真实感水面波浪模型算法的研究与实践

研究了虚拟地形环境中三维水面波浪模型的基本建模及效果的实现。同时提出几种不同的海浪模型,文章重点对规则海浪模型算法进行了研究。为满足显示的实时性,在优化算法的同时,采用计算和显示分开的策略。既满足了显示质量的要求,又满足了大量高精度波浪数据的要求。     

真实感水面波浪模型算法的研究与实践

研究了虚拟地形环境中3维水面波浪模型的基本建模及效果的实现.同时提出几种不同的海浪模型,重点对规则海浪模型算法进行了研究.为满足显示的实时性,在优化算法的同时,采用计算和显示分开的策略.既满足了显示质量的要求,又满足了大量高精度波浪数据的要求.     

波浪波长和方向提取的图像纹理分析技术

传统的波浪波长和方向分析技术是谱分析。本文从海洋波浪图像直接作图像纹理分析,在图像的每一个处理窗口,以海浪图像灰度极值点大小、个数的分布和灰度共生矩阵为基础,构造了借以区分不同海浪波长和方向的纹理测度,实现提取海浪波长和方向信息。     

利用GNSS-R信号反演海浪波高

分析了利用GNSS-R观测资料反演海浪波高的原理,讨论了干涉复数场及其相关时间.对Oceanpal观测数据滤波,计算其自相关函数,用三次多项式插值法估计相关时间,得到了新的海浪波高反演经验公式.反演结果与声学波浪仪观测数据比对,两者是比较一致的.     

MASNUM海浪数值模式并行化实现

通过对MASNUM海浪数值模式的串行程序的结构研究和对串行模式进行并行化分析,提取了可并行部分的程序计算模块。利用消息传递接口(MPI)和Fortran语言,将模式中可并行计算部分进行了划分,同时分配多个进程并行计算。测试结果表明,MASNUM并行模式的效率较高,满足业务化预报的要求。     

基于几何模型和粒子系统的近海海浪动态仿真

对近海海浪的绘制进行了研究,提出了一种近海海浪动态仿真的方法。改造现有Fourier模型构建海浪行进的不规则水波,利用贝塞尔曲线绘制海浪的翻卷,粒子系统绘制拍岸浪,模拟海浪的破碎,并通过碰撞检测技术检测水陆交界线来确定海浪产生的位置,从而实现海浪波动、翻卷、破碎及拍岸等真实感较强的三维动态仿真效果。     

矿山巷道点云模型及其数据组织

针对三维矿山巷道点云数据的可视化效果问题,本文根据三维海量数据的可视化建模思想,提出基于扩展性四叉树、顾及可视化效果的点云数据多分辨率模型及其数据组织方式,详细研究了多分辨率LOD的细节选择算法;并基于VS2005和MapGIS TDE实现了利用一个点云数据图层插件对该模型进行显示,该方法能快速建模,满足三维矿山巷道点云数据的可视化要求。     

海岛在海浪影响下的动态三维建模

采用凸凹纹理映射和基于Perlin噪声有机结合的方法建立了海浪多尺度模型,实现了海浪的动态三维表示;基于海陆动态交互实现了海岛在海浪动态变化影响下的动态三维模型。作者以舟山群岛地区海岛地形和海浪数据为例,在GeoGlobe平台上进行了实验,实验表明本文方法可以有效地建立海岛在海浪影响下的动态三维模型。     

在海浪影响下的海岛动态三维建模

采用凸凹纹理映射和基于Perlin噪声有机结合的方法建立了海浪多尺度模型,实现了海浪的动态三维表示;基于海陆动态交互实现了海岛在海浪动态变化影响下的动态三维模型。并以舟山群岛地区海岛地形和海浪数据为例,在GeoGlobe等平台上进行试验,试验表明,本文方法可以有效地建立海岛在海浪影响下的动态三维模型。     

车辆导航路径规划中道路可用性研究

定义了规划路径组分段模型和路径可用度指标，提出了基于概率模型方法的路径可用性度量模型。研究了常用的几种路径规划算法，提出了基于路径可用度指标的改进路径规划算法Mod—Dij，并与Dijkstra算法计算的路径进行了比较。结果表明，Mod-Dij得出的路径可满足实用性要求。     

基于X波段雷达的海洋动力学参数提取算法初步研究

从X波段船舶雷达记录的连续雷达图像中,可以获得海浪频谱和海流的信息。在不存在海洋表面流的情况下,雷达图像的三维频谱分布在由静水色散关系确定的平面轨迹上。海流的存在会使三维频谱的能量分布产生相应的多普勒频移,对此频移进行最小二乘拟合,可以确定海流的大小和方向,进而得到有向浪高谱。本文基于通用的海浪谱和方向函数,在考虑阴影调制的情况下仿真海面X波段雷达图像序列,分别对无海流和有海流作用下的三维频谱进行了数值模拟,通过海流产生的多普勒频移拟合出海流,并获得二维图像谱。最后分析了McMaster大学X波段雷达的实测定向海面回波数据,获取了海浪的一维图像频谱。     

