基于智能计算的广西冷湿极端天气定性和定量组合预报方法研究

论文以逐日气温和降水量数据、NCEP/NCAR再分析资料以及预报场资料为基础,将表征冬季低温冷害的冷湿指数作为预报量,先利用随机森林方法进行冬季逐日冷湿极端天气定性判别预报分析,再进一步以粒子群算法为基础的模糊神经网络集成个体生成技术方法,建立一种新的非线性智能计算定量集成预报模型（PSO-FNN）,进行了广西冷湿极端天气定量预报模型的预报建模研究。结果表明,论文提出的这种以不同的智能计算方法构建的定性、定量综合预报分析方法,比较符合极端天气小概率事件的预报特点,其中随机森林算法构建的定性预报模型,对广西冷湿极端天气事件的预报TS评分（Threat Score）为0.77,空报率为0.23,漏报率为0,ETS评分（Equitable Threat Score）为0.41,TSS评分（True Skill Statistic）为0.53。而采用粒子群—模糊神经网络方法构建的极端冷湿指数定量集成预报模型比其他线性和非线性预报模型具有更好的预报精度。其中PSO-FNN集成预报模型在预报建模样本和独立预报样本个例相同的情况下,比回归方法的预报平均绝对误差下降了25%以上,比一般的普通模糊神经网络预报平均绝对误差下降了14.37%。主要原因是因为PSO-FNN集成预报模型通过改进集成个体的预报能力和增强集成个体的种群差异性,提高了集成预报模型的预报精度。因此,该智能计算集成预报模型的泛化能力显著提高,预报结果稳定可靠,为冷湿极端天气客观预报提供了新的预报工具和预报建模方法。     

涠洲岛旅游气候舒适度评价

利用涠洲岛1956～2011年的气象资料,采用温湿指数(THI)、风效指数(K)和着衣指数来作为旅游气候舒适度评价指标,对涠洲岛的气候特点、人体舒适度、着衣指数及影响旅游的气象因素等方面进行了分析和评价。研究结果表明:涠洲岛的旅游舒适期为7个月,舒适月为10～4月;涠洲岛的着衣指数为1～3级;影响涠洲岛旅游的不利天气因素主要有热带气旋、大风和雾等。     

基于GML和Web Service的WCTS的研究与实现

首先介绍了WCTS(网络坐标转换服务)的基本概念,接着介绍了基于W eb Service的空间数据互操作技术,重点突出了GML的优势。基于GML、W eb Service的WCTS能够实现不同CRS(坐标参照系)下空间G IS数据的共享和互操作,提高了数据共享的效率和质量。本文最后给出了以M apG IS平台为基础的基于GML、W eb Serv-ice的WCTS的体系结构和实现方法。     

基于径向基神经网络的地基微波辐射计反演算法研究

利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL站)2009—2010年的地基微波辐射计亮温资料和榆中站探空资料,建立了应用于地基微波辐射计温度、相对湿度和水汽密度反演的径向基神经网络,并将反演结果与地基微波辐射计自带反演产品进行了对比,探究了径向基神经网络在地基微波辐射计气象要素反演算法本地化的应用效果。结果表明:径向基神经网络反演的温度、相对湿度和水汽密度的均方根误差最大值分别为2.72 K、22.32%和0.73 g·m^-3,在所有高度层上径向基神经网络的反演结果均优于微波辐射计,反演产品对2—10 km、1—7 km、0—3 km的大气温度、相对湿度和水汽密度廓线的反演均有明显改善,径向基神经网络能够应用于地基微波辐射计气象要素的反演算法的本地化。     

