利用球冠谐分析拟合GPS水准高程

研究了球冠谐分析的理论基础,推导出用球冠谐分析拟合高程异常的模型,从而实现了GPS大地高和正常高之间的转换。介绍了球冠谐模型的改进模型(adjusted spherical harmonic analysis,ASHA),解决了球冠谐分析中求解非整阶Legendre函数阶数的困难。拟合结果显示,模型的内外符合精度能控制在cm级。     

海洋局域地磁场球冠谐分析建模方法研究

本文研究了将球冠谐分析用于海洋局域地磁场建模的理论和方法,并对建模数据的质量控制、数据的代表性、球冠极点和半角的选择、模型截至阶数的确定、球冠谐分析建模中边界效应的影响和削弱等建模中关键问题进行了深入研究,最后提出了分区建摸的思想,并构建了高精度的地磁场模型。     

地壳垂直形变场逼近的球冠谐分析法

基于地壳垂直运动的均衡理论,讨论了球谐函数法用于区域地壳垂直形变场逼近时所存在的问题,提出并推导了球冠谐分析法逼近区域地壳垂直形变场的模型.并利用该模型对两个实际区域进行了试验,取得了良好的效果.     

扰动重力梯度的球冠谐分析建模

从球冠谐理论出发,详细推导了球冠坐标系下扰动重力梯度的无奇异性计算公式。基于Tikhonov正则化方法,利用GOCE卫星实际观测数据解算局部重力场球冠谐模型。数值计算表明,基于扰动重力梯度的球冠谐分析建模方法能够有效地恢复局部重力场中的短波信号,与GO_CONS_GCF_2_DIR_R5模型的差异在±0.3×10~(-5) m/s~2水平。     

1979～2008年徐州市城市空间扩展及驱动因素分析

以遥感和GIS为技术支撑,基于1979～1988,1998～2008年遥感影像资料,对徐州市近30年城市扩展信息进行提取,并分析该时段城市空间扩展特征及其驱动因素。结果显示：自1979年至2008年,徐州市建成区面积以每年5.57km2高速扩展,其中1998～2008年的扩展强度最大。主要扩展方向为从西北到东南轴向,紧凑度与分形维数都有逐渐缩小的趋势。城市扩展弹性指数与合理值的差值有扩大趋势。经济因素、人口因素、交通因素是影响城市扩展的主要驱动因素。     

1952年-2010年中国人口分布与社会经济发展的时空耦合特征分析

人口经济的时空耦合态势是中国区域社会经济发展空间均衡过程的重要体现,可有效地指导中国经济布局、民政建设、交通发展和环境管理等相关政策和措施的制定和实施。在地理信息系统（GIS）的支持下,采用人口分布结构指数、人口密度基尼系数、人口经济重心迁移、空间自相关分析等方法,对1935年-2010年6期县级行政单元人口普查统计数据进行空间插值,实现人口密度分界线的空间刻画及其变化趋势分析,结合1952年-2010年省级行政单元人口、经济统计数据,从人口与经济重心空间耦合及其空间一致性两个角度来揭示社会经济与人口分布的时空差异,剖析人口分布与社会经济的联系。得出以下结论：（1）由于社会历史、自然环境和经济条件的影响,中国人口空间分布的时空演变特征不尽相同,东西部差异较大,且不均衡态势日益明显。（2）胡焕庸线至今仍能很好的概括中国人口东南地狭人稠、西北地广人稀的空间分布格局,但是甘肃、宁夏、内蒙古地区的人口分布已经在局部范围内突破了胡焕庸线的限制,中国人口分布在一定程度上呈现向西部转移的趋势。（3）中国人口分布与经济发展空间一致性的地域分异特征十分明显,但省际一致性在不断缩小,人口集聚具有较强的经济导向性。（4）全国和东部、中部、西部和东北部四大区域在1952年-2010年的人口经济一致性程度及其变化趋势各异：全国人口经济空间一致性程度相对较低,东北地区人口经济一致性程度较高且还在改善,东部与中部保持稳定,西部较差且呈减弱趋势特征。     

基于GIS的土壤分布及理化性质与地形因子相互关系研究--以西安市为例

土壤空间分布规律的分析一直是土壤学研究的重要课题。以西安市为样区,应用GIS的复合叠置分析、聚类聚合分析、统计学分析等方法,探索了中尺度土壤分布及土壤理化性质随海拔高度变化而变化及土壤枝形分布规律。研究发现:不同海拔高度,土类分布组合不同;不同海拔高度土壤的pH、阳离子代换量及有机质含量变化较大;研究区枝形分布规律明显。以上研究是对传统土壤学描述性说明方法的突破,进而可以揭示土壤分布更深层次的规律;此外研究所采用的GIS学科特有的复合叠置分析方法把土壤信息与地形信息复合叠置分析,探求两者之间的关系,是对传统土壤学研究的补充。     

中国东部地壳运动的测量与分析

本文对中国东部区域的地壳构造历史及当今构造格局进行了分析,并结合精密水准测量结果对中国东部地壳垂直运动机制进行了探讨,从而在用地质理论解释测量结果的同时也用测量结果验证了地质理论,最后根据地质构造分析结果对今后测量工作的布点方案提出了看法。     

