地球辐射收支的卫星观测与世界气候研究

一、ERB卫星观测的历史和现状 地球-大气系统(下简称地气系统)与宇宙空间的辐射能交换是影响地球气候演变和异常的决定因子,所以地球辐射收支(ERB)历来是气象学家十分关注的问题。在人类利用人造地球卫星观测地球环境的最初阶段,就考虑到了利用卫星上的传感器观测地球辐射收支的问题。人类第一颗用于气象观测目的人造卫星——探险者7号(Explorer-7)装载了用于ERB观测的仪器——威斯康星半球型黑白传感辐射计,用于观测直接太阳辐射通量、地球和大气反射的短波太阳辐射及地球和大气的放射长波辐射。在其后的实验气象卫星(TIROS系列卫星)、NOAA第一代极轨业务卫星(ESSA系列卫星),NOAA第二代极轨业务卫星(ITOS/NOAA系列卫星)、NOAA第三代极轨业务卫星(TIROS-N/NOAA系列卫星)、NOAA地球静止气象卫星(GOES系列卫星),以及 NASA(国家宇航局)的试验卫星——NIMBUS(雨云)系列卫星上先后装载了各式各样的专门用于或可用于ERB观测的仪器。     

A Numerical Model for Natural Backfill of Pipeline Trenches Subjected to Unidirectional／Oscillatory Flows

A numerical model for the self-burial of a pipeline trench is developed. Morphological evolutions of a pipeline trench under steady-current or oscillatory-flow conditions are simulated with/without a pipeline inside the trench. The oscillatory flow in this study represents the action of waves. The two-dimensional Reynolds-averaged continuity and Navier-Stokes equations with the standard k-e turbulence closure, as well as the sediment transport equations, are solved with the finite difference method in a eurvilirrear coordinate system. Both bed and suspended loads of sediment transport are included in the morphological model. Because of the lack of experimental data on the backfilling of pipeline trenches, the numericalmodel is firstly verified against three closely-relevant experiments available in literature. A detailed measurement of the channel migration phenomenon under steady currents is employed for the assessment of the integral performance of themodel. The two experimental results from U-tube tests are used to validate the model‘s ability in predicting oscillatory flows. Different time-marching schemes are employed for the morphological computation under unidirectional and oscillatory conditions. It is found that vortex motions within the trench play an important role in the trench development.     

面向光学遥感的先进光谱辐射定标技术

辐射定标是光学遥感信息定量化的关键技术之一,它的主要作用体现在(1)在工程研制到在轨运行的全过程中,确定和评估传感器的绝对响应;(2)建立不同平台、不同传感器的辐射量基准,保证相关时间和空间尺度下获得的地球物理数据可以相互比对、转换和融合;(3)通过动态监测,校正传感器的性能衰变,修正大气、照明条件和环境变化等对测量结果的影响,保证测量结果真实反映目标和背景的特征.结合我国空间光学传感器的发展要求,提出了实验室、星上和场地替代辐射定标的实施方案建议.实验室定标的主要作用是建立传感器的输出和已知的、用SI单位表述的入射辐射量之间的定量关系,星上定标能够长期地监测传感器响应的衰变,而场地替代定标可以验证传感器的辐射响应并进行多个传感器的交叉定标.通过这3种独立的定标手段的相互验证和比较,能够有效地提高环境光学遥感信息的定量化水平,保证卫星数据的质量.在综述和比较国内外先进辐射定标技术的基础上,提出采用标准探测器和标准辐射源相融合的辐射定标基本途径,来实现卫星传感器3个阶段的辐射定标,并讨论了技术实现的方案.     

