基于交互式分割技术和决策级融合的SAR图像变化检测

为免去去除斑点噪声的预处理操作及克服选择分布模型的限制,本文结合差异图的特点和一种不涉及分布模型的交互式分割方法,产生不同“种子点”下的变化检测结果后,再利用投票策略对其进行决策级的融合给出最终的变化检测结果。分割中,将每个像素的特征设为差异图及由静态小波变换分解差异图再丢弃高频系数后重构得到的各层表示中,其对应位置上的灰度值构成的矢量。此特征及决策级融合的策略使本文的变化检测技术对SAR图像中的斑点噪声具有一定的鲁棒性。在无需对SAR图像做预处理的情况下,对真实SAR图像数据集的变化检测结果,其效果优于其他相关技术的。     

基于感兴趣区域在区域层面上决策的SAR图像变化检测的方法研究

在现有的变化检测方法中,针对差分图像的方法得到了广泛的应用,但现有该框架下的技术都在在像素层面上决策产生的变化检测结果,这易使结果中存在诸如有噪声般散落的杂点、连通区域内有孔洞及边缘不平滑等缺陷。为此,本文给出一种在区域层面上决策生成变化检测结果的技术,其核心为抽取并处理感兴趣区域,而关键在于获取合适的抽取感兴趣区域的标签和如何在区域层面上生成变化检测结果。为使抽取的感兴趣区域包含几乎所有的变化类信息,我们用平稳小波变换和模糊C-均值(Fuzzy C-Means, FCM)算法分两步获取抽取感兴趣区域的标签;为在区域层面上生成变化检测结果,我们依据标签搜索感兴趣区域内所有的连通区域,并把每个连通区域看作为一个数据点,再由阈值技术处理这些数据点生成最终的变化检测结果。对真实SAR图像数据集的变化检测结果表明,其主观效果和客观性能都优于其他相关技术的。     

复杂战场电磁态势三维可视化研究

战场电磁环境的透明化及其态势可视化是一个急需解决的问题。分析复杂战场电磁环境可视化构建内容,针对不同军用电磁辐射特点,介绍体绘制和基于粒子系统的电磁态势可视化方法,实现地理环境和电磁环境的一体化显示,为指挥员提供及时、全面动态的电磁态势信息。     

北半球冬季阻塞环流与NAO之间的关系

首先根据Oman关于北大西洋涛动（NAO）指数冬季平均值的年际变化挑选出强NAO年,然后利用NCEP/NCAR逐日再分析资料,分析了在强NAO年北半球冬季阻塞发生频率和生命期的统计特征,最后通过对强NAO年大气斜压性进行冬季气候平均,合成得到了三个区域（北大西洋、欧洲和北太平洋）对流层平均大气斜压性随纬度的分布情况。结果发现：北大西洋在NAO负位相时下游阻塞发生频率更高,持续时间更长;NAO正位相则有利于欧洲长生命阻塞的发生和维持;北太平洋阻塞在NAO负位相发生频率明显更高,在NAO正位相阻塞的平均持续时间更长。大气斜压性随纬度的分布与阻塞的发生有较好的对应关系,过强的大气斜压性会抑制阻塞的发生。     

江苏北部一次由MCG引发的致洪暴雨综合分析

利用卫星云图、NCEP资料和MICAPS系统提供的实况资料和物理量等,对2008年7月23日江苏北部一次中尺度对流复合体(MCC)和暴雨天气过程进行诊断分析.结果表明:MCC是造成暴雨的直接影响系统;200 hPa中尺度反气旋环流的形成,配合500 hPa西南急流左侧切变线生成以及边界层925 hPa锋生与西南强风带或西南急流左侧中尺度低涡生成,有利于MCC生成和发展;925 hPa以下边界层10.7 m·s-1·km-1强风速垂直切变的形成.配合边界层正涡度中心生成、对流层高层辐散增强,是激发MCC生成和发展的动力机制;850 hPa江苏中北部MPV1≤-0.5 PVU的中尺度对流不稳定中心的生成,配合北方MPV2≥0.6 PVU湿斜压场纬向高值带的生成和稳定,有利于江苏北部地区中尺度强对流系统重复出现和MCC生成发展.     

基于人工智能技术的热带气旋灾害评估方法研究:以广东省为例

基于历史观测资料,系统地研究了广东省热带气旋（tropical cyclone,TC）风雨及其带来的直接经济损失的空间分布特征。结果表明,粤西沿海地区受TC大风影响最为频繁,但TC经济灾损率和受灾频次在粤西和粤东较重。根据广东省TC风雨和直接经济损失的空间分布特征,将广东分为粤西、粤东、珠三角和粤北4个区域,进而利用演化建模方法建立了广东省各区域TC经济灾损率评估模型。该评估模型模拟的TC经济灾损率与实际值的相关系数达0.66以上,基于该模型对独立样本的预测检验结果与实际值的相关系数达到0.61以上（显著性水平a=0.05）。这表明,基于演化建模方法建立的广东省各区域评估模型在广东省TC灾害评估中有着潜在的应用价值。     

