重力地形改正的计算模型研究

为了比较分析地形改正两种模型间的差异及不同地形对地形改正的影响,采用我国4类不同地形的DTM数据,分别使用质量棱柱地形模型和质量线地形模型计算这4个区域的地形改正误差,发现由这2种模型计算得到的地形改正量间的差异很小;研究了平地、丘陵、山地和高山4种地形对地形改正误差的影响,地形改正误差与地形起伏变化强相关;考虑到3阶...     

利用余弦变换的重力梯度Parker正演方法及其应用

重力测量数据存在地形数据产生的高频分量的影响,高精度地形数据正演重力梯度也能较好地反映重力局部高频特征。为获得高精度重力梯度数据,实现基准梯度数据库精确快速构建,研究了利用数字高程模型正演重力梯度的频率域快速计算方法,推导出基于余弦变换的Parker正演重力梯度理论公式。数值实验结果表明,余弦变换频率域正演方法平均绝对误差可达到0.5E左右精度要求,与傅里叶变换正演方法相比误差可减小3dB左右,与棱柱法等空间域正演方法相比,该方法计算规模小,速度优势明显。     

顾及地形效应的地面重力向上延拓模型分析与检验

重力向上延拓在外部重力场逼近和航空重力测量数据质量评估中具有重要应用。本文深入分析研究了6种向上延拓计算模型的技术特点和适用条件,提出了应用超高阶位模型加地形改正、点质量方法结合移去-恢复技术实现“先向下后向上延拓”计算的实施策略,探讨了计算过程特别是前端向下延拓过程的稳定性问题。通过实际数值计算,定量评估了地形质量对不同高度向上延拓结果的影响,对比分析了不同向上延拓模型顾及地形效应的实际效果,同时对向上延拓模型计算精度进行了估计。在地形变化比较激烈的山区,地形质量对向上延拓结果的影响最大可达几十个mGal（10-5m·s-2）,当计算高度为10 km时,该项影响超过3 mGal;向上延拓计算模型误差（不含数据误差影响）一般不超过1 mGal;基于超高阶位模型和地形改正信息实施向下延拓过渡的布阿桑（Poisson）积分向上延拓模型,具有计算过程简便、计算结果稳定可靠等优点。     

地形对确定高精度局部大地水准面的影响

以计算香港大地水准面为例 ,着重研究了以下几点 :①DTM的分辨率对地形改正的影响 ;②质量柱体地形模型与质量线地形模型对计算地形改正的差异 ;③采用Helmert凝聚改正法 ,计算地形对大地水准面的间接影响 ;④比较经典Stokes Helmert方法与Sj¨oberg方法计算地形对大地水准面的影响     

联合使用位模型和地形信息的陆区航空重力向下延拓方法

为了规避传统逆Poisson积分向下延拓解算过程的不适定性问题,借鉴导航定位中的"差分"概念,利用超高阶位模型直接计算海域航空重力测量向下延拓改正数的方法。本文在此基础上提出联合使用重力位模型和地形高数据,计算陆部航空重力向下延拓总改正数的改进方案,以飞行高度面与地面对应点的位模型差分信息表征总改正数的中长波分量,以相对应的局部地形改正差分修正量表征总改正数的中高频成分,从而实现航空重力数据点对点向地面的全频段延拓。在地形变化不同区域,联合使用EGM2008位模型、地面实测重力和高分辨率高程数据进行了实际数值计算和精度评估,验证了该方法的有效性。     

全景立体视觉的快速近区重力地形改正方法

重力地形改正是区域重力测量工作中的一个关键步骤,目前重力地形改正的主要挑战是如何快速地重建测站附近高精度的三维地形。本文提出了一种基于全景立体视觉和摄影测量技术的快速近区重力地形改正方法,设计和开发了相应的快速测图系统。为了使该系统硬件尽量小型化并满足精度需求,我们进行了系统的理论精度分析和设计优化。所开发的研究系统可以从获取的全景立体图像自动生成DEM并计算重力地形改正值。该系统已经过野外多站多种地形的实验验证,结果表明其效率和精度明显优于传统的野外测量方法。     

