鱼眼相机检校的正则化方法比较分析

鱼眼相机因其成像视场极大而在全方位视觉、测量、工业制造等领域得到了广泛的应用,但在应用鱼眼相机之前需要对其进行检校。鱼眼相机参数包括畸变参数、内方位参数和外方位参数等,这些参数之间存在着很强的复共线性而使法方程呈现严重病态,导致参数解容易受到观测误差的影响,正则化方法恰好能够有效地解决方程病态的问题。针对鱼眼相机的特点,首次提出了鱼眼相机检校的正则化方法,介绍了基于半视场角约束的鱼眼相机检校方法,阐述了Tikhonov正则化方法和截断奇异值（TSVD）正则化方法的基本原理,探讨了求解正则化参数的L曲线法和广义交叉检验法（GCV）的特点,最后构建了5种不同的正则化方案对15组数据进行了分别处理,并对得到的相机参数的精度和准确度进行了比较分析。实验分析表明：各种正则化方案会引起相机内方位参数约为0.2像素的轻微偏移,但是相对于直接最小二乘解其精度至少提高了1000倍,能够极大地提高相机检校的抗干扰性。     

柴达木盆地西部地下卤水水化学特征及其起源演化

柴达木盆地西北角分布有基岩,盆地西部分布山麓堆积及河、湖相沉积地层,新生界发育有多个北西—南东走向的规模不一的背斜,新近系分布有富钾地下卤水。利用统计方法分析卤水中TDS、K+和B2O3的富集情况。结果显示：TDS值出现双峰,卤水样品富K+和B3+的概率分别为628%和6129%。使用Piper图研究地下卤水时,经常出现样品点过于集中而不易反映主要离子含量的变化。本次研究改进了前人的图示方法,绘制适合于表示地下卤水的水化学图。利用钠氯系数、氯溴系数、氯碘系数、钾氯系数、脱硫系数、钙镁系数对研究区卤水水样进行分析,结果显示卤水样品多数未达到石盐沉积,少数达到石盐沉积。研究区水样氢、氧稳定同位素数据显示新近系地下卤水δ18O值和δD值均发生漂移,表明卤水经历长时间的蒸发浓缩。研究区地下卤水起源于早上新世的古大气降水,上新世以后由于青藏高原快速隆升,柴达木盆地抬升和沉降中心东移,接受沉积形成良好的盖层,同时大气环流的改变致使气候变得干燥,地下卤水经历蒸发浓缩封存,形成现今的卤水。     

Distribution of dissolved inorganic nitrogen over the continental slope of the Yellow Sea and East China Sea

Based on survey data from April to May 2009, distribution and its influential factors of dissolved inorganic nitrogen (DIN) over the continental slopes of the Yellow Sea (YS) and East China Sea (ECS) are discussed. Influenced by the Changjiang (Yangtze) River water, alongshore currents, and the Kuroshio current off the coast, DIN concentrations were higher in the Changjiang River estuary, but lower (<1 μmol/L) in the northern and eastern YS and outer continental shelf area of the ECS. In the YS, the thermocline formed in spring, and a cold-water mass with higher DIN concentration (about 11 μmol/L) formed in benthonic water around 123.2°E. In Changjiang estuary (around 123°E, 32°N), DIN concentration was higher in the 10 m layer; however, the bottom DIN concentration was lower, possibly influenced by mixing of the Taiwan Warm Current and offshore currents.     

A new method to determine the tropopause

The tropopause has a complex structure and some interference information may exist in high-resolution global positioning system （GPS）/low earth-orbiting （LEO） radio occultation （RO） data. The position of the tropopause cannot be accurately determined using traditional cold point tropopause （CPT） and lapse rate tropopause （LRT） algorithms. In this paper, an integrative algorithm is developed to determinate tropopause parameters. The algorithm is applied to GPS/COSMIC RO data to obtain a global distribution of the height and temperature of the tropopause. This algorithm improves the utilization rate of GPS/LEO RO data by 30% compared with that from the traditional CPT method. The rationality and reliability of GPS/LEO RO data in probing the Earth＇s atmosphere are verified by our study of the tropopause using COSMIC data.     

