基于罗德里格矩阵的三维坐标转换方法

采用罗德里格矩阵公式,在不考虑尺度因子的情况下,建立了基于罗德里格矩阵的六参数坐标转换模型,推导了高精度参数初值计算方法,最小二乘迭代法平差公式。通过实测数据验证,通过实测数据计算,表明该算法具有精度高、稳定性强、适用性广等优点。     

稳健估计下转换参数系数矩阵定向改正的整体最小二乘

不同空间坐标系在进行坐标转换过程中,利用整体最小二乘(TLS)构建高斯-马尔科夫(Gauss-Markov)模型求解布尔莎-沃尔夫(Bursa-Wolf)七参数模型时,存在已知控制点含有粗差、模型系数阵固定常数参与残差改正的问题。通过对系数矩阵中含误差参数进行改正,并结合稳健估计的方法,对TLS进行迭代定权,解决了已知控制点粗差会对参数计算精度产生影响的问题,同时使得系数矩阵中非常数项得到精确的残差改正。本文通过实验数据证明,此方法可行并且解算精度更优。     

地形因子与小微地震相关度的空间异质性分析

针对传统最小二乘回归未能顾及数据的空间特性,且无法度量模型自变量与因变量相关性的空间变异特性的问题,本文提出利用地理加权回归方法分析小微地震频次与地形因子相关度的空间异质性。以四川地区的地震监测资料、DEM为实验数据,选取地形复杂度、坡度变率、坡向变率和地面曲率为自变量,地震发生频次为因变量,构建地理加权回归模型,并进行回归系数的空间变异分析。实验分析发现,地震频次与地形因子具有一定的相关性:地形复杂度与地震频次相关性最强;坡度变率、沟壑密度、剖面曲率与地震频次的相关性依次减弱;不同空间位置的地形因子和地震频次的相关性具有较明显的空间异质性。实验结果表明,地理加权回归可以有效地度量分析地震频次与地形因子相关度的空间异质性,研究结果可为地震及次生灾害的分析与预报提供辅助决策参考。     

方程误差系统的多新息辨识方法

多新息方法可以用于线性系统和非线性系统的自适应滤波、参数估计、自校正控制、自适应故障检测与诊断等.线性系统包括两种基本类型:方程误差类系统和输出误差类系统.本文将多新息辨识应用到方程误差滑动平均(EEMA)系统(即CARMA系统),研究多新息增广随机梯度算法和多新息增广最小二乘算法,应用到方程误差自回归滑动平均(EEARMA)系统(即CARARMA系统),提出基于分解的多新息广义增广随机梯度算法和基于分解的多新息广义增广最小二乘算法,以及基于滤波的多新息广义增广随机梯度算法和基于滤波的多新息广义增广最小二乘算法.     

铯原子喷泉钟均匀C场的实现

C场均匀度是影响铯原子喷泉钟性能的重要因素。为了消除漏磁等对磁场均匀度的影响,加入补偿线圈,通过用最小二乘法计算,逐次得出补偿线圈的个数、位置与电流。实验表明：计算数据与实验结果吻合,得到c场不均匀性小于2nT、长度达48cm的均匀区。     

土壤铅含量高光谱遥感反演中波段选择方法研究

利用高光谱遥感数据进行了南京郊外土壤重金属元素铅的含量反演,由于高光谱数据波段众多,波段选择或变换至关重要。比较了基于次贪婪的前向选择模型的最小角度拟合和基于遗传算法进行波段选择的最小二乘和偏最小二乘拟合,结果发现基于遗传算法的偏最小二乘反演结果优于全波段的偏最小二乘,表明波段选择在高光谱反演重金属中是有益的。尽管采取了波段选择后的各方法在反演时均能达到70%以上的训练精度,但因遗传算法搜索的解空间范围更宽广,使得基于遗传算法的偏最小二乘优于前向选择模型的最小角度拟合。最后还比较了基于遗传算法的普通最小二乘和偏最小二乘拟合,结果表明偏最小二乘更优,因此在高光谱反演重金属含量当中,偏最小二乘精度较高,而在波段选择方法中,遗传算法更优。     

求解半无限长多孔介质柱体水动力弥散系数的一种最小二乘法

针对半无限长多孔介质柱体,一端为定浓度边界的水动力弥散反求参数问题,先用数值方法求解补余误差函数erfc（x）的反函数,再根据该问题的解析解,通过变量代换,构造一个基于解析解的最小二乘模型来反求水动力弥散系数。最后将该方法应用于一个实例,计算结果表明该方法比erfc（x）近似公式法、配线法、正态分布函数法等传统方法要好。     

