n维α带小波紧框架的显式构造

研究了n维α带小波紧框架的结构,给出了m个函数生成n维α带小波紧框架的充分条件,并给出构造该小波紧框架的显式算法,最后给出了构造小波紧框架的数值算例.     

小波频率估计方法及其在通信信号检测中的应用

小波变换作为新的信号分析工具,受到学者们的重视,然而如何将小波尺度与频率联系起来,是一个亟待解决的问题.为了求解小波的中心频率,提出了一种基于正弦波的模型,并将模型推广到任意采样间隔与任意小波尺度.由于模型的非凸性,传统的基于梯度的优化方法容易陷入局部最优,因此提出了一种基于Rossler吸引子的粒子群算法.实验给出了常见小波的频率值,并通过一个通信信号检测的例子证明了该方法的有效性.     

基于正交小波变换的并行软判决盲均衡算法

针对常数模算法收敛速度慢的缺点,在分析基于正交小波变换盲均衡器结构和并行软判决盲均衡算法的基础上,提出一种基于正交小波变换的并行软判决盲均衡算法.该算法将正交小波变换引入到并行软判决算法中,利用正交小波变换对信号很强的去相关能力,降低信号的自相关性,以加快算法的收敛速度.水声信道仿真结果表明,与并行的软判决盲均衡算法相比,所提出的基于正交小波变换的并行软判决盲均衡算法具有更快的收敛速度.     

运动云彩的模拟算法

天气现象模拟是实现气象信息可视化的重要组成部分,而云彩的模拟是实现天气现象模拟的关键。文章给出了3个简捷有效的生成静止云彩和动态云彩的算法,改进了目前常用的模拟算法。用循环计算取代递归计算生成静止云彩,提高了运行速度;不重复运动云彩的生成算法可得到任意长度的云图;云彩平滑变形算法改变了云彩结构,使得云彩的变化连续平稳,为实现气象信息的可视化提供了一个很好的参考。     

小波变换在风廓线雷达探测大气边界层高度中的应用研究

大气边界层的高度是污染物扩散模式、气候模式、大气模式的一个重要输入参数,边界层高度的变化对数值预报中的物理过程,天气预报的诊断分析,城市污染物的监控也有相当重要的作用。然而,边界层高度的连续监测缺乏有力的手段,风廓线雷达凭借其高时间分辨率和空间分辨率,加上其能够连续探测等优点,可以成为连续监测边界层高度的有效工具。利用协方差小波变换对风廓线雷达距离订正后信噪比数据进行分析,来确定边界层的高度,并与无线探空仪确定的边界层高度进行比较,通过分析得到:(1) 协方差小波变换应用于边界层高度的确定时,尺度因子a和平移因子b的选取很关键,不同的a和b值得到的结果可能差异很大,在计算过程中要仔细选择合适的值;(2) 质量控制对正确判断边界层高度至关重要,好的质量控制方法可以起到剔除突变点的作用,使确定的边界层高度更符合实际情况;(3) 在晴空条件下,如果边界层湍流不均匀及杂波影响较大时,梯度法将不适用,它容易受到大气湍流不稳定以及其他因素引起的信噪比突变而产生较大误差,而协方差小波变换法作为梯度法的改进,能够较好地确定边界层的高度;(4) 通过质量控制,小波变换法和探空仪确定的高度很一致,两者的相关系数达到0.87。      

湍流的不连续性和柯尔莫果洛夫的湍流理论

湍流的不连续性和现在流行的柯尔莫果洛夫理论有矛盾。本文描述了1972年9月我们在东北地区做实验时观测到的不连续现象,计算了它们的统计特征,特别是初次得到了不连续尺度的统计特征,分析了它们和柯氏湍流模型矛盾之点,从而指出建立更正确更完整的理论的必要。     

墨西哥帽小波变换的影响域和计算方案新探讨

该文分析了Torrence等人研究的墨西哥帽 (Mexican Hat) 小波变换的影响域和高频失真问题并探讨了解决方案。平移点b处、小波尺度为a的墨西哥帽小波函数的有效定义域为[ b-2.12a, b+2.12a], 以墨西哥帽为母函数的小波变换的真正影响域是2.12a, 小波尺度a的最大值应为N/4.24(N为时间序列长度)。提出了充分利用小波函数速降性质和立方样条插值小波系数的新计算方案, 消除了该计算方案产生虚假的显著高频周期振荡问题。利用正弦函数型时间序列小波变换的解析式检验了文中提出的新计算方案的合理性。利用新计算方案对冬季Ni?o3.4指数进行分析, 冬季Ni?o3.4指数的平均整体小波功率谱表明, 存在约12年的年代际变化和准4年的年际变化, 不存在显著的准两年周期振荡。     

基于MIMIC算法和RPCA的混合蚁群优化算法

为提高连续域上蚁群算法的寻优性能,降低决策变量之间的相关性,设计一种基于MIMIC算法和RPCA的连续域上蚁群优化算法.本文首先介绍连续域上的蚁群算法;然后根据一些处理多变量相关性的方法,给出有效相关性的定义;接着提出一种基于MIMIC算法和RPCA的混合蚁群算法;最后,通过对标准测试函数进行优化求解实验,将所得结果与连续域上的蚁群优化算法相比较,可知该算法在寻优能力和收敛性方面都有明显的提高,是一种有效的优化算法.     

