基于机器学习的高精度高分辨率气象因子时空估计

气象变量常作为重要的影响因子出现在环境污染、疾病健康和农业等领域,而高分辨率的气象资料可作为众多研究的基础数据,对推进相关研究的发展意义重大。本文以中国大陆为研究区域,利用2015年824个气象站点的气温、相对湿度和风速3套数据,结合不同的解释变量组合,分别构建了各自的GAM和残差自编码器神经网络（简称残差网络）模型,以10倍交叉验证判断模型是否过拟合。研究结果表明：① GAM和残差网络方法都不存在过拟合问题,同GAM相比,残差网络显著提高了模型预测的精度（3个气象因素的交叉验证CV R²平均提高了0.21,CV RMSE平均降低了37%）,其中相对湿度模型的提升幅度最大（CV R²:0.85 vs. 0.52,CV RMSE:7.53% vs. 13.59%）;② 残差模型的结果较普通克里格插值结果和再分析资料更接近站点观测数据,表明残差网络可作为高分辨率气象数据研制的可靠方法。此外,研究还发现在相对湿度模型中加入臭氧浓度和气温、在风速模型中加入GLDAS风速再分析资料,可提升模型的性能。     

红藻共附生微生物的分离及抗植物病毒活性筛选

探讨海藻共附微生物的生物活性,从青岛、烟台、威海市海域的两叉蜈蚣藻、舌状蜈蚣藻、蜈蚣藻、附着美叶藻、海萝、江蓠、石化菜中共分离得到38株微生物。采用4种溶剂对发酵液进行平行提取,黄瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum)苹果腐烂病菌(Valsa mali)、番茄绵腐病菌(Pythium aphanidermatum)、番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)为供试菌种,对不同提取物进行抑菌活性测定。结果表明:在浓度为0.005 g/mL时石油醚、乙酸乙酯、乙醇的提取物对四种供试植物病原真菌具有明显的抑菌活性,对黄瓜枯萎病菌的抑菌率均在90%以上;乙醇、乙酸乙酯提取物对番茄灰霉病菌,乙酸乙酯、石油醚提取物对番茄绵腐病菌,均在68%以上。这些结果为海洋植物共附生微生物资源的开发及综合利用奠定了基础。     

重要性权值的驾车导航POI表达规则

在导航电子地图中,针对驾车任务的POI自适应表达是提高导航电子地图信息传输效率的关键。针对这一问题,提出了基于重要性权值的驾车导航POI表达规则。首先,分析了POI重要性权值的影响因素;其次,从影响因素出发,研究了基于权值的POI规则表达的各规则项;最后,设计了POI自适应表达规则库,并在嵌入了数据处理规则库的绘图软件上进行了技术实现。试验结果表明,利用基于权值的POI表达规则进行地图表达,可以提高地图内容的层次性与清晰性,优化驾车导航服务。     

中国及周边海域对流云团的水平和垂直尺度

利用2007年1月-2010年12月CloudSat-CALIPSO二级云产品2B-CLDCLASS-LIDAR,统计中国及其周边海域对流云的发生频率,根据对流云发生频率的分布特征将中国及周边海域划分为青藏高原（TP）、东部陆地（EC）、南部海域（SO）和西北太平洋（WP）4个子区域,并研究了4个子区域积云团和深对流云团的水平尺度和垂直尺度。统计结果表明,海洋积云团的水平尺度约为2 km,陆地积云团的水平尺度约为1 km,海洋下垫面热力性质均匀,积云团尺度更大;陆地下垫面非均匀性强,积云团分布更为零散。深对流云团的水平尺度为10-50 km,东部陆地最大,约为45 km,西北太平洋最小,约为30 km。陆地深对流云团水平尺度较海洋上大,且多尺度特征显著,应该与深对流云发生的复杂天气背景有关。积云团的垂直尺度范围为0.24-2 km,4个区域无明显差异。垂直尺度海洋深对流云团大于陆地云团,其中在南部海域地区最大,约为15 km,青藏高原最小,约为10 km。与陆地云团相比,海洋深对流云团表现为水平尺度更小、垂直尺度更大的中尺度对流体特征。      

含AgI焰剂成冰性能与物化特征的实验研究

利用CAMS的1 m~3等温云室系统筛选出新型高效AgI焰剂WMC-IN-001和WMG-IN-002。检测结果表明,它们具有较高的成核率,在-15℃时达到10~(15)g~(-1)AgI量级,尤其在-7℃时WMC-IN-001的成核率仍可达到10~(14)g~(-1)AgI量级。同时给出对节银剂配方和2011年市场上主要的几种催化剂的检测结果进行对比。WMC-IN-001和WMC-IN-002的成冰速率较慢,在各检测温度的成冰速率差异较小,均在40~55 min。利用冷场发射扫描电镜和能谱仪对WMC-IN-001燃烧产生的气溶胶粒子作了物化特征分析,粒子分布在0.02~0.60μm,具有两个典型的模态:0.02~0.10μm的较小的粒子和0.20~0.55μm的较大的粒子,均立方直径为0.2472μm。WMC-IN-001气溶胶粒子明显偏大,小粒子相对较少,这可能是其成冰速率偏慢的原因之一。     

