关系数为0.727,说明两者具有很好的一致性。实验结果表明,研究区内存在4处明显沉降区域,最大沉降速率达-238 mm/a,经分析及实地调查验证,其主要影响因素为地下卤水及油气开采。     

结合TRMM数据的区域降水高精度曲面建模研究

高精度曲面建模方法（High Accuracy Surface Modeling, HASM）,从理论上解决了传统方法在插值过程中峰值削平和边界震荡等问题。其模拟精度相对于经典插值方法有很大提高,已成功应用于人口密度、土壤属性,以及气候要素等领域的空间制图。然而,由于地面气象站点数量和分布的限制,使得HASM仅依靠站点数据难以得到高精度的空间降水估计数据,因此,本文以地貌与气候类型复杂多样的我国中西部地区2010年年降水量空间分布模拟为例,采用混合插值法进行HASM区域降水模拟。结果表明,TRMM作为背景场的HASM模拟的年降水量精度,在全局和局部明显优于IDW、Spline和Kriging等经典插值方法的结果,作为背景场的HASM模拟精度,MAE和RMSE分别为125.15 mm和155.80 mm,其他方法最好的模拟结果比其误差值分别高出53.6%和54.5%;其模拟误差在不同子区域都较小;各种方法在平原的精度都高于山区的精度。     

复杂山区地形条件下ERA5再分析地表气温降尺度方法

高时空分辨率的气温栅格数据是多种地学模型和气候模型的重要输入。山区地形复杂,气温空间异质性强,如何获取高时空分辨率的山区地表气温数据一直是研究热点与难点。本文选择地形复杂的河北省张家口市作为试验区,基于局部薄盘样条函数对ERA5再分析日均近地表气温（2 m高度）进行空间插值,并利用随机森林算法,结合少量气象站观测气温数据、地形地表参数数据构建日均气温订正模型和气温逐时化模型,实现空间分辨率由0.1 °（约11 km）到30 m的逐时气温降尺度,最后将该模型拓展应用于其他时间与区域,检验本文发展的降尺度方法在没有站点观测数据条件下的时空移植性。结果显示,本文降尺度方法得到的高时空分辨率山区气温数据精度较高,1月均方根误差（RMSE）平均值为2.4 ℃,明显优于气象站点插值结果,且气温相对高低的空间分布更为合理、纹理更加丰富;将该方法应用到其他时间与区域的RMSE平均值分别为2.9 ℃与2.5 ℃,均小于再分析资料直接插值所产生的误差。研究结果总体表明,在气象站点较少甚至没有时,可利用本文方法通过ERA5再分析气温准确获取复杂地形条件下的山区高时空分辨率气温数据。     

基于三维激光扫描仪的边坡形变监测研究

摘 要： 利用三维激光扫描仪获取铁路边坡形变数据，并对点云数据进行体素化处理，利用种子生长法对体素化后的数据进行分类，并拟合其空间参数；通过观测点云数据与目标数据分类结果拟合平面之间的距离，确定边坡形变的具体值；利用扩展卡尔曼滤波对多期数据进行统计分析，得到边坡形变的速率与加速率，预测边坡形变。     

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基于要素的地形图数据更新方法研究

针对地形图数据库更新问题,提出一种基于要素的地形图数据更新方法。根据地形图数据更新的特点,将地形图数据的更新分为变化检测和数据入库两部分,在变化检测中利用缓冲区分析、几何量算等方法检测地形图数据中发生变化的要素,并写入临时库,赋予其特定的属性值,根据临时库中变化要素的不同变化情况,对数据库中的数据进行相应的更新操作。实验表明,本文提出的基于要素的地形图数据更新方法能实现地形图数据的更新,具有较大的应用价值。     

试论海船船员的适任考试与评估

通过《97规则》与《87规则》的对比 ,分析了两者的异同、变化及意义作用 ,结合在实施《97规则》过程中出现的一些问题 ,有针对性地提出了不同的见解和较有新意的建议。     

基于连接载荷的蠕虫检测技术研究

提出一种基于连接载荷相似度的蠕虫检测方法 ,利用汉明距离计算载荷相似度检测未知蠕虫。与最长公共子串算法相比,这种方法更能减少计算资源消耗。并在此基础上,提出结合粗粒度异常检测和细粒度行为分析的检测系统。进一步排查非蠕虫流量,锁定蠕虫报文组,减少相似度的计算量。实验证明,这种方法能够检测出未知蠕虫。     

基于信息损失量的坡度精度分析

从DEM中可获取众多地形因子。其中,坡度作为基本的地形因子,其精度对于退耕还林、水土流失评估等研究具有重要影响。但是,由于DEM只能是真实地表形态的近似表达。如何模拟坡度误差的规律成为研究的热点。本文在黄土高原地区选取代表不同地貌类型的神木、绥德、延川、富县和宜君5个研究样区,以1:1万地形图为基本数据源,建立不同分辨率的DEM,用以分析坡度信息损失量随DEM分辨率变化的规律。故此,提出了基于单个栅格方式的坡度信息量损失指标,并在每一样区随机选取的20个子实验样区得到了其与DEM分辨率的函数关系,以及相关的经验公式,据此求得所需的最适宜DEM分辨率,并在每一样区随机地选取16个子样区进行了检验。     

球近似地形改正的研究分析

本文视大地水准面为球面,以计算点向径为半径,将地形分为布格球壳和球面粗糙地形,分别给出球坐标下对地面重力值的地形改正公式,并与局部地形和布格板对重力改正的计算值进行比较。结果表明,球近似粗糙地形改正与局部地形改正之间存在差异,平坦地区差异较小,在地形高超过1 000 m的山区,差异在05 mGal以上。球近似粗糙地形影响计算,易于扩展积分范围,比局部地形改正更能体现精细信息,并符合地球实际形状。布格球壳和布格板改正计算值趋势相近,幅度存在明显差异。     

基于GML的地图注记表达

地理置标语言GML是一种基于XML的编码语言,用于地理及地理相关信息的建模、传输和存储。本文首先对GML的发展历程作了概要说明,描述了GML文件的组成及其中的系统默认样式模式(defaultStyle.xsd)。利用现有的GML元素定义了地图注记的基本要素,形成了地图注记模式,最后实现了基于GML的地图注记表达。     

土地变更调查掌上系统设计与实现

土地资源是人类生存的重要基础,摸清土地资源现状及时掌握土地变化信息,是进行土地利用总体规划和国土资源宏观决策的依据。为了提高土地变更调查的效率,设计了掌上土地变更调查系统。系统基于PDA将GPS卡、GSM、数码摄像头集成于一体,利用高精度GPSOEM板和GSM实现了GPS实时差分处理,形成一个小型轻便的土地变更调查系统。在WindowsCE环境下,利用eVC编程语言完成了系统的开发,实现了变更图斑测量、GPS数据解算、土地利用现状图更新等功能。从而解决了传统土地变更调查周期长、效率低、精度不高等问题。     

基于小波分析的地震能量释放研究

基于地震能量与贝尼奥夫应变的关系,采用1990～2016年云南省地震局发布的所有震级地震目录和1969～2016年中国地震台网中心发布的M≥5.0地震目录,计算得到云南和中国及邻区的地震应变释放时间序列,然后采用连续小波变换方法分析出地震周期并讨论其特征和成因。结果表明,云南地区地震活动大致具有4 000 d（约11 a）的地震活动长周期,其中2008年大致具有12 d和32 d的短周期;中国及邻区地震活动大致具有400 d（约1 a）、1 400 d（约4 a）的短周期和6 a、16 a、27 a的长周期。