数字海底地形分割算法

根据不同海底地形特征,提出了基于多波束测量数据进行海底地形分割的"三态值模型"法,其步骤包括:将地形数据滤波和网格化;利用"3×3"差分算子计算各节点的梯度;利用最大梯度追踪算法检测正负地形与平缓地形的分界线;利用"三态值"算法识别正、负和平缓地形。应用该方法对胶州湾实验海区多波束实测数据处理结果表明,该方法切实可行,能够对数字海底地形准确地进行快速分割。     

海底地形数据的格网DEM内插方法

提出了利用动态距离加权对海底地形数据进行格网DEM内插的方法，通过实验证明，该方法在真实表现海底地形特征的同时，节省了计算机的大量内存，提高了执行效率，可以容易地获取不同分辨率的DEM文件。     

基于双重网格的矢量地图数字水印算法

通过分析数字水印技术和矢量地图的结合方式，提出了一种基于双重网格的数字水印算法，该算法通过双重网格划分，将水印信息分散隐藏到节点坐标的最低有效位上。实验证明，该算法具有良好的隐蔽性、较强的鲁棒性，可以抵抗常规的节点编辑和地图裁切对水印信息的破坏，适合于矢量地图的版权保护。     

基于Visvalingam-Whyatt改进算法的线要素化简

线要素化简对空间数据存储、传输和表达具有重要意义。现有方法的化简效率和空间关系维护是一个矛盾体,为提高化简效率的同时解决化简结果中线要素自相交问题,提出基于Visvalingam-Whyatt改进算法的线要素化简方法。以排序列表键值对的形式记录有效面积和节点标识,再利用给定的保留节点数重新构建线要素,在重构过程中逐点进行自相交判断,并通过前插或移除节点的方式解决自相交问题。以1∶100万比例尺的海南岛海岸线为研究对象进行化简实验,结果表明本文所提算法能够解决线要素自相交问题,且具有较高的化简效率。该方法可为其他线要素化简算法提供自相交解决思路。     

一种基于TIN三角网数据的规则格网生成算法

格网地形模型和7TIN地形模型是数字高程模型的两个主要组成部分。结合实际工作，在实现多分辨率地形环境仿真需求下，充分利用已知TIN数据信息，通过划分格网点，判断格网点是否落在TIN三角网内，用三角形三个点高程内插得到格网点高程的方法，实现基于TIN数据生成格网数据。方法简单实用，在三维地形仿真应用中有较好的效果。     

多波束测量船速控制方法研究

新版国际海道测量标准明确规定特等和1a等测量时必须实现全覆盖测量。为此,提出基于全覆盖测量的船速控制方法。研究表明:满足全覆盖的船速与多波束换能器的扇区宽度、纵向波束宽度和声速有关。另外,考虑到海底地形的精确获取是未来海道测量的主要方向,提出了基于海底地形分辨率的船速控制方法。在此基础上,兼顾测线间距选取,进一步提出基于海底地形分辨率的测船船速与测线间距综合优化选取方法。方法兼顾了全覆盖和海底地形分辨率的需求,体现了逐步优化设计的思想,符合测量实际,仿真实验也验证了该方法的有效性。     

复杂相带线内部井点判断方法研究

利用“点在多边形中”判断的基本原理，提出了在复杂相带线内部，通过判断垂直射线与多边形交点个数的奇、偶性来确定某一个井点是否在复杂相带线（多边形）内部的算法，解决了任何复杂相带线（多边形）与井点位置关系的判别问题。该算法在复杂相带线内部的井位判断和确定过程中，自动化程度高、准确，具有方便、灵活、实用的特点。目前该方法已在生产实践中进行了推广应用。     

一种等效声速梯度的迭代计算方法

等效声速剖面法将实际复杂的声速剖面用一个简单的声速剖面等效替代,在声线跟踪时可以提高计算效率。但在多波束测深系统归位计算中,由于地形的起伏,对每ping各个波束使用单一的等效声速剖面会影响计算精度。通过仿真实验分析了地形起伏对等效声速剖面法计算精度的影响,提出了一种等效声速迭代算法,通过实验发现,相比于常梯度声线跟踪算法,迭代算法可达到同等精度水平,并有更高的计算效率。     

