面向全球DEM生产的点云智能滤波与DEM泊松编辑方法

国家全球战略急需全球地理信息资源的支撑,如何利用国产高分辨率卫星影像高效生产全球DEM已经成为我国全球地理信息资源建设工程的重大任务。由于全球地形地表结构的多样性和复杂性,现有依靠单一滤波模型或有限滤波规则的点云滤波方法的可靠性和效率难以保证。为此,本文提出一种可靠、高效、稳健的影像密集匹配点云数据智能滤波与DEM泊松编辑方法,通过顾及弯曲能量的点云自适应滤波及多边界约束的泊松地形编辑方法的设计与实现,构建了点云自适应滤波与定向智能精准编辑软件LINK。通过四川、黑龙江、陕西、海南、重庆测绘地理信息局等多家生产单位,采用覆盖国内外重点区域不同地形地表结构特征的资源三号卫星影像的DSM数据,进行DEM试生产验证。结果证明了本文方法的可靠性和有效性,在DEM生产困难的建筑区、森林和水域等区域,精度和效率优势明显,为全球大规模DEM生产提供了有力支撑。     

基于粒子滤波的移动物体视觉跟踪方法

基于颜色特征的粒子滤波算法已成为移动物体跟踪的热点.提出一种基于加权颜色直方图的粒子滤波跟踪算法,利用Bhattacharyya距离来描述粒子与目标区域颜色模型的相似性.实验结果表明:该方法具有较好的实时性与鲁棒性,可应用在视频监控、小车寻迹等场合.     

南京一次特大暴雨天气过程的中尺度特征

分析了2007年7月7-8日南京特大暴雨天气过程的大尺度背景以及中尺度特征,发现中高纬阻塞形势的生消、冷暖气流的交汇、深厚的对流辐合场的形成等是强暴雨发生发展的主要因素.另外500 hPa中尺度流场汇合带、700 hPa中尺度扰动中心、雷暴云系、强雷达回波带以及强降水带走向相当一致,说明这次强暴雨过程具有明显的中尺度特征;发现500 hPa中尺度流场汇合带比卫星云图更能体现大范围的地闪分布,此发现对大范围的雷电预报有参考价值.     

准静止波强迫对1998年和1991年江淮洪涝影响的数值模拟

为了进一步检验青藏高原、北方冷空气及西太副高对1998年和1991年江南北部和江淮洪涝的影响,利用NCEP/NCAR的再分析格点资料和MM5中尺度模式分别对该两年夏季的两段强暴雨个例作了对照和滤波试验。模拟结果表明:在两次强暴雨个例中,考虑了中高纬度环流、青藏高原热力作用和低纬西太副高影响的对照试验,能相当好地再现中高纬度环流的平均场特征及形势演变的情景;而不包括上述准静止波异常影响的滤波试验的模拟结果与对照试验的结果相差较大,更接近多年平均的7月气候场。这证实北方冷空气活动、高原热力作用和西太副高位置对该两个个例中雨带的重要影响。同时,本文模拟也显示中尺度模式MM5有相当强的模拟中高纬度形势演变的能力,这种保留或滤除准静止波异常的模拟方法不失为一种讨论大尺度准静止波异常对区域气候影响的有效方法。     

1323号台风“菲特”螺旋云带中“列车效应”特征及形成分析

本文针对1323号强台风“菲特”螺旋云带中出现“列车效应”的特征及形成开展了分析研究。研究发现,浙江钱塘江湾南岸持续性降水中具有“列车效应”特征,按照雨带的稳定位置,将其分为两次“列车效应”过程,时间跨度都在3～4小时左右,空间跨度在1～2个经度距离;暴雨区呈现出带状特征,降水效率高,每小时降水超过25 mm并向前线性传播;台风螺旋云带中强度在35 dBZ以上的雷达回波平均反射率也呈现线性带状结构;降水带走向和雷达回波运动方向与台风中心运动方向产生了大致在25°以上的向右偏离。从“列车效应”的形成来看,高空引导气流的方向和地面中尺度扰动辐合带走向与“列车效应”中对流单体运动方向基本一致,为其呈近线性排列提供依据。沿海形成的中尺度扰动辐合或扰动涡旋,为螺旋云带中对流在沿海地区发生或发展提供重要条件,形成了对流云的快速增长和后续发展的启动和维持机制,对于“列车效应”的形成、发展和维持起了重要作用。     

