气象卫星资料在台风业务和研究中的应用

本文介绍了气象卫星资料在台风发生、发展、定位、估计强度、路径和降水预报研究中的应用。 实践表明,这种资料在日常台风分析和预报业务中非常重要,并且已经成为一种必不可少的资料。     

简化VVP反演算法在台风风场反演中的应用

多普勒雷达资料的体积速度处理VVP(Volume Velocity Processing)风场反演方法可反演风场的3维结构,但由于算法的系数矩阵病态问题易导致反演风场产生误差。本文针对VVP算法中反演参数的性质,进行了简化算法的模拟检验和误差分析。选取量级最大的3个主要参量进行反演,引入随机的观测误差,通过改变模拟风速确定了反演算法的适用范围。对比结果发现,简化算法的反演结果对观测误差并不敏感,而且从低仰角到高仰角的均方根误差基本不变,当风速较大时,反演的精度会更准确。对0608"桑美"台风的风场反演表明,该算法较真实地反演出了台风中心及眼区外围的风场,并与Rankine台风模型相符。研究表明,简化VVP算法可清晰地揭示台风内部水平风场的3维结构,可以应用于台风等灾害性天气的风场反演与分析。     

中国台风早期预警系统设计与实现

早期台风信息是促使国家气象中心改进台风预测机制和提高台风预报准确度的重要基础资料。国家气象中心从1949年开始就对台风进行预报,早期台风信息数量很多,进行全面、统一的台风信息管理十分困难。台风早期预警系统能够全面展示台风移动路径信息,支持台风数据实时更新,提供早期台风查询功能,增强台风防灾减灾能力。     

海浪监测在近海深度测量中的应用研究

建立物理模型模拟海底深度变化、海面风频变化对海面波浪的影响,运用Matlab神经网络模型工具箱对模拟数据进行训练,建立“水深—波浪”“风频—波浪”“风频+水深—波浪”的函数关系,并通过反演算法实现根据波浪、风频参数测算水深。通过实验室模拟测试及项目区实地测试可知,该方法测算精度可满足实际工作需要,且测量效率相对较高,并为后续工作提供信息化数据基础,应用效果相对较好。     

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。     

天地一体技术在台风灾害中的应用

台风灾害应急服务系统以满足台风灾害的应急服务需求为目的,由台风灾害数据库、台风灾情监测子系统、台风应急决策子系统和台风灾害信息发布子系统等组成,为政府及时做出抢险救灾的决策提供科学依据,避免或减轻台风灾害给人民生命财产安全造成的损失。     

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。     

GNSS在变形监测中的应用研究

随着GNSS技术的快速发展以及变形监测的需求日益增加,GNSS在变形监测中的应用越来越广泛,更新了变形监测手段,弥补了单一系统的不足,提高了监测效率与精度,为变形体的稳定性监测与安全运营提供了保障。本文探讨了GNSS的变形监测方案及数据处理方式,并结合盐水沟隧道工程的实例详细说明了GNSS在变形监测中的应用,最终通过实例验证GNSS能满足变形监测的精度等要求。     

在线监测技术在地质灾害监测中的应用

综合运用位移沉降监测、倾斜监测、降雨量监测等方法,对地质灾害点实时在线采集数据进行分析,得到地质灾害点的内部物理变化趋势,为相关部门制定相应的灾害防御和应急处置对策提供有利支持,防患于未然。实验表明,该联合监测方法能较快速准确地监测出受灾点的变化趋势,为预警分析提供了可靠信息,减少了野外巡查人员的工作量。     

变形监测技术在桥梁监测中的应用

变形监测是工程测量的重要研究内容,它可以分析和评价建筑物或工程设施的安全状态,研究变形规律及预报变形,是一种重要的测量监测手段。本文通过对某高速公路的桥梁沉降监测和承台水平位移监测,探究了在桥梁监测中变形监测的实施方法及数据分析与处理模式,分析了桥梁变形的规律,为桥梁养护提供准确的监测意见及报告。     

Snowmelt detection from QuikSCAT and ASCAT satellite radar scatterometer data across the Alaskan North Slope

The timing of seasonal snowmelt in high-latitude tundra has implications ranging from local biological productivity to global atmospheric circulation, yet remains difficult to quantify, particularly at large spatial scales. Snowmelt detection in such remote polar environments is possible using satellite-based microwave scatterometers, such as NASA’s QuikSCAT. QuikSCAT measured scattering in Ku-band, which is sensitive to snowmelt signals, from 1999 until the antenna failed in 2009. The Advanced Scatterometer (ASCAT) (2006–2021 (projected) operational), which operates at C-band, may be able to extend the QuikSCAT record, but existing techniques fail to adequately monitor tundra environments. Here, we designed a departure threshold algorithm to produce a consistent 15-year time series of melt onset for the tundra of the Alaskan North Slope, using the overlap period for the enhanced resolution datasets to calibrate the ASCAT melt detection record against QuikSCAT. We produced a time series of day of year of melt onset for 4.45 km x 4.45 km grid cells on the Alaskan North Slope from 2000–2014. Time series validation with in situ mean daily air temperature produced mean R² values of 0.75 (QuikSCAT) and 0.72 (ASCAT). We qualitatively observed a difference between early-season melt, which occurred rapidly and was driven by strong wind events, and more typical melt, which occurred gradually along a latitudinal gradient. We speculate that future melt timing will have greater frequency of early-season onset as climate change destabilizes the high-latitude atmosphere.     