南京过去100年极端日降水量模拟研究

在南京过去100年日降水资料的基础上,利用极值理论中的区组模型和阈值模型分析了极端日降水分布特征.首先通过广义极值(GEV)模型模拟了日降水的年极值序列(AMDR),用极大似然估计(MLE)方法计算了模型的参数,并借助轮廓似然函数估计出参数的精确误差区间,同时采用4种较直观的诊断图形对模型的合理性进行全面评估,结果表明Frechet是区组模型中最适合描述极端日降水分布特征的函数.其次,将日降水序列分3种情景构建极值分布的阈值模型(GPD),考察了观测数据的规模对应用该模型的限制,重点讨论了如何针对给定观测样本选择合适的阈值收集极值信息.分析结果认为,长度不小于50年的气候序列,采用24 mm的日降水量作为临界阈值均能进行GPD分析.该阈值处于年降水序列第91个百分位附近,即对目前长度为50年左右的日观测资料,第91个百分位点以上的数据基本能满足GPD研究的需要.另外,根据GEV和GPD对未来极端降水重现水平的推断情况,GPD预测值的置信区间要比GEV的窄,极值推断的不确定性相对也较小,更适合用于研究中国目前规模不大的气候资料.最后,对GPD模型的形状参数和尺度参数进行变换,分别引入描述线性变化的动态变量,分析降水序列中潜在的变异行为对极值理论应用的影响.这种变异包括降水序列中长期的均值变化及百分位变化,从模拟结果看,暂未发现资料变异行为对极值分析产生显著于扰.     

有云环境下MODIS亮温资料的变分同化Ⅱ——对暴雨预报的影响

卫星资料提供了大量关于云和雨的观测信息,在暴雨预报中可发挥巨大的作用,然而在数值模式资料同化中的应用水平仍然不高,特别是红外辐射资料的应用。由于有云环境下辐射传输过程的模拟难度很大,因此通常只同化晴空环境下的红外辐射资料。基于GRAPES-3DVAR(Global and Regional Assimilation and Prediction Enhanced System,全球/区域同化预报系统),根据RTTOV辐射传输模式(fast radiative transfer model for TOVS,快速辐射传输模式)的特点,增加云水含量、云冰水含量和云量作为同化系统控制变量,在改进辐射传输模式对红外资料模拟的同时,利用红外资料调整初始云参数和大气参数。针对2007年5月26日南海季风爆发后广东地区的一次暴雨过程,选取MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,中分辨成像光谱仪)传感器水汽(第27)和云顶观测(第36)通道进行了同化试验,利用WRF(Weather Research and Forecasting Model,天气研究和预报模式)进行了数值模拟,结果表明同化MODIS资料,可以改进初始场水汽和温度分布,间接调整高空风场,调整趋势符合卫星观测,对短时降水预报有正面影响。     

Coupled Model Simulations of Climate Changes in the 20th Century and Beyond

Several scenario experiments of the IPCC 4th Assessment Report （AR4） are performed by version g1.0 of a Flexible coupled Ocean-Atmosphere-Land System Model （FGOALS） developed at the Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences （IAP/CAS）, including the ＂Climate of the 20th century experiment＂, ＂CO2 1% increase per year to doubling experiment＂ and two separate IPCC greenhouse gases emission scenarios AIB and B1 experiments. To distinguish between the different impacts of natural variations and human activities on the climate change, three-member ensemble runs are performed for each scenario experiment. The coupled model simulations show： （1） from 1900 to 2000, the global mean temper- ature increases about 0.5℃ and the major increase occurs during the later half of the 20th century, which is in consistent with the observations that highlights the coupled model＇s ability to reproduce the climate changes since the industrial revolution; （2） the global mean surface air temperature increases about 1.6℃ in the CO2 doubling experiment and 1.5℃ and 2.4℃ in the A1B and B1 scenarios, respectively. The global warming is indicated by not only the changes of the surface temperature and precipitation but also the temperature increase in the deep ocean. The thermal expansion of the sea water would induce the rise of the global mean sea level. Both the control run and the 20th century climate change run are carried out again with version g1.1 of FGOALS, in which the cold biases in the high latitudes were removed. They are then compared with those from version g1.0 of FGOALS in order to distinguish the effect of the model biases on the simulation of global warming.     

DIAGNOSIS AND IDENTIFICATION OF DYNAMIC CORRELATION FACTORS BETWEEN WEST-PACIFIC SUBTROPICAL HIGH AND EAST ASIA MONSOON SYSTEM INDEXES

Based on the daily reanalysis data of NCEP / NCAR and by using the method of phase space reconstruction, the point conditional probability density of the subtropical high ridge index are determined and then used, together with their power spectra, to seek the correlation between them and individual monsoon-affecting factors and their power spectra. Through diagnosis, six indexes are discovered that have the most important effects on the subtropical high index. The results of the diagnosis indicate that the technique can identify the factors which are dynamically correlated. It can offer the basis in determining and choosing dynamic conceptual factors.