基于DEM重力地形改正方法比较研究

为了比较研究直立长方体(Prism)模型、Tesseroid单元体模型、质量线(Line-mass)模型和质量点(Point-mass)模型等4种基于DEM(digital elevation model)重力地形改正模型的精度。通过模型分析、精度对比和数据试验等手段,基于计算距离、地形高度和DEM分辨率等因素对模型精度的影响进行了对比和研究。结果表明:距离越近,模型间相对误差越大,极近区应优先选用Prism模型;模型间相对误差随距离衰减情况受地形高度和DEM分辨率等多种因素影响;地形起伏越大,对模型的精度要求越高;DEM分辨率越高,模型精度越好;质量线模型的验算精度不及质量点模型。     

南极大陆及周边海域地形和均衡重力效应的计算

使用BEDMAP2关于南极大陆及周围海域和JGP95E关于全球表面高程、冰厚和冰下及水深地形数据,采用球坐标系下的扇形球壳块重力效应公式,在极方位投影直角坐标网格节点上计算了南极大陆及周围海域的近区及远区的地形和艾黎均衡重力效应。南极大陆冰盖带来可观的正重力效应,南大洋负重力效应又影响到了南极内陆,全球地形/均衡重力效应与局部地形高低有关联性,而低负值区主要分布在环南极的陆坡。获得的约1n mile间距的地形和艾黎均衡重力效应网格数据可用于南极大陆及周边海域的重力改正,提供准确、一致的布格重力异常和艾黎均衡重力异常。     

一种确定地磁日变改正基值的方法

根据日变站观测数据，分析了地磁日变规律，提出一种确定地磁日变改正基值的新方法。所提出的基时刻法和基时段法较现采用的平均值法有更好的计算结果，同时建议采用取早晚时段平均值的基时段法处理磁观测数据。     

一种简易的水位改正方法

本文介绍一种简易的水位改正方法，减少了传统的水位改正方法中的计算工作量，可提高工效５０×１０－２；其精度相当于传统的逐点计算水位改正方法的精度。     

谱技术在地形改正和间接效应计算中的应用

给出了计算局部地形改正和间接效应的改进公式及其谱计算式;确定了地形改正和间接效应级数展开计算式的可选次项和最佳积分半径;论证了计算地形改正需要进一步提高地形高数据分辨率和计算间接效应可以降低对地形高数据分辨率和精度要求的依据;讨论了精细积分面积元对计算地形改正的作用。     

两种测高重力异常反演海底地形方法比较

针对基于测高重力异常反演海底地形理论众多、选取标准无法确定的情况,利用中国南海海域内的测高重力异常和船测水深数据研究比较了重力地质法(GGM)和Smith&Sandwell (SAS)法两种精度高、计算速度相对较快的海底地形反演理论。其中,GGM方法的密度差异常数Δρ由向下延拓技术确定为2.15 g·cm^-3,SAS方法采用移去-恢复技术得到反演波段内重力异常和水深数据。结果表明:测线分布条件一定时,水深多在-1 000 m左右或反演区域岛礁、海山等复杂海底地形较多时选取SAS方法,水深主要在-3 000 m以深的区域或海底地形复杂程度不高时选取GGM方法则能获取更好的效果,其效果最优处与船测水深在检核点处的差值最优平均值能达-0.61 m,标准差可达14.67 m。     

海洋重力测量的厄特渥斯改正原理与改正方法

目前利用装在船上的重力仪进行连续走航观测已成为海洋重力测量的主要形式.众所周知,由于测量船只的运动,使观测附加以厄特握斯效应,(以下简称厄效).为了从观测值中消除这一效应的影响,必须引入相应校正,这项工作通称厄特握斯改正(以下简称厄改).改正的完善与否直接影响着重力测量成果的质量.     

一种快速计算标准海水Rt值的实用方法

给出了一种由标准海水的Ｒ１５及现场温度来计算定标电导率的实用方法。还设计了用标准海水的Ｒ１５来生成打印某标准海水温度与“定标电导率”的对照表,可以代替“定标”过程中繁杂的查表步骤。     

海洋重力测量中厄特弗斯改正的优化计算

厄特弗斯效应改正值的精度是影响海洋重力测量精度的最主要因素。为了提高其改正精度,提出采用航迹线拟合、合理的航向角和航速计算以及厄特弗斯改正值滤波,并通过理论分析和实例计算证明了该方法的有效性。     

海流计算的一种方法

在经典的厄克曼理论中,第一次在海水运动方程中考虑了地球偏转力和海洋湍流粘滞力,并用数理方法成功地解决了均匀海洋中,由风所产生的定常海流问题,得到了著名的纯漂流图式。后来,李捏依金系统地阐述了斜压层海洋动力学问题,并解决了一些流体力学特性量。最近十几年来,由于计算方法和计算技术的迅速发展,数值模式的研究不仅在海流机制的研究中被广泛应用,而且在海流预报的研究中也占十分重要的地位,在这期间,考虑风应力和垂直湍流动量交换在内的一般海流计算方法陆续出现,     

浅海潮流的一种计算方法

潮流对于海上活动的许多具体问题都有密切关系,可是对它的研究却远比潮位为少,要较长时间连续观测潮流仍有实际困难,而周日或双周日观测的分析又不甚可靠,因此寻找间接计算潮流的方法是有意义的。本文拟从动力学的关系探讨这一问题。     

