基于CMA-BJ数值预报模式产品的复杂地形下冬奥站点地面气温和风速预报方法研究

北京冬奥服务对站点气象要素预报提出了明确需求,2 m气温预报偏差在±2℃以内,10 m风速预报平均偏差小于观测的30%,文中提出一种基于相似集合嵌套一元线性回归的预报方法—嵌套相似集合（AnEn-Ne）,该方法基于相似集合思路,在满足一定条件时,启动其嵌套一元线性回归提供订正预报。冬奥赛期（2021年11月1日—2022年3月15日）实时业务预报表明,嵌套相似集合具有较好的预报效果,相对业务数值模式（CMA-BJ）预报,预报精度显著提高,相对相似集合预报和一元线性回归预报精度明显提高,其预报结果满足冬奥服务需求。复杂地形下的要素预报检验表明,CMA-BJ模式预报2 m气温虽然存在较明显的系统偏差,但与观测相关较强,对观测的表征意义明显,订正后能有效消除复杂地形影响,10 m风速模式预报偏差振荡明显,模式预报与观测相关较弱,表征意义差,订正后站间差异明显;改进CMA-BJ模式复杂地形区近地面风速预报对观测的表征意义,可进一步提高该预报方法对10 m风速订正预报的精度。     

基态位涡径向分布对浅水涡旋系统演变的影响分析Part Ⅱ:扰动发展和结构变化

本文在基态位涡（Potential Vorticity,PV）径向分布和基态涡旋强度对热带气旋（Tropical Cyclone,TC）类涡旋系统稳定性特征影响的研究基础上,结合理想试验和数值模拟诊断分析基态PV径向分布对扰动增长和系统结构变化的影响.基于线性正压浅水模型,设计三种典型基态PV中空结构下基态涡旋强度对系统稳定性影响的敏感性试验.结果表明：基态涡旋的强度主要影响稳定性的强弱,强度越强,不稳定增长率越大,而基态PV径向分布对系统最不稳定波动性质起着决定作用.分析不同波数下扰动的发展及不同波数间扰动的相互作用可知,对于宽且实的PV环,系统稳定性主要取决于低波数不稳定,且最不稳定波数扰动的发展具有明显的优势地位;对于窄且空的PV环,系统稳定性主要取决于高波数不稳定,且多个高波数下增长最快模态的不稳定增长率值十分接近.利用模态线性叠加法讨论扰动增长对系统结构变化的影响表明：最不稳定波数的扰动发展对系统结构变化有关键影响,而多个波数的扰动不稳定增长相当时,不同波数的扰动发生相互作用从而影响系统结构变化.最后,利用实际个例模拟资料分析基态PV径向分布及其变化对TC结构和强度的影响表明：TC内核区出现的多边形眼墙结构与当前时刻基态PV径向分布所决定的最不稳定波数有很好的对应关系,同时基态PV径向分布变化所反映出的系统动力稳定性强弱与TC强度发展阶段具有很好的相关性.     

岩石加速破裂行为的物理自相似律

掌握岩石变形破坏过程中体积膨胀点至峰值强度点之间加速破裂行为的演化规律,是实现地质灾害物理预测的关键.本文考虑裂纹张开和闭合两种情况,基于断裂力学建立了三轴应力作用下裂纹扩展临界尺度与等效应力的关系.对微元体破坏概率,分别采用以等效应力表达的Weibull分布函数和裂纹尺度分形函数,通过对比导出了形状参数m与裂纹分布分维D_f关系的表达式.一个有趣的发现是,岩石峰值强度点与体积膨胀点应变比仅与m或D_f有关.对岩石蠕变或准蠕变破坏,合理的m值范围为[1.0,4.0],在此范围内应变比近似为常数1.48,该常数是描述不同尺度岩石加速破裂规律的物理自相似常数.实例分析表明,基于岩石加速破裂规律构建的多锁固段脆性破裂理论,其适用性广,尤其在崩滑和大地震预测领域,具有良好应用前景.此外,本文给出了b值与m值定量关系,以解释b值的物理意义,并探讨将其用于地震预测的可行性.     