TCFM技术的卫星导风数据在台风模拟中的应用初探

利用傅里叶相位分析方法与最大相关法结合的云导风技术TCFM(Technique based on combination of Fourier phase analysis and maximum correlation), 对2005-08-05的强热带风暴“麦莎”天气过程中静止气象卫星得到的30min间隔云图时间序列进行导风计算, 并将导风结果应用于中尺度数值模式ARPS(The Advanced Regional Prediction System), 结合其资料分析系统ADAS(ARPS Data Analysis System), 对台风“麦莎”登陆前的过程进行模拟。尽管洋面上常规资料稀缺, 但卫星导风数据的同化使用结果表明, TCFM技术得到的导风资料能够显著改善台风眼壁东部区域的垂直气流活动, 使台风螺旋雨带更加明显, 符合实际。     

利用边界特征自动识别台风云系

基于台风无论是在生成期、成熟期,还是在消亡期,都具有螺旋性的特征,非台风云系无此特征,充分挖掘云系边界特点,统计出单幅云图中各云系边界的旋转程度。运用Bezier直方图曲率曲线两次确定分割阈值,迭代分割卫星云图,结合台风的旋转与面积、形状等几何特性,识别卫星云图中的台风云系。实验表明该方法对台风云系有很好的识别率。     

正交复用二进制偏移载波双环跟踪技术

针对正交复用二进制偏移载波信号(QMBOC)跟踪时存在的多零点模糊问题,首先比较了模糊消除的常用方法,并对双环跟踪方法进行了理论分析,在此基础上利用二进制偏移载波信号(BOC(1,1))的双环跟踪环路对QMBOC信号进行了跟踪,同时将副载波联合环路纳入双环跟踪方法作研究对比.仿真结果表明,在载噪比高于24dB·Hz的环境下,BOC(1,1)的双环跟踪误差趋近于0,小于联合跟踪方法下的跟踪误差,实现了良好的处理效果.     

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。     

跟踪测量中的GNSS

摘要：地面运动物体、航空与航天飞行器的跟踪量中，GNSS被广泛用于运动轨道的实时跟踪、定位，行两运动体的防撞、对接，地面测控网站的定位及统一时等方面。动态测量的关键技术主要包括：快速捕获解算，零相位天线技术，RAIM技术，超冗余组合接收术，载波相位共同跟踪技术，分集合成抗多径干扰技等。     

Quantitative estimates of collective geo-tagged human activities in response to typhoon Hato using location-aware big data

ABSTRACT

Location-aware big data from social media have been widely used to quantitatively characterize natural disasters and disaster-induced losses. It is not clear how human activities collectively respond to a disaster. In this study, we examined the collective human activities in response to Typhoon Hato at multi spatial scales using aggregated location request data. We proposed a Multilevel Abrupt Changes Detection (MACD) methodological framework to detect and characterize the abrupt changes in location requests in response to Typhoon Hato. Results show that, at the grid level, most anomaly grids were located within a radius of 53?km around the typhoon trajectory. At the city level, there are significant spatial difference in terms of the human activity recovery duration (230?h on average). At the subnational level, the absolute magnitude of abrupt location request changes is strongly correlated with the typhoon-induced economic losses and the population affected.     

两种特殊情况下的建筑物沉降观测方法

在对建筑物进行沉降观测的过程中,由于建筑物自身构造特点和周边环境条件的限制,有时会使监测点布设在特殊的位置,正常的观测方法不易观测。探讨了建筑物沉降观测中水准标尺不能立直和监测点位置偏高的两种特殊情况以及进行测量的具体解决方法。     

广州新电视塔沉降观测技术的探讨

结合广州新电视塔沉降观测项目,介绍该项目沉降观测的具体方案.结合工程实际,采用文中所述的沉降观测方法和数据处理方法,通过25次的沉降观测,有效地监测了新电视塔在施工期间及运营期间的沉降变化情况,成果可靠,取得较好的社会效益和经济效益,可为今后大型建筑物的沉降监测提供技术参考.     

智慧城市的概念、支撑技术及应用

根据应急任务的观测需求,确定了天基传感器在应急任务时的观测组合问题模型。从允许按需调整观测需求要素的权值角度出发,提出了一种面向应急任务的天基传感器观测组合评定方法,实现了对天基传感器观测组合的定量评定。实验结果表明,此方法用于天基传感器观测组合方案的优势程度选取是可行的。