利用GIS空间分析进行台风相似路径筛选及预测

以GIS空间分析为基础,根据台风路径相似性原理,研究路径相似度的计算方法,并以相似度为权重进行台风路径预测,最后使用C#和ArcGIS Engine对算法进行系统实现。该系统可以对台风相似路径进行快速筛选,并对未来台风路径进行预测和展示,为防灾减灾和应急决策服务。     

基于iPad的台风路径信息管理系统

基于iPad的台风路径信息管理系统,将台风路径信息应用到当前最为流行的移动设备iPad上,为政府、气象等部门的气象灾害应急指挥提供了新的技术手段和方法,具有可以随时、随地办公的优势,从而及时地向广大群众传递台风防灾减灾信息,增强台风防灾减灾能力。重点阐述了基于iPad的台风路径信息管理系统的构建流程以及台风路径功能实现的方法。     

基于GIS的热带气旋相似路径检索系统研究

本文应用GIS技术建立了热带气旋路径检索分析系统。我们首先以ESRI的Shape模型为基础设计了热带气旋路径的空间数据模型,并建立了热带气旋的空间数据库,从而实现了热带气旋的空间查询工具,提高了系统的检索效率;其次提出了热带气旋路径空间相似的概念,定义了可测度历史路径和实时路径相似程度(相似系数)的面积指数方法,并最终实现了基于空间相似性测度的相似路径检索工具。     

基于随机森林模型的台风风暴潮最大增水预测

本文利用1989—2018年在广东省、福建省、浙江省登陆的98场台风风暴潮数据,选取最小中心气压、最大风速、登陆时中心气压、登陆时风速、登陆时台风强度、登陆地点、登陆方向7个输入因子,采用随机森林回归模型构建预测台风风暴潮最大增水的模型,并用真实数据进行验证。将模型应用于未来年份台风风暴潮的预测,以2019年台风“利奇马”为例验证了模型的实用性。利用Mike21软件模拟的验潮站最大增水构建验潮站最大增水预测模型,并应用于广东省港口站和北津站的最大增水预测,试验结果表明具有可行性。     

基于条件植被温度指数的干旱预测研究

基于遥感定量化干旱监测结果,进行了干旱预测的研究。将遥感获得的条件植被温度指数VTCI序列应用于陕西关中平原地区,并利用ARIMA模型对该地区的VTCI时间序列进行分析建模预测。提出由点到面的时空序列预测方法,先对该区域的36个气象站所在像素点建立适合的ARIMA模型,再对整个区域所有像素点的VTCI时间序列进行建模预测。进行1步和2步预测,显示预测结果较好,1步预测精度好于2步预测;对历史数据进行AR(1)模型的拟合,拟合误差大部分较小。结果显示AR(1)模型适合VTCI序列。     

基于水文-气象阈值的区域降雨型滑坡预测研究

目前区域降雨型滑坡预测主要依赖降雨阈值开展,然而从降雨诱发滑坡机理可知,除降雨入渗导致的土壤含水量变化外,降雨入渗前的土壤含水量也是影响边坡失稳的重要因素,无法考虑降雨入渗前的土壤湿度情况,被认为是降雨阈值在滑坡预测中表现差的主要原因。针对这一问题,本文以四川省都江堰地区作为试验区域,提出考虑前期土壤湿度的区域降雨型滑坡预测思路,通过统计分析历史滑坡数据,构建了基于前期土壤湿度和近期降雨情况的水文-气象阈值模型,其中前期土壤湿度情况由改进的前期有效降雨指数刻画,近期降雨情况由最近的累积降雨量表示。试验结果表明:在试验区域的降雨型滑坡预测中,水文-气象阈值模型表现出较好的命中率和较低的误报率。本文构建的水文-气象阈值模型,可同时考虑前期土壤湿度和近期降雨对滑坡发生的影响,模型所需数据少、所用方法简单易操作且预测性能较优,适合在区域降雨型滑坡预测中推广应用。     

顾及相似用户特征的个人位置预测算法

个体位置预测在传染病精准防控、公共设施科学规划等应用中具有重要意义,既有位置预测算法主要侧重对个体纵向历史轨迹特征进行挖掘建模,从而实现位置预测,对横向相似性用户的规律特性考虑较少。因此,基于图卷积和长短期记忆模型（long short-term memory,LSTM）框架,提出顾及横向相似用户轨迹特征以及纵向历史规律性特征的个体位置预测算法。首先,构建用户轨迹相似性算法并筛选高相似度用户;然后,利用图卷积模型提取待预测用户相似高的用户轨迹特征;最后,利用LSTM框架提取历史轨迹特征,集成相似用户轨迹特征,从而实现个体位置预测。基于某市8万多个用户连续4个工作日的数据进行实验,结果表明,所提算法的准确率随预测时间步长增加而下降,而夜间预测准确率明显高于白天,但相比于既有模型均有10%以上提高;以15 min为预测时间步长时,模型准确率达80.45%。     

基于路径预测的不确定性推理组合地图匹配算法

地图匹配是车辆导航系统中的重要组成部分。本文在简要介绍相关地图匹配算法和总结前期研究的基础上,提出了一种新的基于预测的不确定性推理组合地图匹配算法。该方法首先利用云模型这样一种处理定性与定量间不确定转换的工具,通过对当前信息的不确定性推理,计算定位点相对于候选道路的匹配可信度。之后,利用隐马尔科夫模型预测驾驶员出行路径及目的地,通过对模型中的观察值函数重新设定,将路径预测信息与当前地图匹配算法结合,构建组合地图匹配算法。同时,采用学习算法更新模型中的信息。最后,通过仿真实例证明了该组合算法的有效性,结果表明：该方法能够预测驾驶员行驶路径,起到预匹配的作用,提高了地图匹配算法的精度与实时性。     