球近似艾黎-海斯卡宁均衡模型分析

针对传统的均衡重力异常方式基于平面近似,积分范围较小、计算公式的适用性受限、表征的信息量有限的问题,该文在球坐标下分析艾黎-海斯卡宁(Airy-Hesikanen)均衡模型。以计算点向径为半径,将地形分为布格球壳和粗糙地形两部分,计算其地形影响和均衡改正。在实验区,选用补偿深度21km、密度差0.678g/cm3的模型参数,采用该文公式和传统公式计算均衡重力异常,并比较分析其计算值。结果表明,以球近似Airy-Hesikanen均衡模型计算均衡重力异常值,在小积分范围以及平坦地区,与传统公式计算值的精度相当;但随着积分半径增加,球近似Airy-Hesikanen均衡模型计算值精度不断提高、变化更平缓,说明球近似AiryHesikanen均衡模型代替平面近似Airy-Hesikanen均衡模型应用于重力问题研究更为符合地球实际情况。     

重力局部地形改正量的计算方法比较

重力局部地形改正是重力归算的一项重要内容,目前的算法多采用贴合地表的近似平面或球面,在其上的有限区域内积分计算。为了比较不同算法之间的差异,文中引入高精度地形模型,分别采用平面积分方法、平面FFT方法和球面积分方法计算西部典型山区局部重力地形改正值,并比较其结果。平面积分方法与平面FFT方法计算结果相近;近区地形起伏较大时,球面积分方法计算结果与前两者有较大差异。研究结果对在地形起伏较大的地区计算重力局部地形改正时的计算方法选择具有参考价值。     

ITRF2014-GPS解数据质量分析

现搜集了最新的ITRF2014-GPS解数据,并利用移动回归模型与快速傅里叶变换进行了数据处理,将处理结果与ITRF2008-GPS解处理结果进行比较发现,ITRF2014-GPS解数据质量比ITRF2008有明显提高,其中主要非线性周期规律已经较好地被模型化改正,主要包含周年规律和半周年规律.     

局部重力地形改正积分半径的确定

在局部重力地形改正中,积分半径取值多大才算合适直接影响到数据准备工作量和实际计算工作量的大小.研究了重力地形改正与数字地形模型DTM数据先验信息之间的关系;给出了确定局部地形改正积分半径的方法--方差法.数值试验结果表明,采用方差法确定重力地形改正积分半径是合理的.     

地质灾害群测群防系统设计与实现

通过对于地质灾害群测群防县(市)级、乡镇级、村级三级监测网络体系的研究,建立了地质灾害群测群防体系机制模型,并围绕群测群防体系建设的监测、管理与专业调查3项任务,设计了与群测群防体系机制相适应的地质灾害群测群防系统结构,形成了"隐患点信息查看─灾情信息采集与上传─灾情信息接收与处置"的群测群防业务链;据此业务链,基于智能手机探讨了有关地质灾害群测群防系统的功能实现。以黔东南苗族侗族自治州地质灾害群测群防调查数据为试验数据进行了应用试验,试验结果表明:该系统实现了群测群防"监测"与"管理"两项任务的有机结合,可以为地质灾害群测群防常态化监测与应急处置提供技术支持。     

顾及频谱特性组合点质量模型的建立

介绍了建立组合点质量模型的理论与方法；推导了顾及频谱特性的组合点质量模型及其解算原理，从理论上讨论了建立更严密外部重力场模型的可行性。     

湖泊水质预测模型的建立及其应用

根据东湖多年监测数据分析，建立了多元相关预测模型、基于灰色理论灰色系统的预测模型和质量平衡模型。为了提高灰色预测精度，利用残差对模型进行了相应的修正，并利用３种模型对影响东湖水质主要因子——经济、人口、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＴＮ、ＴＰ进行了２０００年的预测，提出了东湖污染防治对策     