软件滤波在土体自振柱试验中的应用

自振柱试验是测量土样动剪切模量和阻尼比的常用方法,但由于噪声等环境因素的影响,土样扭剪自由振动的衰减波曲线有时会因高频干扰出现不平滑现象,难以得到合理的测试结果。软件数字滤波是解决这类问题的有效方法。本文通过多种软件数字滤波方法优缺点的对比,认为平均滤波法和惯性滤波法能有效解决试验数据中的高频干扰问题,并分别选择适当的滤波参数,得到了平滑的自振衰减波曲线;最后,采用平均滤波法处理了两组自振枉试验数据。结果表明,软件滤波法确能有效消除不合理数据,得到符合一般规律的土体动剪切模量和阻尼比试验结果,从而验证了其在土体自振柱试验中的应用价值。     

波数域重力归一化总梯度法中的圆滑滤波因子

讨论了波数域重力归一化总梯度法,提出在位场转换的向下延拓和求导过程中分别引入圆滑滤波因子,该方法增强了计算的可靠性和稳定性,扩大了可延拓深度;通过模型实验和数据分析,确定了向下延拓和导数因子中圆滑滤波因子指数参数的取值规律,指出了欲求地质体越浅(深),采用的谐波数越大(小)的地质体质心埋深与谐波数N之间的变化规律;发现了均匀密度三度背斜模型和非均匀密度储油背斜模型与二度模型相似的G^H场等值线特征,为地质体质心埋深计算及储油构造研究提供了思路。     

矿床灰色预测系统观

矿床是在漫长的时间、广阔的空间、复杂的介质中，由一定的成矿作用形成，赋存于地质环境发生局部性变异的地区。这种异常变化可分为地理、地球物理、地球化学三大类。它们概有各自的特殊性，又有相经的关联性。人们采用地质、地球物理、地球化学勘探方法获提的找矿信息，可以将其视为成矿作用在3个侧面的表现形式。显然，用现代灰色系统思想来分析，长期、复杂、多源的成矿作用是灰色动态过程；综合方法寻找矿床是地质找矿灰色系统工程，矿床形成和分布是多种控矿地质因素综合作用、相互关联、发展变化的灰色系统。因此，从矿床的预测的意义上说，就是对这个系统进行整体上的考察，揭示灰色成矿场的展布，以圈定矿床赋存的最有利部位。 在新的矿床预测方法的研究中，我们把灰色系统理论与地质、物探、化探方法相结合，提出了以已知矿床上建立的参考数列系为灰色子波，对研究区的比较数列系进行关联度扫描，从中圈定关联度异常，预测矿床赋存部位的矿床灰色预测法。在新疆哈密研究区作了隐伏铜镍矿床预测试验，证实了该方法具有矿床信息提取、综合处理、靶区优选、定位预测的功能，适用于大比例尺隐伏矿床预测。     

多重分形与地质统计学方法在粤北刘家山地区矿化指示中的应用

为了解地球化学元素在岩石等介质中的局部富集和贫化规律,采用多重分形和地质统计学方法来分析其空间自相关性及奇异性,多重分形方法通过多重分形模型来刻画,地质统计学方法通过变异函数来实现。应用这两种方法处理粤北刘家山地区1∶5万水系沉积物地球化学各元素数据表明,地球化学数据的局部奇异性在该区可反映铅锌铜矿化蚀变带等局部成矿有利部位。为进一步研究异常与奇异性区的关系采用分形滤波技术(S-A法)对该区成矿主元素Pb、Zn进行分析,发现由S-A法分解得到的异常区与奇异性区一致,并且得出由S-A法分解的异常具有局部奇异性的结论。研究区内具有明显奇异性的地区也即元素富集区域是铅锌矿异常区域,它们与铅锌矿成矿作用和已知矿床的赋存密切相关, 这也为该地区元素的成矿潜力评价提供了重要的线索。     

阵列信号处理在地震勘探中的应用

从阵列信号处理的角度对地震勘探中一些重要的信号处理方法进行了较为全面的总结,包括地震勘探中的阵列设计、常用的抗干扰技术,组合法、叠加法、速度滤波和反滤波等。为了形成关于地震勘探中信号处理的一个较为完整的理论框架,给出了地震勘探的模型和地震勘探中信号处理所面对的信号环境,讨论了地震勘探中信号处理的目的所在。