基于探地雷达的混凝土无损检测反演成像方法

本文针对水利水电工程中的混凝土构件无损探测问题,提出了一种新的反演成像方法.传统方法主要依赖人工经验观察偏移探测数据,精度无法保证.这种方法以Maxwell方程的TM问题为数学模型,在混凝土的表面放置发射源与接收器,根据探地雷达的接收数据,采用同伦优化方法结合收敛速度较快的阻尼高斯牛顿方法作为反演算法,其成像结果更具定量化和可视性.该成像方法克服了传统雷达剖面图只能近似地反映混凝土中埋藏物及缺陷的深度、大小等缺点,不仅能够探测混凝土内部异物的位置,而且能够比较准确地确定异物的大小及属性.通过计算机模拟以及对实际资料的处理,验证了该反演成像结果直观、可靠、具有一定的应用价值.     

基于COSMIC掩星探测资料的云底高反演研究

本文基于相对湿度廓线进入云层时的突变实现云底高反演的思想,采用2008年11月至2009年1月的COSMIC掩星湿空气数据反演全球云底高度,并与探空资料反演结果进行对比分析,得出以下重要结论:(1)当温度－40 ℃相似文献   

基于陆态网络GPS数据的电离层空间天气监测与研究

中国大陆构造环境监测网络(简称陆态网络)是以全球卫星导航定位系统(GNSS)为主,辅以多种空间观测技术,实时动态监测大陆构造环境变化,探求其对资源、环境和灾害的影响的地球科学综合观测网络.基于陆态网络约200个基准站的GPS观测数据,本文探讨了其在电离层空间天气监测与研究方面的应用.包括磁暴期间电离层暴扰动形态,大尺度电离层行进式扰动,太阳耀斑引起的电离层骚扰和低纬电离层不规则体结构等.研究结果表明:陆态网络布局合理,观测数据质量良好,完全可用于中国及周边地区电离层空间天气监测与研究,为进一步开展我国电离层空间天气预警和预报奠定了观测基础.     

基于毫米波雷达、无线电掩星和探空仪资料的云边界高度对比研究

为准确评估基于相对湿度廓线法反演云边界高度的有效性,以CloudSat和CALIPSO联合探测结果为基准,对2008年1月至2009年1月COSMIC无线电掩星和探空仪的云底高与云顶高反演结果进行定量对比验证,结果表明:CloudSat、掩星和探空仪检测到高云的比例差异较大,掩星和探空仪云检测效率相近,但云检测质量掩星优于探空仪,云层沿高度的发生概率同样掩星与CloudSat具有更好的一致性;陆地与海洋地区掩星和探空仪云底高反演精度大于云顶高,且反演精度与云层高度有关,二者对不同类型云的边界高度具有不同的反演优势,云底高发生概率掩星和探空仪与CloudSat都有很好的一致性,但云顶高概率掩星与CloudSat的吻合程度更好;CloudSat云边界高度随纬度升高而减小,其与掩星和探空仪的反演偏差同样是低纬大于中高纬,且具有不同的季节分布特点.此外,三者检测的底层云中低云所占比例从冬季到夏季逐渐减小,顶层云中云顶高于10 km的比例从冬季到夏季却逐渐增加.     

2010年河南太康MS4.6地震序列震源参数的精确确定

精确确定地震的震源机制解、震源深度和序列的相对位置是地震危险性分析的重要基础.2010年10月24日和2011年3月8日,河南太康地区分别发生M_S4.6和M_S4.1显著地震,为分析该弱震、少震区的地震危险性,本文利用CAP方法反演了震源机制解和震源深度,并结合深度震相波形记录进一步确认了深度的可靠性.结果显示,两次地震的震源机制解较为接近,均以走滑为主,深度也均为13km左右.此外,以主震作为参考事件,采用主事件法对余震的水平位置进行了相对定位,定位结果显示余震空间上分布的走向分别与主震震源机制解两个节面走向大致相同.本文结果为研究当地地震危险性提供了一定依据.     

内蒙古呼和浩特-包头地区地震目录的完整性分析

以内蒙古中部的呼和浩特-包头地区(40°～42°N,108°～114°E)作为研究区域,收集整理2001年1月1日至2010年4月30日ML≥1.0地震作为研究对象,按地震样本数目滑动扫描并计算最小完整性震级Mc,绘制Mc的时序变化曲线.分析认为Mc在时间上的变化主要反映台网监测能力和地震活动规律,但台站布局、地震信噪比和人为因素也会引起Mc的短期或不连续性的变化.同时在Rydelek等提出的2个假设条件下,对呼包地区的地震目录完整性进行了RS检验,其结果与上述扫描计算结果一致,也与根据台网监测能力所得到的震级范围吻合,证明本文的计算结果能够比较真实的反映2001年以来呼包地区地震目录在各时段内的完整性.