海底地形数据组织与可视化选取技术

海洋测绘数据信息化是构建智慧海洋的基础, 而海底地形数据是海洋测绘数据中的重要内容。为更加便捷和高效地 管理与利用地形数据, 本文结合工程实际需求, 研发了海底地形数据管理平台。首先, 基于海底地形数据的特点, 提出多分 辨率海底地形组织模型, 对不规则区域的海底地形进行多分辨率模型构建, 实现了对多波束实测数据的组织管理; 在此基础 上, 提出了多尺度海底地形分级渲染优化算法与海底地形数据空间截取算法, 利用分级渲染与数据裁剪算法实现对海底地形 数据的可视化表达预览和选取服务; 最后, 以典型的多波束测深数据为例, 基于研发平台完成了数据从存储 、组织管理到可 视化预览选取的一体化管理与服务, 验证了本文算法的可靠性与实用性, 同时可为海底地形数据管理服务提供一定参考。     

一种基于竞争机制的P2P资源分配算法

研究P2P资源分配时不够公平的问题,提出了一种基于竞争机制的带宽资源分配算法RDA-CM(Resource Distribution Algorithm Based-on Competitive Mechanism)。首先在节点选择中引入贡献值竞争机制,节点竞争成为候选节点;在对候选节点进行资源分配时,先对候选节点按照贡献值排序,然后利用动态规划的方法求出节点带宽分配的最优解,使贡献值大的节点获得更高的服务质量,保证了系统的公平性。仿真实验表明该算法的有效性。     

海洋牧场生态环境在线监测物联网技术研究

海洋牧场生态环境在线监测网是海洋牧场建设的重要发展方向之一.传统海洋监测系统体积大、功耗大、价格昂贵,受牧场建设的经费限制,无法大量投放组成监测网,迫切需要一种低成本的海洋监测手段,可负担大面积、高空间密度的投放,并以分布式的物联网方式进行组网监测,解决这一难题.本文基于MEMS技术研发可大量"群蜂式"布放、高时空分辨...     

An improved processing sequence for uncorrelated Chirp sonar data

Chirp sonar systems can be used to obtain high resolution seismic reflection images of the sub-seafloor during marine surveys. The exact knowledge of the Chirp signature allows the use of deterministic algorithms to process the data, similarly to that applied to Vibroseis data on land. Here, it is described an innovative processing sequence to be applied to uncorrelated Chirp data, which can improve vertical and lateral resolution compared to conventional methods. It includes application of a Wiener filter to transform a frequency-modulated sweep into a minimum-phase pulse sequence. In this way, the data become causal and can undergo predictive deconvolution to reduce ringing and enhance vertical resolution. Afterwards, FX-deconvolution and Stolt migration can be applied to obtain an improved imaging of the subsurface. The result of this procedure is a seismic reflection image with higher resolution than traditional ones, which are normally represented using the envelope function of the signal. This technique can be particularly useful for engineering-geotechnical surveys and archaeological investigations that require a fine detail imaging of the uppermost meters of the sub-seafloor.     

Running GCM physics and dynamics on different grids: algorithm and tests

An 'alternate grid' (GridAlt) technique is presented, which allows the different components of a general circulation model's governing equations to be computed on distinct grids chosen for that component or process. In the implementation presented here, the tendencies of state variables from the physical parametrizations are computed on a vertical grid with very fine resolution near the surface, whereas the remaining terms in the equations of motion are computed using an Eta coordinate with coarser vertical resolution.
Results from a suite of aquaplanet experiments show that much of the benefit of increased vertical resolution in the whole model can be realized by enhancing the vertical resolution of the 'physics grid' using GridAlt. The benefit is realized in the fields which are computed directly in the physical parametrizations, and in the vertical structure of the relative humidity and mass streamfunction. Results from a suite of realistically configured simulations demonstrated an impact of GridAlt that was similar to its impact in the simplified simulations, as well as an improved response to El Niño Southern Oscillation forcing. It is concluded that the present implementation of GridAlt offers a practical way to allow GCMs to better capture the near-surface structure of the atmosphere.     

SOA理念在“数字海洋”数据体系构建中的应用

通过对 908-03 "数字海洋"信息基础框架构建项目中节点数据现状的描述,结合项目建设的具体目标,指出使用 SOA ( Service Oriented Architecture ) 的理念来整合数字海洋中分布、异构、海量海洋数据的技术路线是数据体系建设的必由之路.在对 SOA理念进行详细论述的基础上,给出了可应用于"数字海洋"数据体系构建的面向服务的数据体系模型.     

