电子地图多尺度显示中“放大镜”效果的实现

"放大镜"效果是电子地图多尺度表达的形式之一,能够以更多的细节显示某个或某几个重点,而其他区域则以较少的细节表示。"放大镜"效果的实现需要从数学基础、数据组织、显示调度等多方面进行改造,针对上述几方面讨论了"放大镜"效果的实现方式,并进行了实验论证。     

排水管网多尺度几何语义建模

针对排水管网管理业务的不同需求,研究排水管网的多尺度几何语义表达方法,本文提出了包含“源—网—厂—汇”的排水管网多尺度几何语义模型。通过对排水管网组成要素及其相互间的关系进行系统地分析,并参考CityGML规范,提出了排水管网多细节层次模型;根据不同排水管网要素的特点,采用符号化及BIM等建模方式分别构建了不同细节层次的排水管网要素模型,支持排水管网多尺度可视化分析。并以某区域的排水管网数据为例,对本文提出的建模方法进行验证。     

一种改进的基于转角函数法的面状居民地Morphing变换方法

提出了一种顾及位置偏差与凹部同异性的面状居民地Morphing变换转向角函数方法。该方法通过构造大比例尺居民地的凸包作为中间图形,辅助与小比例尺居民地进行特征顶点匹配,避免因位置偏差造成的特征点误匹配;针对大比例尺居民地的凹部,依据凹部的模式类型,判定凹部边的同异性;最后构建插值模型,得到中间任意尺度下的面状居民地要素。实验证明方法具有良好的适用性和有效性,与原方法相比,能有效避免因特征点误匹配导致的插值结果顶点乱序现象,同时还兼顾了轮廓特征保持与居民地局部相似,能达到较好的Morphing变换效果。     

随机介质模型的一种构造方法

为更好地描述真实的地下介质特点,提出了一种局部随机位置或固定位置任意形状截取法并结合多尺度建模技术来共同构造随机介质模型的新方法。从现有的随机建模理论出发,在有效的建模区域内产生或者给定局部扰动位置,以此作为局部扰动分布区的中心点,引入局部扰动半径R和局部随机或给定扰动角度θ两个模型特征量,采用局部位置任意形状截取法并充填各种随机介质,从而构造各种不同的随机介质模型。给出了局部位置任意形状截取法的基本步骤和应用实例。     

Automated multi-scale classification of the terrain units of the Jiaxie Guyots and their mineral resource characteristics

Given the advances in satellite altimetry and multibeam bathymetry, benthic terrain classification based on digital bathymetric models (DBMs) has been widely used for the mapping of benthic topographies. For instance, cobalt-rich crusts (CRCs) are important mineral resources found on seamounts and guyots in the western Pacific Ocean. Thick, plate-like CRCs are known to form on the summit and slopes of seamounts at the 1 000–3 000 m depth, while the relationship between seamount topography and spatial distribution of CRCs remains unclear. The benthic terrain classification of seamounts can solve this problem, thereby, facilitating the rapid exploration of seamount CRCs. Our study used an EM122 multibeam echosounder to retrieve high-resolution bathymetry data in the CRCs contract license area of China, i.e., the Jiaxie Guyots in 2015 and 2016. Based on the DBM construted by bathymetirc data, broad- and fine-scale bathymetric position indices were utilized for quantitative classification of the terrain units of the Jiaxie Guyots on multiple scales. The classification revealed four first-order terrain units (e.g., flat, crest, slope, and depression) and eleven second-order terrain units (e.g., local crests, depressions on crests, gentle slopes, crests on slopes, and local depressions, etc.). Furthermore, the classification of the terrain and geological analysis indicated that the Weijia Guyot has a large flat summit, with local crests at the southern summit, whereas most of the guyot flanks were covered by gentle slopes. “Radial” mountain ridges have developed on the eastern side, while large-scale gravitational landslides have developed on the western and southern flanks. Additionally, landslide masses can be observed at the bottom of these slopes. The coverage of local crests on the seamount is ~1 000 km2, and the local crests on the peak and flanks of the guyots may be the areas where thick and continuous plate-like CRCs are likely to occur.     

基于多尺度有限元的海上升压站脚靴式桩套筒连接结构分析研究

脚靴式海上升压站导管架的桩套筒与主导管的连接结构是关键荷载传递部位。整体梁系有限元模型无法反应局部板型结构的失效状态;截断板系有限元模型则受制于边界条件的合理性,结果不够精确。文中基于某工程海上升压站,建立不同精细化范围的多尺度有限元模型及不同边界条件的截断模型,对结构屈服失效及屈曲失效复核的同时论证了局部网格对计算精细程度的影响及截断模型对边界条件的敏感性;此外,研究了轭板板厚及应力比对屈曲失效的敏感程度,为今后海上升压站脚靴结构不同阶段的设计、优化提供参考和借鉴。     