基于双目视觉的船舶跟踪与定位

设计了基于双目视觉的船舶跟踪与定位系统,并且完成对应算法设计.算法分为摄像机标定、目标跟踪、立体匹配、视差定位4个模块,其中,跟踪模块以目标窗口的形式给出跟踪结果,匹配模块在跟踪结果中进行左右目立体匹配,定位模块根据左右目匹配点对的像素位置计算其在物理空间的坐标,减少了匹配时间.实验结果表明,该方式可实现实时跟踪目标并给出目标的准确位置,满足应用要求.该定位系统可同时完成动态目标跟踪和定位,提供三维图像的丰富信息,具有很强的推广应用价值.     

带权网络的个性化PageRank计算

PageRank是衡量网络节点重要性的指标之一,个性化PageRank是普通PageRank的推广形式.目前关于(个性化)PageRank的研究主要集中在无权网络,而关于带权网络的研究结果较少.有鉴于此,基于矩阵变换和蒙特卡罗方法,分别给出了在静态和动态带权网络中个性化PageRank计算方法,并从理论上分析了算法的性能.实验结果显示,两种算法都优于传统的幂迭代算法.     

WAVELET CHARACTERISTICS OF RAINFALL VARIATION IN THE THREE GORGE REGION OF CHANGJIANG RIVER*

Making the climatic diagnosis of Changjiang Three Gorge Region by the maximum entropy spectrum analysis and wavelet analysis,we discovered that the main periods of the annual and wintertime precipitation variation in the east subregion differ from that in the west subregion.The former is a period of about 2 years,and the latter is about 5-6 years.Their wavelet patterns are also apparently different between two subregions:the alternate positive and negative wavelet patterns for the west,but not so regular for the east.These provide a climatic background for the implementation of Three Gorge Project.We also found that the historical reason of the main periods by combing synthetically spectrum analysis and wavelet analysis could be realized.In addition we suggest a gist of the climate forecast by analogy analysis based on the 2-dimensional wavelet figures.     

我国华东地区气候变化与副高指数的小波分析

根据1951～2007年华东地区逐月平均气温和降水资料,在利用连续小波变换对华东地区的降水、气温与副高指数的时频变化特征进行分析的基础上,采用交叉小波变换方法分析了华东地区近57年的气候变化与副高之间的相关关系.结果表明,华东地区气候要素与副高指数距平序列都存在着不同时间尺度的周期分量,并且各周期分量的强度是不同的.其中以2～8年尺度的年际振荡较为明显,10年以上的年代际变化以1980年为突变点.     

1979~2013年西北太平洋地区海平面气压场季节转换时间的变化分析

采用1979~2013年NCEP/NCAR再分析资料,借助线性趋势、距平、累积距平、Mann-Kendall突变检验及Morlet小波等方法分析了西北太平洋地区海平面气压场季节转换时间的长期趋势和多尺度周期变化特征。结果表明:海平面气压场一年中存在两次季节转变,20°N~50°N海平面气压场冬夏季节转变的时间在第20候左右,而夏冬季节转变发生在第51候。并且海平面气压场的季节转换时间存在纬度差异与经度差异。通过趋势分析,发现海平面气压场由冬季型转变到夏季型的时间存在显著的趋势变化,并且在近35年内是趋于提前,其气候倾向率为-0.33候/10 a;夏季型转换为冬季型的时间趋于延后,气候倾向率为0.25候/10 a。季节转换时间的Mann-Kendall突变检测结果表明,海平面气压场由冬向夏的转换时间在1997~1998年间发生了突变;夏季型转换为冬季型的时间尚未发现显著突变。最后通过对季节转换时间的小波分析与小波功率谱的显著性检验得出,冬夏季节转换的时间具有显著的15 a周期变化;夏冬季节转换时间8 a周期振荡最为剧烈。     

Applying Non-Hierarchical Cluster Analysis Algorithms to Climate Classification: Some Problems and their Solution

Summary  Extended non-hierarchical cluster analysis is improved by deriving the initial cluster number and estimating the outliers in the final cluster set. These improvements are tested and compared with an established cluster algorithm using a toy example. Applying the improved cluster analysis to a classification of the European climates shows that the proposed techniques can be of great practical relevance. Received September 3, 1998 Revised July 5, 1999     