潮汐流动中污染物排放的一种远区计算模型

本文建立了一个适合于潮汐流动中污染物排放的远区动态平面二维数值计算模型。该模型的计算特点是将流场和浓度场分开计算，即所谓“非耦合解”，运用有限节点法计算了流场，用改进的有限节点法计算了浓度场。该模型应用于长江大厂镇江段，其计算出的流场和该江段典型污染物Ｆ－的浓度场与实测一致，在此基础上，用设计潮计算了一个污水排江方案，确定了其影响范围     

VHR Marine 3D Seismics for Shallow Water Investigations: Some Practical Guidelines

The design of very high resolution (VHR) 3D marine surveys not only depends on the theoretical considerations of seismic imaging, but is also dictated by the field conditions and the available budget. The main geophysical controlling factors include the depth and dip of the target, and horizontal and vertical resolution. Working in shallow water environments and at high frequencies will imply constraints on sampling, array directivity and positioning accuracy. In this paper we describe the main requirements and constraints involved in VHR 3D acquisition. The second part of the paper focuses on the flexible acquisition system “Opus3D” recently developed for shallow water investigations. The system provides improvements in imaging resolution in a relatively simple and cost-effective way. Acquisition and positioning constraints limit the system to nearshore studies. The experience gained from various surveys with this new acquisition system allow us to formulate a number of practical specifications and guidelines for 3D survey design in shallow water.     

基于LKH树和拉格朗日插值多项式的会议密钥分发方案

会议密钥的管理与分发是设计安全网络会议系统的关键问题之一。利用基于拉格朗日插值多项式的会议密钥分发方案,借鉴逻辑密钥层次树结构设计了1种会议密钥分发方案。在每次举行会议时,会议主席根据用户树计算参会者子树,利用参会者子树的根结点公钥构造拉格朗日插值多项式。减少了会议主席构造拉格朗日插值多项式的次数和计算开销。特别地,对构造的会议系统,当参会者的人数超过一定数目时,会议主席构造拉格朗日插值多项式的次数会随着参会者人数的增加而减少。另外,每个用户的私钥保持不变,避免了用户私钥的更新过程。     

台风"卡努"的数值模拟试验

台风“卡努”(Khanun,200515)是近年来登陆台风中给沿途造成重大灾害的台风之一。本文以第五代中尺度气象模式(MM5V3)为基础,采用三重嵌套的高分辨率网格设置,分别用四种初始化方案,对台风“卡努”进行了数值模拟试验,分析和探讨了模式的初始化对预报效果的影响。结果表明,MM5模式对台风的模拟预报具有一定的能力,按照常规的方法利用Bogus人造台风涡旋对初始场进行调整以及加入常规观测资料,路径和强度的预报效果都有明显的改进;再加入Quikscat卫星海面风非常规资料,能够减小台风路径预报逐小时预报误差,台风的强度预报也有所改善。     

SAR重构分辨率对海冰侧向融化量预测影响研究

利用RADASAT-2的海冰SAR图像,分别采用Prewitt、Sobel和Canny边缘检测算子计算图像范围内的海冰周长,分析不同图像分辨率、不同边缘检测算子分别对周长计算结果产生的影响。结合冰层侧向融化速率参数化方案进行了海冰侧向融化温度敏感性模拟实验,分析了图像重构分辨率对海冰侧向融化结果的影响。结果表明:海冰破碎程度不同时,对应不同的最佳边缘检测算子和最佳分辨率;仅考虑侧向融化时,随着温度升高,3种算子模拟的海冰面积融化趋势基本一致,均呈指数型增加,Prewitt算子模拟效果最好,对应的最佳重构分辨率为30 m×30 m、65 m×65 m和155 m×155 m。     

基于B-L曲线的河-海划界研究

入海河口是河流向海洋过渡的区域,作为海岸带的一部分,具有独特性与复杂性,基于岸线形态的海岸地貌学指标与众多河口参数具有密切的联系与影响,而以地形节点作为河-海划界方案具备可行性与可操作性。在河流中心线上某点处,定义河流宽度(B)和沿河流中心线到口门处距离(L)的B=f(L)函数来实现河-海划界的定量划分,并对不同类型河口使用该函数曲线寻找地形节点进行河-海划界。结果表明:沙坝或堵塞型河口其地形节点处的河流展宽速率在-0.5~0之间;河道状河口及河网状三角洲其地形节点处的河流展宽速率在0.5~1.2之间;河口湾型河口的地形节点处的河流展宽速率在0.6~1.5之间;喇叭形三角洲河口其地形节点处的河流展宽速率在1.3~4.5之间;鸟足状三角洲和扇形三角洲的入海河口段的河流展宽速率在0~0.2之间,建议以口门处作为地形节点。应用此方法对我国大陆入海河流进行河-海划界,并进行中国大陆河口岸线长度量算,取得良好效果。