不同地形条件下台风对电离层TEC的影响

利用二阶算子处理的GPS-TEC(Total Electron Content)序列和TEC变化率的标准偏差ROTI(Rate of Total Electron Content Index),并结合GIM(Global Ionosphere Map)数据和IRI-Plas 2017(International Reference Ionosphere and Plasmasphere model)模型的电离层TEC,综合分析了台风麦德姆和山竹分别登陆台湾省和广东省时对其登陆区域电离层TEC的影响。研究表明,麦德姆登陆台湾时,台湾上空有明显的电离层TEC负扰动,其值为3～5 TECU;而山竹登陆广东省时电离层TEC无明显扰动。强对流天气和剧烈起伏的地形能够为声重力波的发展提供有利条件。麦德姆登陆台湾时,由于中央山脉的阻力作用,大气中的陡直递减率为声重力波的发展创造了理想的条件。受起伏地形的影响,声重力波可以传播到电离层高度,干扰电离层电子密度。     

基于VGI的台风灾情评估研究

近年来,在灾害应急的舞台上,一种新的数据来源——自发地理信息(VGI)由于其在海地地震、台风海燕等巨灾中的优异表现逐渐为人们所重视。结合我国实际情况,本文选取了新浪微博上的台风达维的相关数据,从微博的数量和内容分析两个方面初步探讨了VGI在台风灾情评估中的作用,证明了采用VGI数据分析台风灾情具有充分的可行性。     

基于地形画像的相似区域推荐

在开展滑坡危险性分析、山区公路规划以及工业园区选址等工作时,研究区域的地形都是首要考虑的因素,为研究区域推荐几个与之地形相似的区域作为参考对象能够使得研究工作快速展开.本文提取了研究区的宏观地形特征与直方图统计特征,对研究区域的地形进行精细刻画;而后基于随机森林搭建区域分类模型,根据分类结果进行粗略推荐;最后基于粗略推...     

基于多隐层神经网络的GNSS PWV和气象数据的降雨预测研究

随着GNSS技术在气象学领域的发展和应用,获取高精度、高时空分辨率的PWV/ZTD成为可能,利用GNSS获取的PWV/ZTD对短临降雨预测引起国内外学者的关注。目前该理论的主要缺陷是错报率较高,其主要原因是降雨是多种气象过程综合作用的结果。因此,本文提出利用多种气象参数(温度、气压、相对湿度),时间相关参数(年积日、日积时、时积分)和PWV进行短临降雨预测的方法,通过多隐含层神经网络建立降雨和各种参数的非线性关系并对降雨进行短期预报。试验结果表明,基于多隐含层神经网络构建的预测模型可预测出95%以上的降雨事件,且错报率仅为20%左右,较现有短临降雨预测理论正确率提高近10%,错报率相当。     

基于矩阵论的空间相似变换分析

根据空间相似变换的线性化公式，利用矩阵论分析误差方程的系数矩阵，给出求解空间相似变换参数所需控制点的具体要求。     

基于矩阵论的空间相似变换分析

根据空间相似变换的线性化公式,利用矩阵论分析误差方程的系数矩阵,给出求解空间相似变换参数所需控制点的具体要求.     

基于GIS的台风预警系统设计与实现

根据台风特点及所造成的灾害,基于ArcGIS Server平台,结合Flex技术,设计并实现了台风预警系统。该系统具有丰富的表现力、交互性及较强的实用性;实现了台风历史信息的查询及管理,台风路径的展示及影响区域分析,台风灾害的评估等功能,为相关部门实现台风预警提供了数据支撑及决策依据。     

基于FY-2遥感数据的台风中心定位

针对台风在形成和消散阶段中心定位准确率较低的问题,本文提出了一种基于云导风的方法,使用的遥感数据来源于FY-2气象卫星的红外通道。该方法首先对红外序列遥感图像进行金字塔分解,然后基于加权的中值滤波光流模型构建云导风场,最后利用密度矩阵计算台风中心。选择2014年真实形成于西北太平洋的台风Rammasun和Halong进行案例分析,结果表明该方法对台风整个生命周期阶段的检测结果均较准确。     

基于路径的聚类分析

聚类分析的很多算法中都采用连接两点直线的欧氏距离来判断空间亲疏性,然而当有障碍物层存在时,连接两点的直线已不能完全表达它们之间的关系,特别是当有指定的交通路线时,两点之间的连通路径和距离必须遵从特定的路径.文中讨论在了障碍物或指定的交通路线存在的情况下点集的聚类分析,给出了解决有障碍物或指定交通路线时进行聚类分析的算法PathClust.     

基于RIA的气象信息网络发布关键技术

通过分析气象数据的特点和RIA(Rich Internet Application)技术的优势,为实现气象影像数据的高效发布,对网络地图发布的关键技术进行了详细的研究。主要包括缓存切片的分层分块规则建立,影像数据瓦片缓存目录构建,动态切片生成技术,Flex客户端地图展示技术。结果表明:与传统基于Web的地图发布技术相比,RIA技术具有界面元素丰富,交互响应快,大数据量显示效率高的优势。此外,还能够在改变地图缩放级别时,实现地图数据的快速加载和无缝拼接,这为后续气象GIS平台的开发以及高效运行奠定了基础。     

基于路径的聚类分析

聚类分析的很多算法中都采用连接两点直线的欧氏距离来判断空间亲疏性,然而当有障碍物层存在时,连接两点的直线已不能完全表达它们之间的关系,特别是当有指定的交通路线时,两点之间的连通路径和距离必须遵从特定的路径。文中讨论在了障碍物或指定的交通路线存在的情况下点集的聚类分析,给出了解决有障碍物或指定交通路线时进行聚类分析的算法PathClust。