一种计算台风风场的方法

揭示Ｒａｎｋｉｎｅ涡风场模式和Ｊｅｌｅｓｎｉａｎｓｋｉ风场模式之间的联系，并设计了一种台风风场分布模式，它的风速分布曲线落在Ｊｅｌｅｓｎｉａｎｓｋｉ和Ｒａｎｋｉｎｅ涡两个风场模式的风速分布曲线之间，具有一个既优于Ｊｅｌｅｓｎｉａｎｓｋｉ又优于Ｒａｎｋｉｎｅ涡的风速衰减速率，因此它同时克服了Ｒａｎｋｉｎｅ涡模式计算风速和Ｊｅｌｅｓｎｉａｎｓｋｉ模式计算风速偏大的缺点，以一种比较合理的变化趋势向远方衰     

一种计算台风风场的方法

揭示Ｒａｎｋｉｎｅ涡风场模式和Ｊｅｌｅｓｎｉａｎｓｋｉ风场模式之间的联系，并设计了一种台风风场分布模式，它的风速分布曲线落在Ｊｅｌｅｓｎｉａｎｓｋｉ和Ｒａｎｋｉｎｅ涡两个风场模式的风速分布曲线之间，具有一个既优于Ｊｅｌｅｓｎｉａｎｓｋｉ又优于Ｒａｎｋｉｎｅ涡的风速衰减速率，因此它同时克服了Ｒａｎｋｉｎｅ涡模式计算风速偏小和Ｊｅｌｅｓｎｉａｎｓｋｉ模式计算风速偏大的缺点，以一种比较合理的变化趋势向远方衰减，成为一个比较切合实际的台风风场分布模式。同时，文中提出的移行台风风场计算方法对宫崎正卫、上野武夫和Ｊｅｌｅｓｎｉａｎｓｋｉ模式都有一定的改进。     

水深测量改正值的探讨

水深测量历来都不被重视,其原因有二:(1)认为水下地貌由于水的活动性强,相应地变化莫测;(2)对水下地形要求精度不高,只要达到能够通航就可以。据联合国调查,在全世界128个沿海国家中,只有57个国家有测海域的能力,这种施测能力也大半为自己国家国防需要,由海军施测一些自己临海水域,确保自己船只的安全,因此就以海测来说,世界各国都没有很好地进行,需要施测海域的国家,如挪威占全国海域80％,英国占57％,法国占64％,荷兰占40％,所有商船上有一半恐怕还是采用的英国海军部印刷的海图在航行,其中很多是1935年旧法施测,错误与误差都很严重,所以发生了1971年旅游轮“昂蒂叶”号;     

一种基于GNSS测高的近海单站水位改正方法

针对在海洋水深测量或海底地形测量中,部分距岸较远测量区域的水位改正问题,提出一种基于GNSS测高的近海单站水位改正方法,通过对船载GNSS测高数据进行波浪滤波及吃水改正,计算得到反映水位变化的大地高,然后采用最小二乘拟合法,计算测区大地高水位与单验潮站水位的基准面偏差,统一GNSS大地高水位与岸边验潮站基准,从而对测区水深数据进行水位改正。实验表明,该方法可达到厘米级的水位改正精度,满足相关测量规范要求,具有一定的应用价值。     

一种新的海滩地下水和地表水耦合计算方法

海滩地下水与地表水之间的质量和动量交换对于近岸海域的泥沙输运、盐水入侵以及地表水与地下水中污染物质的迁移扩散有重要的影响。通过对描述地下水和地表水运动的控制方程的有限差分离散格式进行重新组织,构造了一种新的地下水和地表水的耦合计算方法。作为地表水与地下水的分界面的海滩动边界在该模型中可以被隐式的模拟,无需特别处理。通过与解析解和实验数据的比较,证明本文方法可以有效地对斜坡海滩的地下水和地表水运动进行模拟。     

重力异常值的换算

本文论述的问题是在使用不同重力值系统和正常值公式的重力测量资料,图件时所必须解决的技术性处置,并提供10°—40°N范围内不同的正常重力值公式间的换算数据表。     

用合成孔径雷达图像反演浅海水下地形的一种方法

海流与海底地形的相互作用导致了海表面的粗糙起伏,从而引起对海面观测的雷达散射截面的变化。在浅海海流速度垂直分布廓线为均匀的假定下,由流体连续性方程和驰豫时间近似下流体力学弱相互作用的理论,已证明雷达散射截面的空间变化正比于海流方向上海流速度变化的梯度。研究了合成孔径雷达(SAR)对海面的观测图像在无槽道信息和海流方向预知条件下,提出用散射系数的二维相关函数确定海流方向。在海流速度和方向已知条件下,推导了由雷达散射截面的空间变化迭推反演浅海水下地形的公式,并研究了航天飞机SIR-CSAR在我香港特区海域的二维图像反演浅海水下地形的应用。     

渤海风荷载的一种计算方法

风荷载的计算不仅直接关系到风能的开发利用,而且对海洋工程构筑物的设计标准亦有重大影响。文中以渤海为例,提出了一种风荷载的概率模型。该模型综合考虑了海上风速、风载因子(相对风速之平方)及各种风荷载参数(体形系数、高度系数、大气重度及风向)的随机变化,并分别估算了它们的概率分布类型。在此基础上根据随机变量乘积的分布导出风荷载的分布,为了便于使用,已将计算结果绘制成诺模图,故文中建议的风荷载概率模型可适用于各种类型的海上工程建筑物及不同风况的广大海域,并能直接应用于现代工程结构物的可靠性分析或与波、流、水位等其它环境荷载进一步随机组合。