红外临边探测发展现状

临边探测器垂直分辨率高,辐射信号的变化主要受大气参数影响,且辐射校准后几乎不受背景辐射影响,对痕量气体可探测性强,探测高度约为10—100 km,对臭氧层的大气遥感监测具有特殊意义。红外临边传感器经过40余年的发展过程,在通道数目、信噪比、可探测目标种类、冷冻技术、在轨寿命方面都有明显改进。本文以平流层O_3及其相关的痕量气体为中心,按照传感器搭载的卫星平台及卫星发射时间的先后顺序,比较了国际上已有的LRIR、LIMS、SAMS、ISAMS、CLAES、MIPAS、HIRDLS、TES共8个星载红外临边探测器的特性、探测目标、技术改进、性能提升等;介绍了红外临边探测大气成分的反演原理;总结了红外临边探测器在痕量气体,平流层云与气溶胶,重力波与极涡,非局部热力学平衡效应4个方面的应用成果。最后对红外临边探测的前景趋势提出了思考。     

一种改进的循环神经网络雷达图像外推算法

临近强降水预报目的是预测未来两小时内局地降水强度的分布,准确的外推雷达图像可以为临近强降水预报提供准确的时空参考数据。近两年循环神经网络模型应用于天气雷达回波图象外推得到了较好的结果。本文基于分析现有ConvLSTM和TrajGRU模型的基础上,从输入雷达数据层数和修改模型损失函数两个方面对循环神经网络外推模型进行改进,并对业务上的雷达图象序列和竞赛雷达图象序列进行试验。试验结果表明,改进的外推模型能更好地捕捉时空相关性,具有更精确的外推效果。     

基于序贯博弈与贝叶斯理论的地震应急分阶段动态决策方法研究

结合地震应急处置中的决策分阶段性和动态调整特征,通过分析地震事件和应急决策主体间的分阶段博弈过程,构建地震应急决策序贯博弈模型。在此基础上,引入贝叶斯理论,判定地震事件的灾害等级,实现对各阶段应急处置方案的动态调整。以九寨沟7.0级地震应急决策为例进行实例分析,结果表明,该方法具有可行性和合理性,决策主体在地震应急处置过程中根据阶段成果和实时信息调整处置方案,从而使不同处置阶段的决策建议更具针对性。     

辽宁兴城地区岩石光谱测试及特征分析

在辽宁兴城野外实习基地采用ASD光谱仪完成不同岩石样品光谱测试的基础上, 分析了不同类型、不同地质时代的岩浆岩和沉积岩, 及其风化面和新鲜面的光谱曲线特征。兴城野外不同岩浆岩与沉积岩光谱曲线形态相似, 新鲜面和风化面的特征光谱吸收位置相差不大, 但新鲜面的反射率普遍高于风化面的反射率;岩浆岩和沉积岩样品一般在波长为900 nm左右存在铁离子吸收谷;除了在1 400 nm和1 900 nm处有水汽吸收带外, 岩浆岩和沉积岩样品在2 200 nm左右还存在强吸收谷, 而灰岩在2 300 nm左右有比较高的吸收谷, 这也是利用实测光谱进行岩性分类的理论基础。但是, 不同地质年代下的岩石光谱曲线变化并无规律, 更多地与岩石结构、成分和环境因素等相关。这样, 岩石光谱测试及其特征分析可满足研究区岩性识别、矿化蚀变信息提取的需要。     

Cr4+ :Ca2 GeO4激光晶体生长及结构表征

采用助熔剂法,以CaCl₂为助熔剂,生长Cr⁴⁺ :Ca₂GeO₄新型近红外可调谐激光晶体.通过X射线衍射(XRD)、激光Raman光谱、X射线光电子能谱(XPS)等方法对晶体进行结构表征.结果表明,得到的晶体为单斜晶系镁橄榄石结构的低温γ-Cr⁴⁺ :Ca₂GeO₄单晶,晶格参数为a=5.3209 (1 =0.1 nm)     