EEMD-多尺度排列熵的GPS高程时间序列降噪方法

针对GPS高程时间序列受各类噪声干扰的影响,导致难以提取有用信息的问题,提出一种基于整体经验模态分解(EEMD)结合多尺度排列熵(MPE)的阈值降噪方法。该方法以EEMD为核心算法,将原始信号分解成一系列本征模态函数(IMF),并采用MPE作为指标将其分类为噪声IMF、混合IMF和信息IMF;然后利用阈值函数处理混合IMF,实现二次降噪;再重构降噪后的数据与信息IMF,获得降噪结果。仿真信号和实例分析结果表明,该方法与相关系数法、MPE法相比,降噪评价指标RMSE、SNR和d_nSNR均为最优,说明该降噪方法效果最好,本文方法获得的降噪结果能够更好地反映出时间序列本身的非线性变化特性,可为GPS高程时间序列分析提供可靠依据。     

Blondel和k-核分解混合算法相结合的网络空间点群要素多尺度模型构建

随着人们对网络空间的依赖性不断增强,互联网技术与网络基础设施规模迅速发展。很难直接用数字或表格的形式对网络空间进行全局的规划与管理,并且不容易发现隐藏在网络空间中的一些关键信息。网络空间点群要素的多尺度模型构建对网络空间数据的多尺度分析和可视化具有非常重要的意义。本文以网络空间的特征为依据,在借鉴基于社团划分的网络空间分层算法和基于节点重要性的网络空间分层算法特点的基础上,提出了Blondel算法和k-核分解的混合算法相结合的网络空间点群要素多尺度模型构建算法。本算法通过自动社团划分,用同一社团内的节点合并构建新的网络,有效解决了基于节点重要性的网络空间分层算法自动化程度低的弊端。利用核心节点来代替整个社团结构,显著保留了网络空间中节点的属性。实验表明使用该算法可以使各个层次网络空间点群要素的综合比例降至30%以下,较好的实现了网络空间点群要素的聚类与分层,若将网络空间点群要素的多尺度模型应用于地理空间中,则可实现网络空间地图的多尺度绘制。     

农田背景下景观结构对半自然生境生物多样性的多尺度影响

以黄河下游典型农区封丘县为研究区,调查比较了农业景观中半自然生境(包括人工林、树篱和沟渠)与农田生境中植物和地表节肢动物的物种多样性,并应用广义线性模型(GLM)从不同的空间尺度分析半自然生境和农田中的物种多样性与景观变量之间的关系.结果表明:①林地植物多样性最高,且以人工林和沟渠中的植物物种相似度最高;各半自然生境中地表节肢动物的多度和物种丰富度明显高于农田,且以人工林和树篱间地表节肢动物的相似度最高.②在250 m景观范围内的景观变量能更好地解释植物多样性和地表节肢动物多样性,而树篱和沟渠在400 m景观范围上地表节肢动物的尺度效应最显著.③在250 m尺度上植物多样性与景观变量的拟合方面,在人工林和树篱生境中,散布与并列指数(IJI)和植物丰富度呈显著负相关;人工林中IJI和周长面积比(PA-RAMD)对植物香农多样性指数呈负相关;在树篱中,边缘密度(ED)、聚集度指数(AI)与植物香农多样性指数负相关显著,欧几里得最近距离(ENN_MN)与均匀度指数正相关;在沟渠中,ED、AI与植物丰富度显著负相关.④地表节肢动物与景观变量的拟合显示,在250 m景观范围上,人工林生境主要体现在多度与香农多样性指数(SHDI)和土地利用丰富度的负相关,而农田中则是多度与SHDI呈显著负相关,与ED、PARA_ MD、AI和土地利用丰富度(LUR)呈显著正相关;在400m景观范围上,树篱中,IJI与地表节肢动物的多度和丰富度呈显著正相关;沟渠生境中,只有多度与IJI和土地利用丰富度显著负相关,与SHDI显著正相关.     

2011年7月29日山西大暴雨过程的多尺度特征

利用1°×1°的NCEP再分析资料、红外辐射亮温（TBB）、多普勒雷达和气柱水汽总量等资料,对2011年7月28-29日发生在山西境内的区域性暴雨进行多尺度特征分析。结果表明：（1）乌拉尔山阻高崩溃,西风槽东移、副高进退是此次暴雨发生的环流特征;（2）850 hPa低涡切变和700 hPa暖式切变线及地面冷锋是暴雨发生的中α尺度触发系统;（3）〉30 dBZ的雷达回波呈南北向位于地面冷锋与700 hPa切变线之间,雷达回波随地面冷锋和700 hPa切变线的东移而东移;（4）低空低涡切变受500 hPa强盛西南气流的引导向东北移动,暴雨落区始终与低涡切变相伴随;（5）暴雨过程山西境内共有9个中β尺度对流云团活动,山西西南部的暴雨主要由5个中β尺度对流云团的相继移入并在自动站极大风速风场切变线附近触发对流发展所致;山西东南部的大暴雨则是3个中β尺度对流云团合并发展的结果,中γ尺度气旋是导致局地大暴雨发生的直接影响系统;（6）暴雨发生在气柱水汽总量空间分布图中水汽锋的南部和东部及靠近气柱水汽总量的大值区一侧,水汽锋的形成比降水开始提前17 h,比暴雨发生提前24 h以上,对暴雨的短期、短时预报有指示意义。