风暴分类识别技术在人工防雹中的应用

利用新一代多普勒天气雷达资料,在风暴跟踪识别算法的基础上,发展了风暴分类技术,以提高人工防雹作业指挥的效率。首先以SCIT算法为基础,结合风暴的结构特征,综合利用雷达、探空资料,自动提取风暴结构特征指数;其次采用基于决策树模型的风暴自动分类技术,将风暴按强度分为雷雨云、单体风暴、多单体风暴和强风暴;最后根据风暴强度、高度和位置等属性,对有可能产生冰雹的单体,结合GIS,自动对下游方向或附近作业点进行预警或输出作业参数。通过对2006—2014年期间重庆、辽宁大连和河南三门峡三地发生的较为典型的31次冰雹天气过程、182站次冰雹样本的检验来看:该方法通过对风暴按强度、垂直结构等综合属性进行分类,能有效提高冰雹识别的命中率、降低空报率,其中强风暴的命中率能达到100%,空报率仅为11.4%。能有效提高人工防雹作业的自动化程度,对防雹作业的科学决策有着重要参考作用。     

华北陆块晋冀Al- Fe- Au- Pb- Zn- Ag- Cu- 煤成矿带主要地质成矿特征及潜力分析

华北陆块晋冀成矿带是我国重要的金属和能源矿产资源基地,近年来新的找矿进展和预测成果不断涌现,使之成为我国重点找矿地区之一,需要对其开展系统的成矿区划和部署研究工作。本文以新的研究成果和找矿突破为基础,通过综合分析,在该地区划分新的重要成矿部署区带,厘定边界并将其命名为"华北陆块晋冀Al-Fe-Au-Pb-Zn-Ag-Cu-煤成矿带"。结合区域成矿地质背景的综合研究,在区内划分了10个成矿亚带,初步建立了Al-Fe-Au-Pb-Zn-Ag-Cu-煤成矿带成矿谱系,其成矿作用具有多期次发育和多系统控制的特点,在时间演化上表现为多旋回性、继承性、新生性和叠加性特点,主要成矿期有前寒武纪,寒武纪-晚二叠世,晚三叠世-晚白垩世和新生代,其中晚侏罗-早白垩世是内生金属矿床成矿大爆发期。该带产出的矿床类型复杂多样,与岩浆有关成矿作用有岩浆岩型、斑岩型、矽卡岩型、海(陆)相火山岩型、岩浆热液型和石英脉型,变质成矿作用有沉积变质型、绿岩建造型,层控成因矿床有碳酸盐岩中热液型,沉积成矿作用有海(陆)相沉积型、砂矿型、风化壳型矿床等。结合区域找矿进展和潜力评价最新成果,认为本区铝土矿、铁、金、锰、钼、铜、铅锌、煤矿潜力巨大,为下一步勘查部署的主攻矿种,同时在本区划分了26个重点远景区,对研究区下一步矿产勘查部署工作有一定指导意义。     

GPS 高程转换的总体最小二乘组合方法

在现有GPS高程转换的研究中,通常只采用单一的解算方法,然而,不同的计算方法由于适用的条件不同,在对同一组数据进行解算时,解算的精度也各有优劣。针对以上问题,文中提出GPS高程转换的总体最小二乘组合方法,对多种不同的高程转换方法进行组合,运用总体最小二乘法计算不同方法的权值,结合实际工程数据,验证该方法的可行性。计算结果表明,提出的方法能够有效地提高高程转换精度。     

运用社交网络分析淹水空间信息之关联性

随着社交网络的普遍发展,大量的讯息透过智能手机发布在个人的微博或其他社交网站。台湾地区的社交网站以脸书(Facebook)的使用量最大,平均每天有近千万笔的讯息量,大多数的讯息多以食衣住行或个人讯息为主,但从本研究所撷取自2010年至2015年的数据中显示,公众在社交网站所分享的信息中具有降雨、淹水或相关灾情的讯息,而这些讯息具有极高比例的正确性。由于社交网站无法提供私人讯息,故本研究将从社交信息中,以地点为单位撷取大量的数据信息再辅以语意关键词萃取出有关可作为淹水预判的讯息数据。为检核资料的可性度,本研究透过历史台风数据FLO-2D仿真重建淹水之空间信息进行检核。从研究比对分析中发现,经萃取后的公众信息其与灾害的关联性及正确性相当显着,故透过社交网站中大量的非结构讯息,透过语意及空间的转换,可萃取转化为防灾信息,对广域的都市治理而言,此一讯息将可作为预判区域淹水或防救灾情报之有效参考。     

天绘一号03星三线阵/多光谱载荷影像质量评价

2015年10月26号发射的天绘一号03星是中国传输型立体测绘卫星天绘一号系列的第3颗卫星。三线阵和多光谱影像数据是天绘一号卫星的重要数据,用于立体测绘、彩色融合、遥感观测等多种用途。因此,为了推动天绘一号03卫星影像数据早日为相关领域提供服务,本文采用客观评价的方法,对天绘一号03星的三线阵和多光谱影像质量进行了全面的评价分析。评价结果显示(天绘一号)03星的清晰度、对比度、细节能量、边缘能量、功率谱、信息容量指标值远高于天绘一号01、02星。说明天绘一号03星三线阵/多光谱影像在地物细节和边缘纹理特征的描述上优于天绘一号01、02星,同时载荷接收的信息量远高于天绘一号01、02星。天绘一号03星较高的信噪比指标说明其载荷抑制噪声的能力优于天绘一号01、02星。边缘辐射畸变和增益调整畸变表明在辐射均匀程度上,天绘一号03星三线阵/多光谱影像介于天绘一号01和02星之间。因此,与同类天绘一号01,02星的三线阵与多光谱影像相比,天绘一号03星影像质量有着显著的提高。