Simulink在瞬变电磁场暂态过程分析中的应用

为了研究瞬变电磁场分布变化规律,在理论上推导了不同阻尼状态下的瞬变电磁暂态响应方程,并采用Simulink对瞬变电磁场暂态过程进行模拟仿真,设计开发了激励电流、发射回线、地质异常体、接收回线等效电路模块和互感关系模块;系统研究了电感、分布电容和电阻对发射和接收回线等效电路的影响。结果表明：发射回线的阻尼状态决定了瞬变电磁场激励波形特点,接收回线的阻尼状态则直接影响瞬变电磁场的衰减特征和观测质量。电路仿真结果对于抑制非地质因素的影响和指导瞬变电磁观测系统设计具有重要意义。     

基于Hyperion数据的矿区废弃土土壤恢复潜力

人类大规模地进行矿山开采造成生态环境问题, 导致土壤发生变化, 并引起矿山环境发生变化, 矿区废弃土土壤恢复有利于该地区矿山环境的改进.在野外实测光谱的基础上, 对江西德兴矿区废弃土土壤恢复潜力进行分析, 并结合Hyperion高光谱数据, 通过光谱吸收指数法反演铁离子含量、粘土矿物含量和有机质含量.结果显示, 在德兴矿区一号坝、二号坝、四号坝和铜矿的土壤有益成分相对较低.铁、粘土矿物和有机质含量高值区主要分布为有林地, 说明该区域土壤质量较好; 一号、二号、四号尾矿库、废石场及选矿厂等地区, 由于矿山的开采活动破坏了原有的土壤, 土地耕种存在一定的难度, 应采取相应的工程、生物和区域生态环境的改良等措施对土壤进行恢复治理.      

基于规则引擎与空间聚类分析的多源地震灾情数据清洗策略研究

通过研究不同来源地震灾情数据汇集处理过程中的数据清洗技术,利用数据挖掘中基于规则引擎与空间聚类分析相结合的方法检测多源灾情数据存在的错误、不完整和重复等问题并进行修正,提高灾情数据质量。以清洗后的灾情数据为基础,运用Arc GIS空间插值对离散灾情点进行总体分析和模拟,从而快速反映并确定地震灾情的总体分布情况,为地震应急救灾工作提供更可靠、形象的灾情分布信息。文中以四川省地震灾情快速上报接收处理系统在四川省芦山"4·20"7.0级强烈地震中,通过多种灾情获取手段获取到的包括主观震感、客观震感、房屋破坏、交通系统破坏等共1330条灾情信息为例进行处理和分析,共检测出不合理灾情数据717条,其中剔除696条,修正21条,清洗后的灾情数据空间分布和模拟结果与实际考察形成的烈度圈吻合度良好。     

利用激光雷达探测灰霾天气大气边界层高度

为了探测灰霾天气大气边界层高度变化的特征,利用CE370-C型微脉冲激光雷达观测了北京2013年1月严重灰霾期间的大气边界层高度。基于激光雷达距离校正回波信号,使用梯度法处理了严重灰霾天和轻度灰霾天的大气边界层观测数据,发现在灰霾天气时大气边界层高度显著降低,严重污染时的大气边界层高度低于500米,日平均高度约424米,且与PM2.5浓度呈现明显的负相关性。将激光雷达探测结果与探空数据进行了对比分析,结果显示激光雷达与探空数据观测结果有较好的一致性,两者在本次灰霾期间的平均差异约为86米。     

基于集成学习方法的中国近地面臭氧浓度时空分布

自2013年大气污染防治行动以来,PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂等空气污染物浓度都有不同程度下降,但臭氧污染仍有上升趋势,臭氧污染已成为制约中国空气质量持续改善的关键问题。地基站点可以提供空间上特定点的臭氧浓度,但无法获得近地面臭氧连续的空间分布。由于臭氧大量分布于平流层,遥感卫星反演的臭氧柱浓度产品仅能反映整层臭氧柱浓度,但整层臭氧柱浓度与近地面浓度无明显相关性,因而无法体现近地面臭氧浓度。本文综合地基监测数据、再分析资料、卫星产品,采用不同的模型方法,得到近地面臭氧浓度的时空分布,结果表明集成学习方法可以准确估算近地面臭氧在空间上的分布状况和在时间上的变化趋势。本文对比了梯度提升回归树(GBRT)、极端随机树(ERT)、极端梯度提升器(XGBoost) 3种不同的集成学习方法在近地面臭氧污染估算的效果表现,3种集成学习方法在2019年—2020两年的十折交叉验证R2都在0.89以上,极端梯度提升器(XGBoost)方法在RMSE、MAE指标上有最好的表现,2019年—2020年两年的平均R...