余水位的内插及其对潮高模型的精化

研究并总结出符合余水位特点的两站余水位内插方法,并以此在实验海区建立了余水位场,从而利用所得余水位场实现了对由潮汐场所得的潮高模型的订正,再现了实验海区内的瞬时海面,该方法可为海洋大地测量和海道测量提供精确的垂直基准。通过实验,在中国东南沿海海区,监控站间距离在300km以内时,恢复的瞬时海面的中误差可在4 cm以内。     

e-航海架构的高精度动态水深服务实现

海水深度是影响船舶安全航行的重要因子,以往在航海中一般通过查询海图水深和潮汐表相结合的方法来掌握实时的通航水深。针对水深精度低等问题,该文设计了一种联合FVCOM潮汐数值模式以及余水位信息的动态水深模型,并通过对e-航海技术架构、MSP开发规则的研究,利用ASM和XML标准格式进行信息交互,提出并实现了一种高精度动态水深服务方法。结果证明,该方法满足《潮汐表》潮汐预报精度要求和IHO S-44水深精度要求,改变了传统的水深应用模式,提高了系统互操作性。     

大亚湾水域水位控制实施与精度评估

本文结合海图基本测量实例,总结了水位数据预处理、基准面确定、水位精度评估等实施步骤及技术细节.余水位同步变化曲线与精度评估结果能直观、严谨地确定余水位强相关验潮站.经严密论证,在大亚湾海域应用基于余水位监控与潮汐模型的水位改正法,能满足水深测量精度,符合相关规范要求,可替代传统水位改正方法,优化验潮站布设方案,减少验潮...     

越南海防市近岸海洋水位变化特征分析

目的 利用越南海防市沿海地区HONDAU验潮站52a的潮汐观测资料,采用基本统计方法和潮汐调和分析法研究该地区海洋水位变化特征。结果显示:该地区海平面、潮差均呈现上升趋势,年变化率分别是1.89mm/a、3.07mm/a;对采样间隔为1h的潮位连续观测数据作调和分析,得到调和常数的时间序列,分析显示各主要分潮的调和常数均为时变量,且与周期性(3～5a)ElNino和LaNina现象相关;余水位年上升率是1.76mm/a,平均增、减水位分别是12.48cm和-13.36cm。增、减水位持续时间小于24h的累积频率分别是95.5%和93.3%,增减水位持续时间大于48h的只占1%～2%。绝对余水位值小于50cm的占大多数,大约99%,增减水位绝对值大于100cm的只占0.1%左右。     

MODIS遥感数据辅助的鄱阳湖水体范围变化数值模拟

针对水体范围高动态变化的鄱阳湖,充分发挥数值模拟和遥感各自的优势,使用从MODIS影像上提取的水体范围初始化鄱阳湖水体范围数值模拟边界和率定模型参数,并与模拟的水体范围结果进行交叉验证分析。对鄱阳湖2001-07-08～11-30水体范围动态变化数值模拟的结果显示,水位模拟平均绝对误差小于15cm,数值模拟获取的水体范围与MODIS无云影像提取的湖泊水体范围具有较高的一致性,水体面积平均相对误差为5.7%。     

引入地轴进动的地球发电机模型数值模拟

在地球外核磁流体发电机数值模拟研究中,与地轴进动相关的庞加莱力通常视其影响极小而在求解发电机方程组中将其忽略,但实际上地轴进动的周期相对地球磁场的倒转周期来说仍是一个值得考虑的项。基于地球发电机数值模拟基准模型,通过引入周期为25 960 a的地轴进动速度,比较分析不同埃克曼数和瑞利数参数组合模型中地轴进动对发电机数值模型的作用。结果表明,地轴进动使得球壳磁流体的动能及磁能波动稳定在一个较原始模型更小的范围内,但增大球壳磁流体的环向动能10%~20%以上,这导致磁场西向漂移速率明显加快;通过比较各模型间的核-幔边界磁场强度和磁雷诺数,发现地轴进动项的引入使得磁流体的能量更倾向于向动能转换;通过比较核-幔边界的偶极性,发现地轴进动项的引入会降低磁流体发电机数值模型的偶极性,但对于所选的原始模型,偶极性的减小程度还不足以使其成为非类地发电机模型。通过数值模拟研究,发现地轴进动项的加入很可能会导致埃克曼数量级较小的类地发电机模型变为多极子主导的发电机模型,因此,在更为准确的磁流体发电机数值模拟研究中,必须考虑地轴进动项。     

余水位的主要特性分析及其在海洋测绘中的应用

介绍余水位的成因,分析其主要特性:长时间尺度上的偶然性、短期时间域上的连续性和较大空间域上的相关性。基于余水位的主要特性,探讨余水位应用于验潮站潮位数据的粗差探测、修复和潮位推算订正的可行性。结果表明,应用余水位进行潮位数据修复及推算的精度可满足规范要求,具有推广使用价值。     