砾石堤坝和多孔方型鱼礁消浪护滩的试验研究——以北戴河西海滩为例

本文通过物理模型试验,研究了砾石堤坝、多孔方型鱼礁、堤坝+鱼礁等不同防护措施对岸滩的保护作用。通过测量不同防护措施的波浪透射系数、输沙率、水下坡度角及床面地形变化,并与无防护措施的工况进行对比,结果发现：不同试验条件下堤坝+鱼礁工况的透射系数仅为0.21～0.36,对波浪具有显著的消减作用;同一水位不同防护措施下的输沙率由大变小依次为：堤坝、堤坝+鱼礁、无工程、鱼礁;堤坝迎浪面的水下坡度角随极限波高呈现先增大、后减小的趋势,堤坝工况的水下坡度角约是堤坝+鱼礁工况的2～4倍;对于近岸的地形恢复,堤坝+鱼礁工况的效果比较明显,且对岸滩附近的侵蚀较少。堤坝+鱼礁的防护措施可明显减小波浪的透射系数,增加向岸输沙率,对恢复近岸地形、保护岸滩有显著作用。     

阿拉善地区土壤盐渍化的遥感反演及分布特征

土壤盐渍化是威胁干旱区土地的重要环境问题。利用遥感技术对土壤盐渍化进行动态监测,分析土壤盐度水平与空间分布,有利于掌握土壤盐渍化现状,为土地资源可持续利用提供理论依据。现有研究多在田间尺度,随着土壤环境问题涉及的范围越来越大,区域斑块信息的提取已无法满足宏观地模拟和展示整体土壤环境的空间分布。以阿拉善地区为例,结合遥感光谱指数与实测土壤盐分数据,运用偏最小二乘回归（PLSR）方法,构建区域尺度范围的土壤盐渍化反演模型,实现大面积地区土壤盐度的精准模拟和定量监测。结果表明,构建的模型验证精度达到0.8788,达到极显著水平,预测结果与实际情况相符,可以较准确地模拟研究区土壤盐渍化状况。受地形、气候、景观类型、农业活动以及土地管理等因素的综合影响,阿拉善地区约20%的区域土壤呈现出不同程度的盐渍化,其中黑河下游河岸带、雅布赖山西侧及贺兰山西侧冲积扇土壤盐渍化程度最为严重。本研究可为大面积区域土壤盐分状况的快速监测及遥感定量反演提供可行的方法,同时为该区域不同程度盐渍化土壤的治理和土地利用管理提供依据。     

Utilization of a multicriteria least cost path model in an aquatic environment

A critical component of maintaining biodiversity in fragmented habitats is maintaining connectivity among the usable fragments. Least cost path (LCP) analysis is a tool that can be used for predicting the ability of an organism to move from one habitat patch to another, based on geographical features of the landscape and life history traits of the organism. While this analysis has been utilized for terrestrial habitats, it is rarely applied to aquatic environments. Aquatic hypoxic conditions occur when dissolved oxygen falls below 2 mg/L. These conditions can create barriers in the water column that can either force fish to leave a habitat, or avoid that habitat altogether. Using the lower St. Johns River (LSJR) estuary in Florida, USA, as a study system, the ability of an adult silver perch, Bairdiella chrysoura, to escape a large-scale hypoxic event was modeled using a multicriteria LCP approach. Criteria-specific cost grids were constructed based upon current speed, risk of predation, and whether oxygen levels in the habitat area were normoxic (>5.5 mg/L), or hypoxic (<2.0–1.5 mg/L) as a function of water depth for the LSJR. The criteria cost grids were combined using relative weighting to produce the multicriteria cost grid used to implement the LCP analysis. Three origin and destination point locations within the LSJR study area were selected for modeling whether or not a silver perch would be able to escape a hypoxic zone. Since the LCP model will always determine a LCP from the specified origin point location, ecologically relevant swimming capacities for silver perch under normoxic and hypoxic conditions were then applied to assess the model, and to determine whether the fish would be able to reach areas unimpacted by hypoxia. The LCP model and the swimming capacity results for this study predict that under normoxic conditions, fish movement was unimpeded. During the rapidly developing hypoxic event that was modeled, the results from the LCP model indicate that the fish could move outside the hypoxic zone, but when swimming capacities were applied to the model, the silver perch could not escape. Ecologically, the results of this study suggest that silver perch would experience high mortality under a rapidly developing hypoxic event. Additionally, the results of this study indicate that a LCP model can be applied to an aquatic habitat, as long as the cost grids incorporate relevant abiotic and biotic factors.