移动端AR技术在海洋地貌可视化中的应用

将移动端增强现实(AR)技术引入海洋地貌可视化中,从海洋洋体和海底地貌两个方面探讨了海洋地貌AR可视化应用系统的设计思路和实施方案。首先将某一海域的海底地貌进行标准化处理,利用Blender建立海洋三维地貌模型;再基于Unity设计实现面向移动端的海洋地貌AR可视化交互系统,突破了目标识别、跟踪注册、坐标转换等关键技术,实现了放大、缩小、旋转、视角变换以及海洋洋体与海底地貌模型属性修改等人机交互功能,将真实海洋世界与虚拟海洋世界相结合,取得了较好的应用效果。     

行星遥感影像目标识别与分类进展

从行星遥感海量数据中对地形地貌特征进行识别和分类,是行星科学研究中的一项重要基础工作。本文综述了自实施月球和深空探测任务以来,国际、国内采用行星影像数据进行地形地貌识别与分类技术的研究进展。首先,从月球、火星以及其他行星探测任务3个方面,对相关的探测任务和获取的影像数据进行简介。然后,在介绍通用目标识别与分类方法研究进展的基础上,分别详细阐述了月球、火星、其他行星影像数据的目标识别与分类研究进展,具体包括：（1）在月球影像目标识别与分类研究进展中,从月球表面环形构造识别,线性构造识别,以及地形分类几个方面展开详述;（2）在火星影像目标识别与分类研究进展中,从构造地貌,风成地貌,水成地貌,其他地貌的识别与地形分类几个方面的研究进展进行详述;（3）其他行星影像目标识别与分类研究进展中,从太阳系的其他类地行星和小行星的影像目标识别与地形分类研究进展进行阐述,其中针对小行星近距离飞越探测、绕飞探测、附着就位探测和表面采样返回等探测方式,分别介绍了对其影像数据的目标识别与地形分类的研究进展。最后,对行星遥感影像目标识别和分类技术的未来发展方向进行了展望和探讨。     

北京“7.21”暴雨的不稳定性及其触发机制分析

本文利用WRF模拟的高分辨率资料对2012年7月21日北京特大暴雨过程的对流不稳定和条件对称不稳定性及其触发和维持机制进行了诊断分析。分析结果表明:(1)在临近暴雨发生时刻及暴雨初期, 大气低层主要以对流不稳定为主, 随后对流触发, 不稳定性减弱, 而低空急流和湿斜压性的增强, 使得条件性对称不稳定加强, 维持和加强了暴雨的不稳定性。(2)分析表明, 在暴雨过程中主要由于较强的水平风的垂直切变造成湿位涡的斜压分量异常, 从而导致条件性对称不稳定的产生。(3)本文分别对暴雨发生过程中的对流不稳定与条件对称不稳定的触发机制进行了分析, 主要结论如下:暴雨初期对流性降水阶段, 切变线上有利的垂直上升环境与地形的强迫抬升相互配合, 触发了对流性降水。另外, 北京上空的干冷空气入侵, 也增强了大气的对流不稳定性, 更易触发对流;对称不稳定导致的降水阶段, 主要是由于北京上空冷暖空气的长期对峙, 冷空气逐渐深入到暖湿空气下方, 使得暖湿气团沿冷气团爬升, 从而触发对称不稳定, 造成持续性降水。此次暴雨过程中0900～1300 UTC时刻暴雨增幅的重要原因是0900 UTC北京风向突变, 转为偏东风, 且风速骤增, 北京西北侧的喇叭口状的地形的强迫抬升作用, 与上空750 hPa移来的切变线上的垂直运动相互叠加, 形成中尺度涡旋, 产生了强烈的上升运动, 触发不稳定, 产生大暴雨。     

Turbulence intensity and turbulent kinetic energy parameters over a heterogeneous terrain of Loess Plateau

A deep understanding of turbulence structure is important for investigating the characteristics of the atmospheric boundary layer, especially over heterogeneous terrain. In the present study, turbulence intensity and turbulent kinetic energy (TKE) parameters are analyzed for different conditions with respect to stability, wind direction and wind speed over a valley region of the Loess Plateau of China during December 2003 and January 2004. The purpose of the study is to examine whether the observed turbulence intensity and TKE parameters satisfy Monin-Obukhov similarity theory (MOST), and analyze the wind shear effect on, and thermal buoyancy function of, the TKE, despite the terrain heterogeneity. The results demonstrate that the normalized intensity of turbulence follows MOST for all stability in the horizontal and vertical directions, as well as the normalized TKE in the horizontal direction. The shear effect of the wind speed in the Loess Plateau region is strong in winter and could enhance turbulence for all stability conditions. During daytime, the buoyancy and shear effect together constitute the generation of TKE under unstable conditions. At night, the contribution of buoyancy to TKE is relatively small, and mechanical shearing is the main production form of turbulence.     

