植被覆盖地表空气动力学粗糙度与零平面位移高度的模拟分析

 空气动力学粗糙度、零平面位移高度是植被覆盖地表的两个重要的空气动力学特征参数,利用数值计算的方法,运用Matlab软件编程,对内蒙古四子王旗草地地表的空气动学粗糙度、零平面位移高度进行模拟计算、绘图及分析。得到了在8种植被密度和6种植被高度情况下摩阻速度、空气动学粗糙度、零平面位移高度与风速的关系,并与野外实验数据进行对比分析,发现模拟值可以很好的反映空气动力学参数的性质。进而分别得到了包括植被密度的风速与摩阻速度、空气动学粗糙度的关系式和包括植被高度的风速与摩阻速度、空气动学粗糙度的关系式,这有助于进一步研究该地区草地风沙运动机理,以及床面与近地层气流相互作用的力学性质。     

两种柔性植株地表风速廓线特征比较的风洞模拟

植株减小风速从而抑制风蚀,风速廓线可以反映植株对风速的影响。在风洞中测量了细长状植株和上大下小形状植株在不同覆盖密度、不同来流风速下的风速廓线,并对这两种植株地表上空气动力学粗糙度、零平面位移高度进行了比较。结果表明:两种植株地表的空气动力学粗糙度均随植株密度按幂函数规律增加,其与植株高度之比也随侧影盖度按幂函数规律增加。在相同覆盖密度或侧影盖度条件下,上大下小形状植株地表的空气动力学粗糙度大于细长状植株。细长状植株地表的零平面位移高度随植株密度的增加先增加而后减小,而上大下小形状植株地表的零平面位移高度则基本不受植株密度的影响。     

丹巴滑坡的位移特征

滑坡位移资料可为分析滑坡运动规律、发展趋势和预测预报提供依据。通过对丹巴滑坡治理过程中滑坡前部、中部和后部的位移监测资料分析,滑坡位移速度可划分为两个阶段:位移速度增加阶段和减少阶段。分析了各部位的各个阶段运动特征及其影响因素。对各部位位移速度在增加阶段和减小阶段的速度与时间关系的曲线拟合,表明滑坡在位移速度增加阶段具有相似的运动特征,拟合方程都较好地符合指数方程,而在速度减小阶段受治理工程的影响差别较大,拟合方程分别为对数、线性和指数方程。以监测数据的初始值和累计最大值,利用Lo-gistic模型对各部位的累计位移进行预测,预测值与实测值的拟合程度较高,表明丹巴滑坡在治理过程中的整个累计位移较好地遵循Logistic增长过程。从位移监测资料可以看出,滑坡治理工程有效地控制了滑坡的活动。     

一种基于矢量地图特征点和分块的零水印算法

近几年,数字水印作为版权保护的关键技术被用于矢量地图.目前,矢量图形水印算法主要分为空域算法和频域算法[1],但这两种算法在完成数字水印嵌入的同时,均修改了矢量地图数据,会影响地图精度,而且数字水印容易擦除.针对这一问题,温泉等首先提出了零水印方案,并成功将其应用于数字图像中[2].零水印是指不修改原始作品的内容,利用原始作品的重要特征构造水印,能解决水印鲁棒性和不可见性之间的矛盾.本文在前人研究的基础上,设计了一种基于矢量地图特征点和分块的零水印算法,可以有效提高数据压缩、顶点增加(删除)以及数据裁剪等操作的鲁棒性.     

正午太阳高度的纬度分布规律及其推广应用

太阳高度和正午太阳高度都是高中地理教学中的重点和难点内容,是需要认真研究分析的部分。一、正午太阳高度的纬度分布规律及年较差太阳高度角是指太阳相对于地平面的高度角,正午太阳高度角就是一天中的最大值,直射点上的太阳高度角为全球最大值,即为90度。昼半球上的太阳高度角自直射点开始向四周呈同心圆式递减Ⅲ,晨昏线上的太阳高度角等于零度,昼半球上的太阳高度角大于零度,夜半球上的太阳高度角小于零度。     

1835-2017年广州主城区建筑高度的结构及其演变

根据数据源的特点,采取不同的技术路线,分别解译恢复了 1835-2017年6个时期大比例尺广州主城区的用地类型和建筑高度.围绕建筑高度空间分异、高度重心迁移和建筑高度的抬升,分析1835年以来广州主城区建筑高度的演变.研究表明:①1835-1907年属于王权主导下的围城结构,高度4～5 m,中心与外围差异不大.②192...     