最小二乘法在水位推算中的应用

分析了两个潮汐性质相似验潮站的水位曲线,利用最小二乘法原理确定了两个验潮站之间的关系,实现了实时水位从长期验潮站向临时站的传递。     

优化短期余水位组合预测模型

针对现有非稳定非线性余水位预测模型较少和精度较低的问题,本文研究基于MEEMD算法与遗传优化BP神经网络的余水位组合预测模型。利用夏威夷岛4个长期验潮站获取的余水位时序数据,首先采用遗传算法MEEMD对余水位时序数据进行处理分析,得到较为稳定的余水位IMF分量;然后将经过遗传算法优化后分解的较为稳定的各个IMF分量作为BP神经网络预测模型的输入变量,分别建立12、24、48 h短期余水位的MEEMD遗传算法优化BP神经网络预测模型。通过与非优化BP神经网络预测模型结果进行对比分析,结果表明,优化前后均方根误差的偏差最高达2.03 cm,验证了预测24 h内的短期余水位仍保持其相关特性。该组合预测模型对于分析余水位变化规律和潮汐预报的精度、水位改正等均有重要意义。     

海洋工程中工程设计水位主港选择的三个条件及应用

提出了采用潮汐过程线比较、潮汐调和分析比较、高低潮相关分析比较作为主港选择的三个条件,实现了主港选择对工程水位求取的科学性、准确性。     

海岸海洋潮流模拟可视化与虚拟现实建模

潮流数值模拟的科学可视化与虚拟现实是海岸海洋科学研究重要的现代技术手段之一。首先从地理信息系统的角度对潮流数值模拟系统的数据模型进行了论述，提出了适合水文数值模拟的对象模型方法；其次探讨了空间流场的可视化技术，阐述了虚拟现实在潮流数值模拟中的作用；最后设计并实现了一个海岸海洋潮流模拟虚拟现实的原型软件系统VRO－cean,并在南黄海辐射沙洲等的潮流数值模拟试验中进行了实际对比检验。     

浅水多波束测深潮汐改正技术研究

提出了一种顾及潮时差变化的多验潮站多边形潮汐分区改正数学模型,设计了海量多波束数据通用的虚拟单验潮站改正模式。应用结果表明,该模型准确地再现了时变水位场,实现了区域瞬时海面的无缝拼接,较好地解决了多波束条带采用传统潮汐分区改正模型引起的断层及锯齿状问题。     

基于World Wind的鄱阳湖水位动态变化仿真系统研究

World Wind是由美国宇航局(NASA)开发的三维地理信息系统,也是一款可提供丰富数据的数字地球平台,如何将多源数据实现紧密型二三维耦合是基于World Wind开发专业系统需要解决的重要问题.在.NET开发环境下,以World Wind为仿真内核,开发了水位仿真系统,研究了二三维数据耦合技术,实现了环鄱阳湖生态经济开发区的湖区与航道淹没分析和三维漫游.结果表明,仿真系统流畅地实现了任意点地形高程、水位、水深和航道级别等信息的实时查询,仿真了不同控制水位条件下的鄱阳湖区淹没范围,仿真结果能够服务于鄱阳湖水利枢纽的水位调控决策;该仿真系统在湖泊干旱特征水位等确定中也具有重要的应用价值.     

测船处瞬时潮位的GPS精密确定

利用GPS载波相位差分测量技术，借助时间偏差改正、姿态改正、高程转换、信号处理和吃水改正，获得了测船处精密在航潮位。该方法已在几个GPS在航潮位测量实验中得到了验证，并取得了理想的结果。     

海道测量水位控制方法研究

针对目前实施时差法水位改正时使用的潮时差未考虑时变现象的影响以及利用潮时差确定水位观测时段选择混乱等问题,提出利用逐时滑动时段确定潮时差以进行水位改正的方法,分析了潮时差时变现象的原因及潮时差逐时滑动时段与逐日独立时段确定结果的差异,推导了时差法水位改正的误差公式。以某海域验潮站为例,进行了水位改正的数据实验,比较了逐时滑动时段与逐日独立时段确定的潮时差的水位改正效果。实验结果表明,利用逐时滑动确定的潮时差进行水位改正,在理论与精度方面均对目前使用的时差法有所完善与提高,尤其在潮差差异较大的海域,改进效果更加显著。     

时差法在测深数据水位改正中的应用

介绍了海洋测绘中水深测量的特点以及进行水位改正的原因,采用时差法进行水位改正的前提条件及改正原理,采用迭代法计算验潮站间相似系数和潮时差,求解待定点的水位改正数。通过实例应用,证明时差法水位可以在潮汐性质基本相同的海域进行广泛应用。     

近岸海域GPS在航潮位解算中潮位的提取方法研究

基于潮位提取理论,给出了三种潮位提取方法,通过与实际观测潮位的比较和分析,认为基于快速傅立叶变换(fast Fourier transform,FFT)的潮位提取方法最佳,实验也证实了该结论的正确性。     

利用时变潮时差进行水位改正

针对目前实施时差法水位改正时使用的潮时差未考虑时变现象的影响以及利用潮时差确定水位观测时段选择混乱等问题,提出利用逐时滑动时段确定潮时差以进行水位改正的方法,分析了潮时差时变现象的原因及潮时差逐时滑动时段与逐日独立时段确定结果的差异,推导了时差法水位改正的误差公式。以某海域验潮站为例,进行了水位改正的数据实验,比较了逐时滑动时段与逐日独立时段确定的潮时差的水位改正效果。实验结果表明,利用逐时滑动确定的潮时差进行水位改正,在理论与精度方面均对目前使用的时差法有所完善与提高,尤其在潮差差异较大的海域,改进效果更加显著。