一种基于线性KD树的点云数据组织方法

常规KD树索引对大规模点云数据进行组织和管理时,指针的存储往往耗费大量的内存空间。本文结合线性索引的编码思想,提出了一种线性KD树索引的构建和查找方法,存储点云时可以充分利用内存空间,通过自然数编码表示结点间的关系,并给出了线性KD树的构建和邻域查找方法。最后通过与开源最临近搜索库ANN库进行对比试验,证明本文的线性KD树索引可以明显减少点云组织时的内存消耗,并与基于指针的ANN库具有相近的临近查找效率。     

DEM 网格间距对重力近区地形改正精度影响及验证

利用分形随机算法建立平地、丘陵和山地3种精细地形仿真场景,将DEM逐级重采样为不同网格间距,分析不同DEM网格间距对3种地形的重力近区地形改正误差影响。发现随着DEM网格间距的增加,近区地形改正误差随之增大。对于平地,使用1∶10 000的DEM,网格间距为5m仍能够满足规范要求;对于丘陵地,使用1∶5 000的DEM,网格间距为2.5m能够满足规范要求;对于山地,使用1∶1 000的DEM,网格间距1m能够满足规范要求。通过消费级无人机获取丘陵地精细地形,验证地形仿真的结论,同时说明消费级无人机能够应用于重力近区地形改正。     

消费级无人机在大比例尺测图中应用与精度评价

以分别搭载大视场角普通相机和鱼眼相机的消费级无人机为例,在对相机的高精度标定基础上,选取典型丘陵和山地实验区分别对两种消费级无人机大比例尺测图能力进行实验和精度评价,结果证明消费级无人机在合理的航测方式下,其测图结果的空三精度、分辨率及高程精度均可满足国家1∶500大比例尺地形测图的精度要求,可以推广应用到小范围大比例尺测图和修测任务中。     

陆态网测站高精度解算分区方案

中国大陆构造环境监测网络由260个连续全球定位系统观测站点和2 000个不定期全球定位系统观测站点构成,一般采用GAMIT或Bernese高精度数据处理软件进行处理。由于GAMIT及Bernese软件对测站数处理能力的限制,必须对陆态网连续运行基准站进行分区解算。针对这一问题,为研究不同分区方案对陆态网解算精度的影响,该文基于全国55个陆态网络连续运行基准站数据,采用整网解算方案以及间距分区法和区域子网划分法分别进行解算,并以整网解算结果作为标准值,对比两种分区方案与整网解算方案的基线长度差及坐标差。结果表明,间距分区方案解算精度比区域子网划分方案精度高,可实现对陆态网分区的高精度解算。最后利用间距分区法对全国240个陆态网络连续运行基准站进行分区解算,得到了较高精度的解算结果。     

Parallel Neural Network-Based Motion Controller for Autonomous Underwater Vehicles

A parallel neural network-based controller （PNNC） is presented for the motion control of underwater vehicles in this paper. It consists of a real-time part, a self-learning part and a desired-state programmer, and it is different from normal adaptive neural network controller in structure. Owing to the introduction of the self-learning part, on-line learning can be performed without sample data in several sample periods, resulting in high learning speed of the controller and good control performance. The desired-state programmer is utilized to obtain better learning samples of the neural network to keep the stability of the controller. The developed controller is applied to the 4-degree of freedom control of the AUV “IUV- IV” and is successful on the simulation platform. The control performance is also compared with that of neural network controller with different structures such as normal adaptive neural network and different learning methods. Current effects and surge velocity control are also included to demonstrate the controller＇ s performance. It is shown that the PNNC has a great possibility to solve the problems in the control system design of underwater vehicles.     

P/E界线全球事件在西藏定日地区的响应

生物群、沉积物和有机地球化学变化显示，古新统－始新统（P／E）界线全球事件在西藏南部定日（东特提期残留海低纬度浅水）地区存在明显响应：古新统宗浦组顶部有孔虫动物群的属、种绝灭率分别为87％和94％，始新统遮普惹组底部有孔虫属、种新生率分别达80％和69％；岩层以（生物滩相）薄－中层向厚层－块状生物灰岩转化，泥质含量增加；典型生物标志经合物参数变化明显，Pr／17比值平均从0．365增加到0．86，Ph／18由0．56变为0．92，β／17由12．843剧增到123．17，γ／17由2．46突变为29．5。结合西藏及邻区岩相分布、接触关系后认为，这种全球地质事件的响应在研究区可能是一种古海洋事件，可能由大洋环流（古水团）变化引起。     