扰动引力快速确定的替代算法

扰动引力的点质量表达方法使得扰动引力的计算模式具有最为简单的结构 ,但它本身也具有计算量大的缺点 ,与实时计算的目标相矛盾。为解决这一矛盾 ,文中用三次等距B样条函数进行试验。结果表明 ,在已知预设弹道坐标的条件下 ,三次等距B样条函数方法是适于进行快速精确逼近弹道扰动引力的数值算法     

三维GIS中海量模型调度与存储

城市级三维GIS管理系统需要管理海量的三维模型数据,要想实现高效、稳定的海量建筑模型渲染,需要研究一套行之有效的模型调度方式和数据存储方案。通过总结实际系统建设过程中遇到的各种问题,研究出了使用数据格网调度模型和打包存储模型数据的方法,大幅提高了三维GIS中海量模型的调度效率。     

海洋非潮汐变化对时变重力场的影响

基于全球海洋数值模式，估计了海水质量非潮汐变化对低阶地球引力场季节性变化的贡献。激发模型预测的大气、地表水、海洋潮汐和非潮汐变化对引力场的组合影响被用来与卫星激光测距(SLR)的观测值进行比较。结果表明，在季节性变化时问尺度上，为克服海洋数值模式的体积守恒近似而采用的质量守恒改正对△J2具有较明显的影响，对△J3的影响可以忽略，SLR观测的△J2周年和半年振幅介于海洋、地表水、大气(IB)和(NIB)的组合结果之间。     

基于3维GIS的辅助电网规划系统的设计与实现

电网规划是一个具有多目标性、不确定性和多阶段性等特点的复杂系统优化问题。电网规划处理的对象具有时间和空间分布广阔的特点,这与地理信息系统所处理的数据对象特点相同。3维地理信息系统不仅能模拟3维场景,使规划工作过程直观,具有交互性,还能利用其空间分析功能,对目标单元进行剖析,得到的规划方案可靠合理。     

分布式VR-GIS海量三维空间数据存储调度模型研究

通过提取网络环境中影响三维空间数据的影响因子,从网络化三维渲染与数据流负载平衡2个方面建立基于分布式三维空间数据库性能诊断模型,实现了可承载高数据访问压力的分布式三维空间数据库模型,解决了网络环境中三维空间数据管理和存取效率低、数据流转不畅等瓶颈问题。     

北京地区颗粒物质量消光吸湿增长模型研究

颗粒物吸湿增长特性是卫星遥感反演近地面颗粒物需要解决的关键问题。本文基于北京地区2007-08—2009-08共两年的地基观测资料,计算了该地区颗粒物平均质量消光效率,结果表明该地区颗粒物平均质量消光效率随相对湿度增加而连续平滑增长。相对湿度从20%增长到85%左右时,质量消光效率增长较为平缓,当相对湿度达85%后,质量消光效率急剧增长。在平均质量消光效率基础上,进一步计算了不同湿度下的气溶胶吸湿增长因子,该因子在不同湿度下的变化趋势基本一致,都在6月达到最大值,1月达到最小值。1月至6月,呈上升趋势,7月至12月,呈波动性缓慢下降趋势,12月值略高于1月。最后,基于平均质量消光效率的吸湿增长因子,针对北京地区常用的3种吸湿增长模型进行拟合,研究表明3种模型在北京地区的适用性都比较好,差别不大,模型3稍优于模型2,模型2稍优于模型1。     

地表质量负载对格陵兰岛区域GPS站点坐标时序特征的影响

选取ITRF2008框架下格陵兰岛区域12个GPS站2013年1月-2016年12月期间的日解坐标时间序列作为研究对象,并利用极大似然估计分析地表质量负载改正前后各站点的噪声特性、速度场及周期项振幅。结果表明：站点最优噪声模型主要为白噪声+幂律噪声与白噪声+闪烁噪声,地表质量负载形变修正GPS坐标时序后,明显增加U方向闪烁噪声的成分,平均降低其速度约0.36 mm/a,对水平方向影响较小;同时分别降低高程方向44.1%、14.2%的1 a项、0.5 a项振幅,相反,却增加了水平方向的周期项振幅。