华北平原3次持续性大雾过程的特征及成因分析

应用常规气象观测资料、区域自动站资料、NCEP/NCAR(1°×1°)再分析资料和L波段加密探空资料,对近年华北平原3次持续10 d以上的大雾天气过程的高空及地面气象要素条件、大尺度环流背景、边界层特征、温湿场特征以及形成原因和维持机理进行了天气学诊断分析。结果表明：3次大雾过程都发生在纬向环流背景下,其平均高度场、湿度场、温度场和海平面气压场极其相似,其高空和地面气象要素如相对湿度、风速、温度露点差、逆温层厚度等的统计值也比较近似;高空纬向环流长时间维持导致的冷空气活动偏弱,加上太行山、燕山对冷空气的阻挡和消弱造成的华北平原长期静稳天气形势,是华北平原大雾长时间维持的根本原因;纬向环流背景下多个“干性短波槽”活动、大尺度下沉运动、太行山地形造成的地形辐合线及偏西气流越过太行山下沉增温导致的层结更加稳定也是华北平原大雾加强和维持的重要原因。     

GRAPES-Mesov3.1在西南地区2011年汛期的预报检验分析

基于GRAPES-Mesov3.1模式建立的GRAPES-Meso中尺度模式系统在西南区域气象中心运行稳定,该系统于2011年5月投入试验运行。应用GRAPES模式分析产品,NCEP的1°×1°再分析资料,实况资料以及2011年西南低涡探空加密观测资料等,对2011年汛期GRAPES-Meso系统的预报进行统计检验与天气过程分析。结果表明,模式对2011年8月川渝持续高温、9月16~18日四川东北部大暴雨等高影响天气过程有较强的预报能力,这对实际天气预报有着积极的指导意义。预报与实况偏差主要表现在模式通常超报云南地区降水,而对西南其他地区易漏报。模式通常低报青藏高原到四川西部气温,高报四川东部及重庆地区气温。预报高度场持续偏低,西南低空急流预报偏强,对流层中低层比湿偏低,这些可能是造成降水强度偏弱、降水落区偏北、强降水落区偏小的主要原因。对流层中低层高度场持续偏低,低空急流偏强与模式温度预报偏高和加热不均匀有关。同时模式对平原地区较高原山地预报要好,误差通常随等压面高度降低而增大,在一定程度上表明复杂地形对模式预报影响较大。     

基于GPM卫星的广东汛期降水日变化特征与评估

新一代全球降水观测计划GPM作为TRMM卫星的继承者,在物理探测和降水反演算法上具有明显进步。以广东省雨量自动站为基准,对2014—2018年间GPM的格点降水估测产品IMERG（V5B）的日变化特征和估测误差进行分析。结果表明,IMERG能清晰反映广东前、后汛期的降水双峰型特征,但对下午降水峰值明显高估,峰值出现时间滞后;而对于沿海早晨峰值降水则明显低估,对于降水极值,低估更加显著。IMERG对两个峰值的估测误差受不同因素影响,下午峰值降水的相对偏差与地形密切相关,珠江三角洲平原为稳定高估区,地形高度越高,低估幅度越大;而早晨峰值降水极值负偏差与地形高度、降水量的相关性均较小。对出现显著负偏差的早晨沿海降水样本日进行925 hPa风场合成,可知IMERG明显低估时,对应区域上游较强的超低空西南气流与风速夜间增长。IMERG对这一季风活动背景降水的低估构成了其估测早晨降水误差的主要来源。      

金活动态测量法在红壤区与干旱黄土区找矿中的应用

用金属活动态提取法在广西与山西黄土区进行试验研究,发现在山西黄土区,利用金的水提取态含量偏低,异常不明显,而金的粘土结合态、有机物结合态和铁锰氧化物结合态异常清晰地反映在矿体上方;而在雨量充沛的广西红壤区,金的水提取态和铁锰氧化物结合态异常较好,而粘土结合态金异常效果不太理想。研究结果表明在这两个地区应用金属活动态测量法进行找矿研究时,可以对其提取有利的相态来进行靶位确定。     

基于ICCP匹配算法的海底地形匹配辅助导航

利用海底地形辅助导航是水下载体导航技术致力研究的新方向，采用ICCP算法作为对准匹配算法，利用实测地形数据和已知地形数据库，进行仿真计算，修正惯性导航系统累计误差，得到水下载体的最佳匹配位置，以提高水下载体的导航精度。     

地形TIN中地理实体拓扑关系表达

传统地形TIN离散、独立的三角形结构限制了空间实体、空间关系的表达能力,分析和操作也比较困难,应用大多限制在可视化、渲染和光照分析等方面。由于不可能通过简单地扩展和改进现有模型来满足TIN中对空间实体关系表达的需求,从面向对象的角度出发,利用单纯剖分理论对TIN进行了实体划分和拓扑建模,使TIN具有了地理对象结构从而能够进行地理实体的表达与分析,建立了对象化不规则三角网(OTIN)与Euler示性数方向模型(EDM),使得TIN不但可以较好地表达地形起伏信息,还具有实体性和对象性,便于进行空间查询与分析。