自适应地理可视化人机交互界面的设计研究

当前计算机图形学、多媒体、互联网、虚拟现实技术等的发展应用，完全改变了传统地图学的理论、方针和技术体系。各种人机交互的屏幕地图系统大量出现，由于缺少理论指导，目前电子地图产品与可视化系统界面的功能繁多，操作烦琐；随心所欲的用户界面和工具箱的设计，使用户产生极大迷惑。因此，地理可视化技术的应用，迫切需要理论指导和方法的规范，需要对自适应人机界面的设计进行研究。     

矢量地图数据质量评价模型述评

质量评价模型是地理空间信息质量评价的核心。根据矢量地图数据质量的特点,以质量基本元素为研究的出发点,结合矢量地图数据生产的实际情况,提出了6种矢量地图数据质量评价模型,并对其进行了分析。分析结果表明：试图用一种模型来解决所有地图数据的质量评价问题是不现实的,需要加强模型的适应性研究。     

3DMAX模型在IDL中的读取与重建

3DMAX是优秀的三维建模软件,IDL是出色的科学可视化语言,也是三维GIS开发的有力工具。文中以ASE格式的3DMAX文件为例,在分析ASE格式文件结构的基础上,提出了在1DL中读取和重建3DMAX三维模型的思路和算法,并用实验对这一算法进行了验证。实验表明,3DMAX和IDL的结合能很好地实现GIS数据的三维可视化。     

3DMAX模璎在IDL中的读取与重建

3DMAX是优秀的三维建模软件,IDL是出色的科学可视化语言,也是三维GIS开发的有力工具。文中以ASE格式的3DMAX文件为例,在分析ASE格式文件结构的基础上,提出了在1DL中读取和重建3DMAX三维模型的思路和算法,并用实验对这一算法进行了验证。实验表明,3DMAX和IDL的结合能很好地实现GIS数据的三维可视化。     

夏季北京地区强地形雨中尺度结构分析

利用卫星、雷达资料,分析了2002年6月24日北京地区大暴雨的降水云团演变特征,结果表明：中α尺度对流系统减弱过程中经历了中β尺度云团的发展过程,中β尺度对流云团是北京西部局地暴雨的影响系统;在观测分析的基础上进行了数值模拟分析：低层东风气流向西移动遏太行山东坡辐合抬升,黄土高原低层偏西风向东移动,受太行山脉强迫倾斜上升,与太行山东坡的地形抬升叠加,在太行山及其东坡产生强烈的上升运动,并形成垂直次级环流圈,同时,低层的偏南气流在燕山南坡上升,而冷空气偏北气流在燕山南坡半山腰下沉,该次级环流圈是北京西部山区强降水产生和维持的主要物理机制。     

北京冬季城市边界层结构形成机制的初步数值研究

利用耦合了城市冠层参数化方案的MM5模式对2001年冬季北京地区一次典型的城市边界层过程进行成功模拟的基础上,对北京城市化作用、周边地形以及城市化进程发展对城市边界层结构的影响等问题进行了一系列的数值模拟试验。城市化作用的因子分离试验发现,城市化的总体作用即城市下垫面结构对大气热力及动力的综合影响导致了北京冬季城市边界层结构主要特征的形成。此外,揭示了城市结构的不同影响因子———动力因子、热力因子和热动力因子间的相互作用在北京冬季城市边界层结构形成和演变过程中的不同作用。在夜间,城市结构的动力因子对于城市边界层主要特征如市区悬浮逆温、近地层中小的风速及较强的湍流动能等的形成起着主导作用;在白天,城市结构的热力因子则成为影响市区混合层强度以及湍流运动特征等边界层结构的主导因素;热、动力因子间的相互作用对城市边界层结构的形成和演变也有着重要作用,但其影响特征比较复杂。北京周边地形作用的敏感性试验的结果表明,北京周边的特殊地形条件对城市边界层热力结构特征如悬浮逆温层及城市热岛等的结构及分布特征的形成也有着明显的影响,使其具有特殊的局地化特征,同时,它也是北京地区近地层主要气流特征的强迫源。不同城市化程度的敏感性试验结果揭示,随着北京城市建筑高度和密度的增加,市区风速将减小、湍流动能将加强,夜间城市悬浮逆温层底的高度会有所提高,城市热岛的强度也将加强,并可能在白天出现比较明显的城市热岛效应。     