平面点集凸壳的一种快速算法

提出一种计算平面点集凸壳的快速算法———八方向极值快速凸壳算法。该算法首先对平面点集进行一次扫描,从而快速查找到东、南、西、北、东南、西南、东北、西北8个方向上的极值点,构造出一个更接近凸壳的初始凸壳,从而在后续的点集扫描中可以排除更多的内点,使该算法计算效率更高。该算法的空间复杂度为O(N);其时间复杂度虽然无法突破最坏情况下O(NlogN)的理论下限,但其期望时间复杂度已达到线性水平,并且可以容易地扩展到三维和高维空间。     

基于改进的频谱位移雷达干涉去平算法研究

雷达干涉处理过程中,平地相位去除在整个干涉处理过程中是不可忽视的一步.平地相位一方面使干涉条纹密集化,另一方面加大了后续相位解缠以及相位到DEM转化的难度,基于频谱位移的去平算法是目前比较常用的方法,常规的频谱位移算法忽视了图像本身特点,通过圆周位移之后,仍然有大量的残余相位,导致去平结果不够准确.文中采用改进的常规频移去平算法,根据干涉纹图距离向与方位向平地相位分布情况,采用分块插值频移算法;并用短基线的SRTM数据以及长基线的JERS-1数据进行了实验.通过与常规频移方法比较,结果表明,该改进算法能有效去除干涉纹图中的平地相位.     

月球地平高度的变化规律解析

月相变化规律是高中地理教学中的一个难点.月相的出没方位角和地平高度变化很大,而不是像太阳视运动那样随四季有规律地变化.但只要根据日、地、月三者的位置关系和运动特征,月球的地平高度变化还是有一些规律可寻的.     

平面影像到QTM像元的转换算法及精度分析

平面影像数据到四元三角网(Quaternary Triangular Mesh,QTM)像元的转换是实现全球QTM格网影像无缝建模的首要任务。提出基于面积权的数据转换方法,给出不同类型的权重及格网值的计算,并利用ArcGIS中256级灰度的Wsiearth.tif图像数据分析了转换精度。结果表明:将4 km分辨率的影像数据转换到12层的QTM像元时,转换误差在0~2灰度内占96.27%,对一般应用的影响可以忽略不计。     

影响拜格诺结的若干因素分析

给出了全面描述风沙耦合作用下沙粒跃移运动的理论模型,利用数值方法对风沙耦合作用以及空气上升力、Magnus力、静电力等因素对沙粒跃移运动和风速廓线的影响进行了研究,从而揭示出拜格诺结(Bagnold's Kink)高度与其对应的风速及沙粒跃移高度的关系。     

粗糙床面风廓线的转折特征及其物理意义

为了进一步认识粗糙床面空气动力学粗糙度的物理意义,理解空气动力学粗糙度对动量传递和跃移起动的影响机制,从风洞试验测定的粗糙床面风廓线转折特征入手,分析了粗糙床面的空气动力学性质并提出了内边界层动量传递及近壁区沙粒起动的可能机制。结果表明,细高粗糙元（方向比率在4~20之间）和孔隙粗糙元（孔隙度在0.15~0.75）风廓线呈现4个转折段,对应的湍流垂直分层为近壁区-尾涡层（Z≤0.15H~0.5H）、内边界层-尾涡层过渡层（0.15H≤Z≤0.75H）、内边界层（0.3H~0.75H≤Z≤1.2H~6H）和内边界层与外边界层过渡层等。粗矮粗糙元（粗糙元的方向比率在0.4~1.25之间）风廓线存在几个转折段,对应气流垂直分层为近壁区-尾涡层（Z≤1H~1.5H）和内边界层（1H~1.5H≤Z≤7H~35H）等。细高粗糙元和孔隙粗糙元覆盖21组床面（侧影盖度在0.007~0.50,粗糙元的高度在10~100 mm）的内边界层内空气动力学粗糙度在0.07~30.74 mm之间,比内边界层以上或以下过渡层的空气动力学粗糙度高几个数量级到数倍;内边界层摩阻风速的0.50~1.66 m\5s-1之间,是内边界层以下过渡层的1.5~10倍、内边界层以上过渡层的摩阻风速的1.1~2.8倍。内边界层的空气动力学粗糙度和摩阻风速分别代表了粗糙床面对气流阻力特征和湍流切应力。内边界层以下过渡层湍流切应力与粗糙元之间光滑地表所受切应力关系不大,而近壁层切应力与光滑地表所受切应力直接相关。近壁层猝发过程上抛运动和内边界层湍流猝发过程下扫运动耦合关系是内边界层的一部分动量传递到近壁区并导致沙粒起动的可能机制。     

湍流度随高度的变化及其对城市宏观地形的依赖

分别构建广州主建成区垂直比例尺为1﹕2 000、1﹕1 000和1﹕500的3个建筑物模型,利用大型边界层风洞,在西北和东南两风向下,基于中性流模拟分析了复杂城市地形下湍流度随高度的变化及其对宏观地形的依赖。结果表明：风廓线指数α与不同高度的湍流度之间的关系密切,利用现有模型,根据4类粗糙度边界层和不同垂直比例尺,可确定相应的湍流度随高度变化模型的主要系数,预测精度高。城市地形下最大湍流度面发育在0~0.2 h之间狭窄的范围内。用湍流度形态指数β来表征湍流度随高度的变化,无论城市屋脊还是平坦地形,随着风程区的延伸,廓线的指数α升高,湍流度形态指数β降低。表明同一高度湍流度值具有由迎风区、丘顶区向背风区增高,沿风程逐渐增大的规律,对地形部位和风程的依赖性强,与来流翻越简单地形时的特征一致。     