基于多源数据的北疆一次持续性浓雾天气过程的演变特征

利用常规高空地面、机场跑道自动观测系统(AWOS)、微波辐射计及FY4A新一代静止气象卫星等资料对2019年12月9～13日发生于北疆沿天山一带的一次持续性浓雾天气进行观测特征及演变分析，结果表明：（1）此次大雾天气过程是发生在500 hPa高空脊区控制，低层不断有暖平流东伸，地面位于蒙古冷高压后部均压场的大尺度环流背景下。（2）大雾发生前，地面明显升温有利于地表融雪、水汽蒸发，这为浓雾的形成和维持提供有利的水汽条件。浓雾维持期间，地面风速维持1 m.s-1左右的弱风场，温度露点差≤2℃，空气接近饱和，准噶尔盆地低洼地形均为浓雾维持提供有力环境条件。浓雾消散期间，风速增大，急剧降温，快速增湿，有利于雾滴凝结为米雪，使得浓雾消散。（3）Brunt-Vaisala（布伦特-维萨拉）指数能较好的反映浓雾期间边界层稳定度，并能提炼出相关稳定度阈值。浓雾期间相对湿度≥85%高度层主要集中在100米以下的贴地层，持续深厚的湿度层为浓雾形成和持续提供较好水汽条件，大雾期间强逆温层顶主要维持在600 m高度，当逆温层顶高度抬升时，有利于雾滴粒子、水汽粒子向上扩散，能见度好转。（4）FY4A卫星的多通道可见光及红外通道差图像能较好的监视白天及夜间大雾的形成、维持及生消变化，对于业务中短时临近预报有较好的帮助。     

RANS-VOF Solver for Solitary Wave Run-up on A Circular Cylinder

Simulation of solitary wave run-up on a vertical circular cylinder is carried out in a viscous numerical wave tank developed based on the open source codes Open FOAM. An incompressible two-phase flow solver naoe-FOAM-SJTU is used to solve the Reynolds-Averaged Navier–Stokes(RANS) equations with the SST k ?? turbulence model. The PISO algorithm is utilized for the pressure-velocity coupling. The air-water interface is captured via Volume of Fluid(VOF) technique. The present numerical model is validated by simulating the solitary wave run-up and reflected against a vertical wall, and solitary wave run-up on a vertical circular cylinder. Comparisons between numerical results and available experimental data show satisfactory agreement. Furthermore, simulations are carried out to study the solitary wave run-up on the cylinder with different incident wave height H and different cylinder radius a. The relationships of the wave run-up height with the incident wave height H, cylinder radius a are analyzed. The evolutions of the scattering free surface and vortex shedding are also presented to give a better understanding of the process of nonlinear wave-cylinder interaction.     

我国黄土高原地区地震动衰减关系研究的若干进展

地震动的衰减关系是指地震动随震级、距离和场地条件等变化的经验关系,近年来在我国亦被称为地震动预测方程,是估计地震动及其影响场的主要方法之一,在地震区划和重大工程场地地震安全性评价中被广泛应用。黄土是一种特殊土,在我国广泛分布。我国黄土高原地区地质构造复杂,新构造活动强烈,中强地震频发,地震动的衰减关系有其特殊性,总结我国黄土高原地区地震动衰减关系的研究成果对促进黄土高原地区抗震研究有重要意义。在简要介绍国内外地震动衰减关系研究的基础上,全面系统地总结我国学者在黄土高原地区的地震烈度衰减关系,基岩和土层场地地震动峰值加速度、峰值速度、峰值位移以及反应谱衰减关系方面的研究成果;评述和讨论在黄土覆盖地区地震动衰减研究领域存在的问题和今后的研究方向。文章的研究工作对从事黄土高原地区地震工程研究的科技人员有重要参考价值。     

基于封闭湖泊碎屑沉积粒度异常指数定量重建黄旗海1885~2010年间湖面波动

基于沉积序列重建古气候环境是研究全球变化的基础性工作。优选指标应该是各类指标体系中的敏感参数。但是, 各种环境背景变化会模糊其敏感程度, 使重建结果失真。我们创建了一个包含17个参数的粒度系统, 由此提供的粒度异常指数对位于东亚季风区农牧交错带的封闭湖泊黄旗海百余年湖面波动进行了定量重建。结果表明: 异常指数与湖面波动具有非常敏感的相关关系, 其敏感程度远高于普通粒度指标。1885~1895年和1950~1985年间为黄旗海高湖面阶段, 1895~1950年和1985~2010年间为低湖面阶段。这一结果与沉积相、流域降水记录、遥感及文献记录显示的结果一致。不过, 对1990~2010年而言, 粒度异常指数与湖面波动并不相关, 表明这个阶段的湖面升降原因复杂, 明显是受到了人类活动, 如拦河筑坝、开采地下水等的干扰。本研究创建了基于沉积物粒度异常指数定量重建封闭湖泊湖面波动历史, 对研究全球气候变化提供了方法学参考。