南京禄口机场低能见度天气统计分析及判断模型

基于2014—2019年基于南京禄口机场能见度观测资料,统计分析了机场低能见度天气,发现低能见度天气大多发生在11月至次年1月04—07时(北京时)。通过分析雨强—能见度数据发现降水强度和能见度呈幂函数关系,建立了降水时段基于降水强度的能见度拟合模型。通过K-means聚类中心分析,发现无降水时能见度和风速以及温度的关系为正相关,和相对湿度以及修正海压的关系为负相关。最后使用随机森林算法建立低能见度天气等级判断模型,对比发现随机森林在准确度和计算效率方面较其他模型均有一定优势。     

基于DFA的雷暴日时间序列分形特征分析

运用最小二乘法、非趋势波动分析(DFA)与小波变换三种方法对比分析许昌市1961—2012年52 a雷暴日时间序列的变化特性,揭示雷暴日的长程相关性及其内在规律。研究结果表明:许昌市52 a月雷暴日时间序列属于分形时间序列,存在内在的长程相关性,其雷暴日数每10 a减少1.6689天,雷暴日时间序列长程幂律相关的标度指数为0.8940,该幂律关系至少可持续17个月,并将2011年和2012年观测数据作为验证数据加以验证,结果与DFA分析结果一致;雷暴日时间序列具有2个显著的标度不变区域,存在一个突变点,反映了雷暴日系统具有复杂的物理作用机制;三种分析方法均得出许昌市雷暴日呈减少趋势的结论,最小二乘法虽然能定量计算出雷暴日每10 a的减少量,但年度尺度较大,精确度变低,而DFA和小波分析法的分析结果更加细致;但在定量描述雷暴日变化趋势上DFA法优于小波分析结果,而在分析雷暴日时序的细节分量和周期特性时小波分析更加清晰;DFA法可作为预测未来雷暴日发展趋势时长的有效方法之一。     

系统辨识(7)：递阶辨识原理与方法

递阶辨识是系统辨识的一个重要分支.递阶辨识原理是在大系统递阶控制的"分解-协调原理"基础上发展起来的,它不仅能够解决参数数目多、维数高、大规模系统辨识算法计算量大的问题,而且能够解决结构复杂的双线性参数系统、多线性参数系统以及非线性系统的辨识问题.首先介绍递阶辨识原理和线性方程组Ax=b的著名雅可比迭代和高斯-赛德尔迭代,给出了线性方程组的迭代方法族;其次将雅可比迭代思想和递阶辨识原理用于研究一般矩阵方程和耦合矩阵方程的递阶梯度迭代求解方法和递阶最小二乘迭代求解方法;再次介绍了方程误差模型的两阶段最小二乘辨识方法(一个简单的递阶辨识方法)和线性回归模型的递阶最小二乘辨识方法;最后研究了类多变量CARMA系统的递阶辨识方法.     

甘肃省河东地区伏旱的小波分析

该文阐述了小波变换的基本思路和优点,并对甘肃省河东地区1951～1995年伏期干旱强度指数分别用墨西哥帽型小波和Haar型小波进行了分析。结果表明:甘肃省河东地区的伏旱由不同尺度的振荡构成,中部地区的伏旱准19年的振荡周期较明显,有2个上升和2个下降阶段;陇东和陇南地区准22年和准10年的振荡周期较明显,有1个上升和2个下降阶段。对原时间序列进行了不同尺度的重构,说明小波分析可以用于滤波。     

Air temperature trend and the impact on winter wheat phenology in Romania

Air temperature variability and trends in Romania were analysed using monthly, seasonal, and annual datasets. Temperature data of winter wheat season were also analysed. The Mann-Kendall test, Sen’s slope estimate, the sequential version of the Mann-Kendall test, the Pettitt test and spatial and temporal hierarchical cluster analyses were used. First, the datasets were checked for changing points. The 106-year period was divided into two long periods of 100 years each to verify the importance of a very short interval in changing of general trends; after that it was divided into three shorter periods of 35–36 years each. The main conclusions are as follows: the 6 years making up the difference between the two long periods are very important in the context of the recent global warming; the three shorter periods analysis indicate some fluctuations rather than continuous warming. The latest short period is the most relevant for global warming. Spatial hierarchical cluster analysis indicated the existence of two distinctive groups. One of them, which includes stations in the south-east part of the country, seems to be influenced by the Black Sea surface temperature. Temporal hierarchical cluster analysis reveals that annual data series have the closest relation with the summer data series. Further, the impact of temperature changes on winter wheat phenology was determined using a phenology simulation performed with the model from the Decision Support System for Agrotechnology Transfer v. 4.0.2.0 platform. Earlier occurrences of anthesis and maturity were noticed for several regions in the country.     

116 a长江中下游梅雨的气候特征

用EOF分解、聚类分析和相关分析法，对116a长江中下游5站逐年梅雨资料进行了检验。结果表明，用这5站的梅雨参数确实可以代表长江中下游梅雨的典型特征。根据梅雨量与候雨量的相关程度，分析了116a梅雨量集中的时段，对不同的梅雨参数用Morlet小波法分析了周期，找出了年际及年代际变化规律和趋势变化特征，并用滑动t检验法检验了是否发生突变。