由卫星测高数据观测到的印度洋海啸波高

本文介绍了利用卫星测高资料测定的印度洋地震引起的海啸波高的研究成果 ,以及卫星测高数据在对海啸灾害进行预测的应用价值。通过卫星雷达测高可观测到沿卫星星下点轨迹的相距几公里的点上的海面高 ,还提供了特别有价值的对海啸波的连续观测结果     

基于粗糙海面高度频谱函数的雷达后向散射系数计算

海面雷达后向散射系数是主动微波遥感定量化研究海洋的基础，基于各种海浪谱模式的后向散射系数计算可比性差，鉴于风成粗糙海面的波面斜率呈非Guassian分布的特点，本文给出了依据自由海面的二维高度谱计算海面的雷达后向散射系，并与实际SIR－C／X－SAR数据进行对比。     

Shape数据模型的研究与实践

对应用较为广泛的Shape数据模型进行分析和研究,并且针对一幅全要素海图由于数据量大的原因导致读取和图形显示速度慢的问题,在实践中采用快速读取内存的方法,实现了数字海图的快速读取及显示,并且同以往循环读取方法进行了比较.     

LiDAR技术在钱塘江海塘工程安全监测上的应用研究

LiDAR作为一种主动式对地观测系统,可快速获取地物的三维点云数据,显示地物特点。文中利用LiDAR系统平台,获取钱塘江海塘三维点云数据,通过点云处理软件,对三维点云进行后续处理,生成海塘工程三维模型;分析模型数据,对海塘工程进行剖面分析、沉降监测等,探索LiDAR技术在海塘工程安全监测上的应用。     

“凤凰”台风期间海面风、浪的高频地波雷达OSMAR071遥感

介绍了OSMAR071高频地波雷达系统“凤凰”台风期间海面风、浪遥测结果。文中给出高频地波雷达OSMAR071 风、浪反演算法：利用SBM模型结合多波束采样法反演风向;利用改进的Barrick模型进行有效波高的反演;利用SMB关系式进行风速反演。将雷达定点观测结果与浮标数据进行对比,表现出很好的一致性,其中有效波高相关系数为0.72,均方根误差为0.48 m,风向相关系数为0.97,均方根误差为27.7°,风速的相关系数为0.6,均方根误差为 3.5 m/s。文中还对影响探测精度的因素进行了分析。     

利用遥感技术监测船舶航速的方法研究

主要讨论了两种利用遥感技术提取水面运动船舶的航速方法：利用波高谱信息提取航速和利用船尾迹中的横波信息提取航速。作者介绍了这两种方法的原理，描述了利用遥感技术提取船舶航速的工作流程，并利用模拟和实测的船尾迹波高数据对这两种方法进行了验证。从计算结果看，两种方法精度都能满足仅要求航速量级的需求者，利用波高谱信息的方法误差（10％左右）小于利用横波信息的方法误差（20％左右）。该项研究为实时或近实时探测运动船舶航速提供了新的方法。     

海冰微波辐射传输模式和实验研究

海冰是影响地球热循环的重要因素。以海冰和海水的微波热辐射为源,并通过位于海面遥感海冰的３层分层介质系统的分析,取得中间介质厚度与所接收到的辐射亮温有如下模式：ＴＢ＝Ａ＋Ｂｅ－ＣＤ。其中Ａ,Ｂ,Ｃ与遥感系统的极化,使用角度和角频率有关,可以通过实际地面的海冰测试试验获得。该模式符合电磁场在有损介质中的传播特性,反映出被动微波遥感所接收到的能量与传播距离的关系。近几年来,根据该模式,使用４个频段微波辐射计在地面进行实测（入射角为０°）,在飞行中使用３个频段,结果空中和地面基本符合。实践证明其模式是正确的可行的。文中给出在辽东湾测得航线上的冰厚度分布和亮度温度与冰厚度的统计曲线。最后指出影响测量并限制对厚度识别的几种因素。     

排水管线点和道路曲率协同下的道路表面模型获取

由于数据保密管理及共享机制不完善,城市水务部门用于降雨径流模拟的道路地形数据精度低,模拟精准度不高,进而降低了对城市内涝空间分布准确性的预判和防御。而城市水务部门因业务需要获取的排水管线及管线点数据,不仅反映了排水管线与城市道路的关系,而且管线点数据中的高程信息也反映了道路的起伏态势。据此本文首先基于排水管线点的高程信息,以及协同管线点所在道路的边线曲率所反映的道路横断面特征,通过模型内插获取道路表面特征点;然后根据管线点和内插特征点获取道路表面模型;最后利用武汉市实际道路上的排水管线点和道路边线数据验证该方法的可行性。