AutoCAD中过近顶点的自动溶合

在基于AuotoCAD的图形中,采用多边形过近顶点的自动溶合方式,可有效地消除多边形的拓扑问题,提高内业数据处理速度和数据质量.     

基于GIS和RS的矿山地质环境评价方法比选

选择辽宁省葫芦岛矿区为研究区,分别应用网格法、矢量多边形法及缓冲区法开展矿山地质环境评价工作,并对各评价结果进行了分析对比,认为采用矢量多边形法开展本地区矿山地质环境评价工作可以取得较好的评价效果。     

一种有效的复杂多边形裁剪算法

提出了一种基于扫描线思想和梯形分割技术的多边形裁剪算法,其主要步骤包括:计算主多边形(集)与窗口多边形(集)的交点,提取所有交点和多边形边界结点的纵坐标(y)并进行排序;以排序后的y作水平扫描线,分别对主多边形和窗口多边形进行梯形分割,获得两组梯形集合;对这两组梯形集合逐行执行梯形单元"交"运算,最后对结果交集进行边界追踪建立裁剪多边形。实验结果表明,该算法具有较好的计算效率,是一种比较实用的多边形裁剪算法。     

多尺度地理空间点状要素相似关系研究

研究了多尺度地理空间点状要素相似关系的表达与度量问题。基于点群目标的分布特点,运用栅格数据思想和多元统计方法,将对点群的研究转化为对面状目标的研究。对同一个点群化简前后密度相似、面积相似以及空间方向的相似进行研究,建立了多尺度地理空间点状要素相似关系的计算模型。     

浅议带有内边界的多边形裁剪算法的追踪过程

任意多边形的裁剪算法在地图制图过程中和GIS空间数据处理中具有重要意义。本文依照Weiler-Atherton算法,在不带内边界的无拓扑关系任意多边形裁剪算法基础上,论述了带内边界的无拓扑关系任意多边形裁剪算法的步骤和裁剪子区域多边形的追踪过程,为研究更为复杂的任意多边形裁剪算法提供了思路,使Weiler-Atherton算法应用更为广泛。     

多源多通道最短路径问题的研究

多源、多通道的最短路径问题是应急救灾和部队机动中的一个重要问题.给出了道路通道的多边形表示以及多边形内的点应满足的条件,并基于Dijkstra算法给出了求解多边形通道内最短路径的一个改进算法.另外,当多个通道的最短路径存在共同边时,给出了有效的解决方法.     

不同顶管组合方式的管幕冻结温度场模型试验

拱北隧道作为港珠澳大桥珠海连接线的关键性工程, 在国内外首次成功运用了管幕冻结技术。以此为背景, 为更加全面地掌握饱和软土地层中管幕冻结温度场的分布特点, 开展了不同顶管组合方式下的管幕冻结温度场模型试验研究。试验结果表明： 各测点温度曲线在积极冻结期前4 h急剧下降, 随后逐渐减缓, 降至砂土冰点后趋于平稳, 三种布管方式均满足冻结设计要求; 冻结管中低温盐水提供的冷量首先传递给顶管管壁, 再以“面”的形式均匀地传递给周围土体; 积极冻结21 h后, 采用四根空顶管组合的C区冻结壁竖向范围最大, 空管管壁正上方冻结壁平均厚度约为105 mm, 在满足管幕刚度设计要求的前提下, 可采此布管方式以达到快速形成冻结帷幕的目的。限位管开启后的4 h内, 实顶管中线垂直距离100 mm范围内测点温度曲线虽有明显回升但仍维持在冻土冰点以下, 超出此范围后温度变化影响逐渐减弱, 且顶管间冻结壁稳定存在, 表明限位管在满足管间有效封水的条件下, 能在一定范围内起到定向限制地层冻胀的作用。优化后的双圆形冻结管在满足冻结设计要求的同时, 更加便于安装且经济环保。