“浦江一号”轻小型相机设计及在轨测试

相机分系统是"浦江一号"卫星的关键载荷之一。它在光学系统、指向摆镜以及电子学设计方面均坚持集成化、小型化的思想。整机结构紧凑,体积小,重量轻。相机光学系统选择三反离轴结构,与同轴系统相比,具有视场大、无遮拦、传函高等优点。通过光学设计合理布局,有效控制了光学系统尺寸;合理优化光学系统公差,降低了机械设计难度和装调难度;光学系统后截距对镜间距变化不敏感,在没有调焦机构时仍能满足清晰成像的要求。相机利用摆镜机构实现多目标快速指向,能在一个成像周期内对多个目标成像,反应时间短,成像效率高。摆镜指向机构采用电机+齿轮组的驱动方式;光电编码器与指向镜同轴安装,能够精确测量指向角度,对目标准确定位。在一个电子设备内集成视频成像、图像压缩及编码、遥控遥测、控温以及供配电等功能。对外采用标准的即插即用1553B接口以及小型高速Spacewire数传接口,实现了设备快速组装和测试。电路的集成化设计,减少了设备数量,进而减少了整个系统的体积、重量和功耗。卫星在轨运行以后,结合用户需求,优化在轨测试流程,卫星入轨1个月内完成了相机的全部测试和评估工作。迄今为止,相机运行正常,性能优越。该相机的研制成功及在轨稳定运行,为后续高性能轻小型相机的设计提供了有力的技术支撑。     

面向未来课堂的网络GIS本科课程改革研究

随着网络GIS课程知识结构的不断发展,社会人才需求呈现出多样性,传统的网络GIS本科课程难以应对培养目标的动态性和学习者之间的差异性,使得网络GIS专业本科教学面临巨大的挑战。分析网络GIS课程改革的新需求,综合考虑网络GIS课程和学习者的特点,借鉴"未来课堂"教学理念,提出顾及学习者学习新特点的网络GIS"未来课堂"教学设计。促使网络GIS"未来课堂"能够顾及全体学习者的性格特征和兴趣,充分调动学习者的积极性,最终实现教与学有机统一的网络GIS"未来课堂"。     

北部湾沿海最大风速分布特征及工程设计风速推算

利用北部湾沿海7个气象站建站至2008年的年最大风速资料,采用指数律风速廓线公式和＂时次换算＂方法对年最大风速进行订正,得到长年代10m高度10min平均年最大风速序列;采用离差系数Cv分析最大风速的年际变化,应用极值Ⅰ型分布推算北部湾沿海距地10m高50a一遇和100a一遇风速的极大值.结果表明,北部湾沿海年最大风速多出现在7～9月,年最大风速离差系数Cv为0.22～0.35,与沿海城市上海、福州、广州相近;北部湾沿海50a一遇、100a一遇风速的极大值分别为22.9～42.6和24.8～46.5m/s,其空间分布特征是：越靠近海的地方多年一遇风速的极大值就越大.     

WebGIS中GIS服务器负载均衡研究与实现

为提高WebGIS系统中GIS服务器的处理能力,克服其计算和存储资源有限的缺点,增强容错性,在分析了传统WebGIS系统现状及存在问题的基础上,探讨了WebGIS系统中GIS服务器的负载均衡技术,设计了适合于GIS服务器的最少链接数负载均衡算法,并给出了工作流程。实验表明,本文提出的GIS服务器的负载均衡方法有效提高了WebGIS站点响应速度,解决了GIS服务器单点故障问题,为用户提供了更快、更好的WebGIS服务。     

祁连山北坡云垂直分布特征

利用敦煌、酒泉、张掖、民勤探空站2014—2019年的探空数据,对祁连山北坡云的发生频率及云垂直结构特征进行分析。结果表明:祁连山北坡全年云的发生频率为20%～40%,以1～3层云为主,且单层云的发生频率高于多层云,多层云以2层云为主;云的发生频率夏高冬低,夏季单层云和2层云出现的频率较为接近,而春、秋、冬季节单层云出现频率远高于2层云和3层云;全年平均云高度2层云的下层云厚度明显大于上层云,3层云的底层云与中层云之间晴空夹层厚度大于中层云与顶层云之间的晴空厚度;祁连山北坡云层高度季节变化显著,单层云和多层云的高度都表现为夏高冬低。     

华南前汛期降水预测模型及其预测试验

将中国华南区域分为东、西2个区,对每个区(8个站)的前汛期(4—6月)平均降水量作自然正交展开(EOF),选取各区累积方差贡献超过75%的前4个主分量作为预报分量。再利用偏最小二乘回归方法结合均生函数方法,提出一种同时考虑预报量自身显著变化周期和前期物理量因子对预报量未来变化影响的预报模型,分别建立东、西区前汛期平均降水量的偏最小二乘回归预报方程。试验结果表明,新的预报模型的预报效果比单纯采用前期物理量因子的逐步回归模型更好,并且其预报能力的提高具有合理的分析依据。