中国区域逐日融合降水数据集与国际降水产品的对比评估

中国国家气象信息中心基于2400多个国家级台站观测日降水量和CMORPH卫星反演降水产品,采用概率密度匹配和最优插值相结合的两步数据融合方法,研制了中国区域1998年以来的0.25°×0.25°分辨率的逐日融合降水产品(CMPA_Daily)。通过该数据集与广泛应用于中国天气气候领域的两种国际上降水融合产品TRMM 3B42(Tropical Rainfall Measuring Mission, 3B42)和GPCP(Global Precipitation Climatology Project, 1 degree daily)的对比评估,考察CMPA_Daily产品的质量,评价其能否合理体现中国降水的天气气候特征。首先利用2008—2010年5—9月独立检验数据定量对比了CMPA_Daily、TRMM 3B42和GPCP 三种降水产品的误差,结果表明,在误差的时间变化和空间分布上,CMPA_Daily均具有最高的相关系数和最小的平均偏差及均方根误差,TRMM 3B42其次,GPCP的误差相对较大。CMPA_Daily只低估了大暴雨,TRMM 3B42低估了大雨以上量级的降水,而GPCP低估了除小雨以外的所有降水。CMPA_Daily产品因融入了更多的站点观测信息,不论在中国东部沿海,还是中西部地形复杂区,其精度均优于TRMM 3B42和GPCP产品,即使在站点稀疏的青藏高原地区,CMPA_Daily降水量也更加接近站点观测,呈现明显的高相关。CMPA_Daily与独立检验数据的高相关在地形起伏时效果也较稳定,TRMM和GPCP的相关系数则随着地形变化幅度陡变而非常明显地降低。进一步通过对比分析各降水产品1998—2012年的气候平均降水特征表明,3种资料对中国区域气候平均降水量、降水强度、频率分布以及年际变化的总体描述基本一致,因有效融入了更多的中国站点观测信息,不论降水空间分布还是降水量,CMPA_Daily与地面观测均最为接近,在中国的中东部大部分地区对降水的估计精度明显更高,而在站点分布较稀疏的青藏高原地区,CMPA_Daily的降水分布型与TRMM、GPCP卫星融合资料类似,较地面站点插值产品更能体现出合理的降水分布。对中国强降水事件监测对比表明,CMPA_Daily产品可以更加准确地描述降水的强度变化,细致刻画降水空间分布,在把握降水小尺度特征上具有明显的优势,体现出高分辨率、高精度降水产品的特点。     

基于贝叶斯融合方法的高分辨率地面-卫星-雷达三源降水融合试验

为了探讨一种适用于区域性的地面、雷达、卫星等多源降水资料融合的方法,一种曾用于高分辨雷达、卫星土壤湿度产品反演的贝叶斯融合(Bayesian Merging)方法被尝试应用于江淮地区1 h-0.05°×0.05°经纬度高分辨率的雷达估测降水、卫星反演降水与地面站点观测降水3种资料的融合。在应用该方法时,通过2009年8月样本统计分别估计卫星和雷达反演降水的误差关系,通过曲线拟合建立误差方程,并以卫星资料作为背景场,但在融合时将雷达估测降水作为新的观测信息与地面观测降水同时引入。融合试验检验结果表明:贝叶斯融合方法能够有效实现雷达、地面、卫星3种不同来源资料的融合,该方法生成的多源融合产品的精度均优于任何单一来源的降水产品。     

基于贝叶斯模型的器测、古气候重建与气候模拟数据的融合试验

气象部门馆藏的西部最早的器测气象资料始于20世纪30年代,不能满足建立20世纪以来中国气候变化序列的需求,而古气候重建或气候模拟资料则可以延伸到器测时代以前。为了探讨长序列多源气候资料序列融合方法,采用贝叶斯方法对中国北疆地区8条树轮气温重建资料、器测资料与国际耦合模式比较计划第5阶段（CMIP5）模式模拟资料进行了融合试验。首先利用器测资料对气温代用资料进行校验与网格重建,并以此作为贝叶斯模型的先验分布,然后,用泰勒图选出了该区域气候模拟效果最佳的几个模式;最后将网格重建和气候模拟序列用贝叶斯模型进行了融合试验。结果表明,贝叶斯融合模型能有效提取各种数据来源的有用信息进行融合,融合结果的长期变化（线性）趋势更接近器测气候序列,并在一定程度上提高了序列的精度,减小了结果的不确定性;并且,融合结果能够纠正先验分布及气候模拟数据的明显偏差,为长年代气候序列重建提供了一个可行的思路。      

多源信息融合在维西-兰坪矿产勘查中的应用

运用遥感图像处理软件ERDAS中的图像增强方法,分析ETM+遥感数据,提取与金属矿化有关的异常信息,将化探异常图像和遥感信息叠加进行相关异常信息与成矿的关系研究,对本区找矿预测具有较好的指导作用。     