2003年7月3～4日淮河流域大暴雨结构和维持机制分析

利用卫星、雷达和地面加密资料,分析了2003年7月3～4日淮河流域大暴雨的中尺度系统演变特征.结果表明:(1)云团的生成源地都在河南西部山区,然后影响安徽北部;(2)梅雨锋区等θse线随高度近于垂直分布,具有类似热带系统的暖心结构特征,θse高值区的"漏斗"状结构比较明显;(3)双圈垂直次级环流,是造成强降水的主要物理机制,这种机制的形成和维持与高低空急流的耦合是紧密相关的;(4)整层的视热源〈Q1〉和视水汽汇〈Q2〉高值区呈带状分布在梅雨锋附近,并且位温和比湿垂直平流项在Q1、Q2中发挥重要作用;(5)对流不稳定和条件对称不稳定的建立使得在暴雨区,既存在深厚的热力不稳定机制,又存在水汽输入机制和热力不稳定的触发机制,从而形成强暴雨;(6)湿比有效能量是强降水维持的主要能量来源,降水产生的凝结潜热释放在能量正反馈中发挥重要作用.     

权衡城市扩张与永久基本农田保护的城市增长边界划定——以武汉市为例

城市增长边界划定是优化城市空间结构和管理格局、增强城市综合承载力的有力手段。然而,由于城市周边的耕地质量较高,城市增长边界与永久基本农田保护在空间上存在显著的冲突。已有的城市增长边界划定研究大多忽略了城市扩张与永久基本农田保护的冲突,不利于城市周边优质耕地的保护。针对这一问题,该文利用土地系统模拟与优化模型(LANDSCAPE),以武汉市为例,开展了权衡城市扩张与永久基本农田保护的城市增长边界划定研究。结果表明:LANDSCAPE模型在城市增长边界划定过程中能够权衡城市扩张与永久基本农田保护,既能满足城市增长的需求,又有效避让了城市周边的优质耕地和重要生态用地,实现了城市扩张与永久基本农田保护的空间协调;该文提出的城市增长边界划定方法可以为快速城市化地区合理划定城市增长边界、实现区域土地资源的合理有效利用提供方法支撑。建议相关部门应同步划定城市增长边界与永久基本农田边界;同时在城市扩张与耕地保护冲突激烈区域设置耕地保护弹性区,并在该弹性区权衡城市扩张与优质耕地保护。     

面向城市道路的多传感器融合定位导航技术

方便地获取高精度、高可靠的轨迹数据是交通、旅游等行业智能化发展的关键。鉴于此,本文设计一款集GPS、SINS和OBD于一体的多源车载组合导航系统来收集轨迹数据,提出数据融合的方法来弥补因传感器噪声导致的位置累积误差,并在GPS失锁时有效预测轨迹位置信息。此方法通过梯度提升与决策树相结合建立INS误差补偿模型,并引用粒子群算法优化模型的回归参数,可有效避免误差积累;再利用联邦滤波器实现GPS、SINS和OBD数据融合,提高了轨迹信息的准确性。实际道路测试证明,基于此方法的组合导航系统,在多种路况下可收集连续精准的轨迹数据。     

一种北斗定向系统的周跳检测及修复方法

载波相位测量是北斗卫星定向系统的核心。要实现高精度,必须保证载波相位无周跳现象。针对载波相位变化率的精度易受载体速度变化影响,电离层残差法可修复小范围周跳的情况,提出一种联合载波相位变化率和冗余双差观测量的方法,并对实测数据进行算法验证。结果表明该方法可以有效修复周跳,在载体动态情况下取得良好效果。