Effect of Multipoint Heterogeneity on Nonlinear Transformations for Geological Modeling： Porosity-Permeability Relations Revisited

An analysis of statistical expected values for transformations is performed in this study to quantify the effect of heterogeneity on spatial geological modeling and evaluations. Algebraic transformations are frequently applied to data from logging to allow for the modeling of geological properties. Transformations may be powers, products, and exponential operations which are commonly used in well-known relations (e.g., porosity-permeability transforms). The results of this study show that correct computations must account for residual transformation terms which arise due to lack of independence among heterogeneous geological properties. In the case of an exponential porosity-permeability transform, the values may be positive. This proves that a simple exponential model back-transformed from linear regression underestimates permeability. In the case of transformations involving two or more properties, residual terms may represent the contribution of heterogeneous components which occur when properties vary together, regardless of a pair-wise linear independence. A consequence of power- and product-transform models is that regression equationswithin those transformations need corrections via residual cumulants. A generalization of this result isthat transformations of multivariate spatial attributes require multiple-point random variable relations. This analysis provides practical solutions leading to a methodology for nonlinear modeling using correct back transformations in geology.     

基于卫星短消息通信的大地测量信息传输技术

无线通信是大地测量内外业一体化生产中的瓶颈问题。首先介绍了大地测量信息传输系统的基本功能,给出了通信管理功能的基本结构,然后重点讨论了通信管理中的一些关键技术:用户终端与计算机控制程序之间的信息组织、利用CRC校验和多重确认进行误码控制、建立传输队列来防止信号失锁造成的信息拥塞。最后通过试验分析,验证了利用卫星短消息通信进行大地测量信息传输的可行性。     

FPAR的Monte Carlo模拟研究

FPAR (fraction of photosynthetically active radiation absorbed by the canopy)是植被冠层阻截太阳光合有效辐射的比例,是遥感估算陆地生态系统植被净第一性生产力(NPP)的重要参数.利用Monte Carlo方法模拟光子在植被冠层中的辐射传输过程,以植被冠层二向反射分布函数的模拟来验证模拟的正确性;在此基础上对400-700nm光合作用波段范围内的植被叶片吸收光子辐射比例的FPAR进行模拟.FPAR的Monte Carlo模拟结果,揭示了FPAR与太阳天顶角及植被冠层参数之间的关系.     

玉米冠层FPAR的高光谱遥感估算研-基于PCA方法及近、短波红外波段

光合有效辐射分量(Fraction of Photosynthetically Active Radiation,FPAR)是进行生态系统功能和全球变化研究的重要参数,准确估算FPAR具有重要意义。通过对野外实测玉米高光谱数据和光合有效辐射数据的分析,探讨了主成分分析方法在高光谱信息提取及估算玉米冠层FPAR参数方面的可行性,在此基础上,结合植被指数验证FPAR估算效果,分析近红外及短波红外高光谱数据在FPAR估算方面的应用潜力。     

地理信息服务中数据传输性能分析

地理信息服务系统具有数据密集型和计算密集型的特点,对网络环境的设置有着特殊的需求。本文从地理信息服务系统中对数据传输应用的角度出发,从网络数据传输协议的传输层和应用层两个层次分析地理信息服务系统应用的特殊性,并根据系统应用的特殊需求提出相应的解决方案,提高整个应用系统中各类数据传输的效率、性能和系统运行的稳定性,提高地理信息服务系统为多用户提供地图服务、位置服务以及各种应用服务的综合能力。提高系统适应多用户并发访问海量数据的地图服务作业和频繁访问实效性很强的位置服务作业的能力。     

一种网络RTK新技术——增强参考站

通过分析虚拟参考站技术和主辅站技术的不足,提出了一种新的网络RTK技术——增强参考站技术(ARS).分析了这种技术的原理并阐述了该技术中改正数的生成方法,同时,提出了一种基于RTCM编码的适合于该技术的改正数编码格式.在此基础上,分析了该技术的RTK定位精度、数据传输效率和系统可靠性,从理论上说明了增强参考站的技术优势.最后,以四川综合GPS服务网(SIGN)的子网数据对该技术进行了验证,结果表明,该技术具有高定位精度、高数据传输效率的特点,是一种理想的网络RTK技术.