中国潜在蒸散量时空变化分析

利用1901—2013年气候研究中心(CRU)0.5°×0.5°网格分辨率潜在蒸散量(PET)数据资料,对中国1901—2013年间潜在蒸散量时空分布特征和变化趋势进行分析。在研究中将整体时间序列分为三个时间段进行研究(1901—1953年,1954—1983年,1984—2013年)。分析结果表明：(1)中国1901—2013年多年平均潜在蒸散量,西北地区的潜在蒸散量最高,其次是北部、东部和西南地区,东北北部地区潜在蒸散量最低。(2)在前53年大幅增加后,年度潜在蒸散量呈下降趋势。1949、1954、1964和1976年的潜在蒸散量明显低于其他年份,2004和2009年潜在蒸散量值最高。(3)各气候态间的多年平均潜在蒸散量空间分布差异分析显示,中国华北、华中和华东地区潜在蒸散量变化最显著。(4)对各气候态潜在蒸散量季节性变化分析发现,夏季潜在蒸散量对年潜在蒸散量的贡献最大,其次是春季、秋季,最后是冬季。其中,1954—1983年间潜在蒸散量最低,主要是由于春、夏两季大部分地区潜在蒸散量减少的影响。     

基于主成分分析的农作物空间分布信息提取

针对遥感农作物分类精度低、作物区分不明显的特点,本文提出了一种基于主成分分析的农作物空间分布信息提取方法.通过主成分分析,增强影像的光谱特征,提高样本的可分离性和影像分类精度,满足农作空间分布识别要求.最后以GF-1卫星影像为研究对象进行试验,结果表明,本文提出的方法分类精度可达95％以上,实验结果符合实际情况.     

利用球冠谐分析方法和GPS数据建立中国区域电离层TEC模型

利用GPS实测资料建立了中国区域电离层TEC球冠谐分析模型(spherical cap harmonic analysis,SCHA),评估了该模型的精度和有效性。结果表明,该模型有较高的拟合精度,其拟合残差约为±3 TECU,且精度在时间和空间上分布较均匀。根据IGS分析中心发布的IONEX全球电离层数据(GIM),内插得到了区域内相应时段的平均电离层电子含量,并利用它对CSHA模型的零阶项系数~C0,0所表示的区域平均电离层电子含量进行了检核。结果表明,二者具有较高的一致性和相关性,其谱特征相关系数为0.993。由于SCHA模型较GIM模型利用了更多本区域的GPS观测数据,因此其拟合精度更高,拟合结果与实测数据更一致。对SCHA模型参数的时间序列进行谱分析,结果表明,该模型的模型系数较好地描述了区域电离层TEC的周期性变化特征。     

多源重力数据球冠谐模型抗差融合法

提出了一种基于球冠谐模型的抗差岭估计数据融合算法,并通过数值计算对算法的有效性进行验证。结果表明融合后的球冠谐模型不仅能够抵抗系数阵的病态性,而且能够有效地消除观测粗差的影响。最后就观测噪声大小对融合结果的影响进行了探讨。     

基于球冠滑动平均的球面重力异常分离方法

将传统直角坐标系中的滑动平均方法(包括圆周法与网格法)运用到球面重力异常分离中。模型实验及实际应用均表明,该方法优于直接截断重力场模型阶次分离异常的方法,能够更好地反映实际地质情况,不仅适用于全球区域也适用于局部区域。     

重力梯度张量的球谐分析

深入研究了利用卫星重力梯度数据确定地球重力场模型的球谐分析方法,导出了由重力梯度张量的球函数展开系数确定扰动位球谐系数的实用解算模型。模拟试算结果验证了本文算法的有效性和实用性。     

卫星测高问题的球谐级数解法

研究了球界面下卫星测高问题的解法，利用有限逼近方法得到了下列结论：若陆地部分是球冠，则卫星测高问题的解可以转换成关于球谐级数位系统的线性方程组。同时证明了常用的Stokes问题、Dirichlet问题、Neumann问题可以看成卫星测高问题的特殊情况。     

应用Slepian局部谱方法解算中国大陆重力场球谐模型

根据经典的球谐函数方法,为满足正交化要求,观测数据需要覆盖整个球面,而对于地表局部测量数据,则无法应用球谐方法解算重力场模型。针对此问题,采用Slepian局部谱分析方法解算中国大陆范围内的实测重力场变化数据,并以GOCE卫星球谐函数解作为已知模型,评估由于实际陆地重力测点的非均匀分布对球谐函数解的误差影响。通过计算多个阶次中国大陆局部范围的Slepian基函数分布;采用GOCE卫星获得重力场模型的前72阶球谐系数作为已知结果,评价实际测点非均匀分布的解算有效性,并针对中国大陆地区采用Slepian基函数进行解算,通过模型对比选择最优截段项数;针对2005—2008年中国大陆地区流动重力测量获得的重力场变化信号进行解算,获得了72阶重力场变化模型。     

复数矢量球谐函数在形变场中的应用

研究了复知球函数的理论性质,给出了一般向量场的复数矢量球函数表达及其有关公式。对潮汐形变位移和形状进行了讨论。