藻类结皮自然恢复后抗风蚀特性研究

从风沙物理学的角度出发,通过风洞实验研究藻类结皮对起动风速、摩阻风速、空气动力学粗糙度等的影响,探讨未破坏藻类结皮和一定程度破坏后自然恢复藻类结皮抗土壤风蚀特性。实验结果表明:无论是完好结皮还是自然恢复后的结皮,都可以提高结皮的起动风速、摩阻风速和空气动力学粗糙度长度。结皮的起动风速大于17 m·s^-1,摩阻风速在0.62~1.21 m·s^-1之间,空气动力学粗糙度长度在0.03~0.13 cm之间。同时给出了摩阻风速和风速之间以及空气动力学粗糙度长度和摩阻风速之间的经验公式。     

Estimating Petroleum Resources Using Geo-Anchored Method--A Sensitivity Study

The Geo-anchored method, based on a moment-type estimator, has been developed for estimating parent population properties from a successive sample of discoveries. By substituting the expectation of the waiting time z _(n+1) of the (n + 1) ^th discovery to occurrence for an unknown parameter in the anchored method, the Geo-anchored method allows estimation of inclusion probabilities directly from observed data, thus eliminating the need for a priori selection of a value of N, R, or some other feature of the parent population. Because direct estimation of N and R requires an ordered sample, the Geo-anchored method is more sensitive to the data-generating process than the anchored method. This paper presents a sensitivity study on the Geo-anchored method. The test is based on simulated discovery sequences with different assumptions regarding discovery efficiency, exploration maturity, and the shape of the parent field size distribution. As a reference for comparison, estimates from the Horvitz–Thompson estimator also are presented.     

基于森林冠层高度和异速生长方程的中国红树林地上生物量估算

红树林是一种高效率的滨海蓝碳生态系统,准确估算红树林地上生物量对研究碳循环和气候变化十分重要,获取中国红树林地上生物量将具有现实意义和应用价值。遥感技术便捷高效、观测范围广,能够服务于大尺度的生态系统监测。文章使用基于GEDI星载激光雷达反演的森林冠层高度数据和基于异速生长原理构建的红树林“树高-生物量”异速生长方程,估算2019年中国红树林地上生物量,进而分析其数量、空间分布特征及主要影响因素。结果显示,2019年中国红树林地上生物量总量和均值分别约为1 974 827 t和73.0 t/hm²;红树林分布的各省份(地区)的地上生物量均值在53.3～92.1 t/hm²,其中海南省的红树林地上生物量均值最高,达到92.1 t/hm²;中国红树林地上生物量的累积和分布受纬度和人为因素的影响。研究结果能够为后续红树林生态系统碳储量的核算提供数据基础和技术参考,也将有助于中国沿海红树林生态恢复和保护措施的制定,以及控制碳排政策的出台实施。     

边界层风廓线雷达资料在沙尘天气分析中的应用

为利用风廓线雷达（WPR）开展沙尘天气研究,分析了2010年4月19—20日塔克拉玛干沙漠腹地WPR探测沙尘天气个例。研究表明,WPR可以在沙尘天气工作,其探测资料能及时反映中小尺度三维流场特征,通过WPR提供的水平风场、信噪比（SNR）、垂直速度、大气温度等资料,可从多角度了解沙尘天气过程。在此次过程中,信噪比出现了比较清晰的大值层,SNR大值层所处高度初步认为是沙尘被输送的高度,SNR大值出现和结束的时间既对应着沙尘天气的开始和结束时间。低空风场出现切变的时刻,正好对应扬沙天气的开始,低空风向转为东风和东南风的时刻正是强沙尘暴开始的时间,低空东风的维持是此次沙尘天气发生的动力条件。此外,RASS系统能监测到沙尘天气过程前后低空大气温度的变化状况。     

塔克拉玛干沙漠的起沙风速

起沙风速根据观测高度、风速时距以及流体或冲击起动性质分别确定。本文建立了塔克拉玛干沙漠腹地肖塘地区不同高度、不同时距的流体起动与冲击起动风速的相关方程。结果表明：该地天然沙的瞬时冲击起动风速（２ｍ高度）５．０ｍ／ｓ，流体起动风速６．０ｍ／ｓ；１分钟平均流体起动与冲击起动风速为５．２ｍ／ｓ和４．３ｍ／ｓ。气象站观测高度（１１．４ｍ）瞬时流体起动和冲击起动风速为７．８ｍ／ｓ和６．６ｍ／ｓ；１０分钟平均值为７．４ｍ／ｓ和５．９７（≈６．０）ｍ／ｓ。