三种高保真遥感影像融合方法效果评价与分析

图像融合是解决多源遥感图像信息综合的最有效技术手段,针对不同数据源选择最佳的融合方法是提高图像融合质量的关键。本文在介绍三种新的融合方法:Gram-Schmidt、Pansharp和Ehlers融合基本原理和融合过程的基础上,选择广东新会郊区的QuickBird卫星影像为数据源进行试验。对融合结果从定性和定量角度进行综合评价。定性评价包括色调、纹理和清晰度等;定量评价指标包括均值、标准差、信息熵、平均梯度、相关系数和相对偏差等。所选指标能够反映空间分辨率、信息量和保持融合图像的光谱性质等,以便客观准确地评价融合效果。试验结果表明:三种融合方法都有较高的空间结构信息与光谱信息的保真度。其中,Pansharp方法融合结果图像所含量信息最大,细节信息最丰富;而光谱保真方面:Gram-Schmidt方法最好,其它两种融合方法次之。     

主流海表风场资料在舟山群岛近海的性能评估

再分析风场资料已广泛应用于我国舟山群岛海域可再生能源评估、海洋灾害预防决策以及港口运维和船舶运输等涉海发展领域,然而不同业务机构所提供的再分析数据在舟山近海的性能表现不一,严重阻碍了此类数据的有效应用。基于2018年全年单点浮标观测资料,综合评价了舟山群岛近海面(10 m)风场的长期变化趋势,并利用误差分析和风玫瑰图等统计工具对6种主流海表风场再分析资料,包括:ECMWF第五代全球大气再分析数据(the 5th generation ECMWF atmospheric reanalysis,ERA5)、NECP第二版全球高分辨率再分析数据(climate forecast system version 2,CFSv2)、美国宇航局物理海洋学分布存档中心的多卫星融合资料(cross-calibrated multi-platform,CCMP)、日本55年再分析数据(Japanese 55-year reanalysis,JRA-55)、第二版现代研究与应用回顾性分析数据(modern-era retrospective analysis for research and applications version 2,MERRA-2)和ECMWF哥白尼大气监测服务再分析数据(the Copernicus Atmosphere Monitoring Service,CAMS)在时间变化特征上进行了对比与评估。研究表明:在综合性能方面,ERA5对风场的再现能力最优,其次为JRA-55;在要素可信度方面,ERA5对风速的再现情况相对较优,而CFSv2的风向再现情况较好;风场产品在不同季节的模拟能力有所差异;不同风场产品在不同风速区间的重构能力也有所不同;在全年风向分布方面,各再分析资料都存在显著的东向偏差。研究结果为不同应用场景下风场资料的选取提供评估依据,并为进一步开发适用于舟山群岛近海的高精度长周期风场数据产品奠定基础。     

海洋牧场背景下的休闲渔业旅游发展模式研究

近年来随着产业融合的发展趋势显著,第一产业和第二产业开始向第三产业转型,海洋牧场建设发展过程中渔业与旅游业逐渐融合发展形成休闲渔业等渔业旅游形式。许多地区因地制宜形成了不同的休闲渔业发展模式,休闲渔业旅游发展多元化的趋势也在逐渐形成。文章对休闲渔业的概念进行了阐述,介绍了休闲渔业的产生与发展,并对我国休闲渔业的旅游模式进行归纳,提出当前休闲渔业发展存在的问题。如:发展观念滞后,缺乏长远规划;海洋休闲渔业产业结构单一;缺乏高素质的从业人员;科技、资金投入不足等。最后总结了海洋牧场背景下休闲渔业的未来发展趋势并对发展方向提出建议。     

顾及多分辨率特征的复合字典城中村识别方法

城中村作为一种特殊的城市聚落类型,对其进行精确有效的监控识别有助于实现城乡协调发展、优化城乡生态环境。现有面向对象的城中村识别方法通常需要大量样本数据,导致训练成本较高,数据更新效率偏低。针对以上问题,本文提出了顾及多分辨率特征的复合字典城中村识别方法。首先通过密集格网采样提取尺度不变特征转换(SIFT)全局特征,并与多分辨率颜色矢量角直方图特征融合,形成视觉词典;然后将影像表示为视觉词频率直方图;最后使用随机森林分类器进行分类,以实现场景尺度的城中村识别。以高分二号影像为测试数据对该方法进行验证,结果表明,其总体精度达90.08%,Kappa系数达80.16%,相较于加速稳健特征(SURF)、SIFT、VGG16、ResNet50,总体精度分别高出8.99%、3.51%、4.78%、2.28%。     

城市空间立体单元在CIM建设中的探索实践

CIM基础平台的建设使得城市大量的时空与非时空数据汇聚,为智慧城市提供丰富数据源的同时,数据的融合使用也遇到了新挑战。本文针对CIM平台建设中多源数据融合存在的问题,利用地球网格空间编码规则、知识图谱、多源语义模型等先进技术和模型,重点研究空间网格与CIM数据融合的关键技术,在CIM1-7成果的基础上提出城市空间单元的概念,构建多层级的三维空间立体单元,实现以城市空间为基本单元的海量城市底板和城市空间的多种要素信息融合,为城市提供更便捷、更安全的城市信息基础服务。     

自动驾驶行业HD和SD融合地图问题的研究与展望

随着高精度地图数据在自动驾驶行业中的应用,基于高精度(HD)和标准(SD)融合地图进行实验室仿真和实车测试分析的应用也越来越广泛。高精度地图生产商在应用融合地图的过程中也存在很多基于HD和SD地图融合问题,本文分析和总结了当前自动驾驶行业HD和SD融合地图的组成部分、主要特点及存在的问题,并在此基础上讨论了融合地图相关问题的解决方案及行业展望。