基于Smith预估控制和组态技术的锅炉内胆温度控制

本文针对锅炉内胆的水温控制,设计了以单片机为控制器的控制系统,主要完成了铂电阻温度采集电路、可控硅加热电路以及过零检测等硬件电路的设计,采用了Smith预估控制算法,同时为增加系统受到的负荷干扰的补偿作用和减少对模型的依赖程度,对Smith预估器控制算法在结构上进行了改进。设计了系统的远程组态监控,在组态环境里对系统进行调试。MATLAB仿真和组态调试结果表明：控制性能指标明显优于普通PID控制,同时系统的抗干扰能力有了大幅度的提高,设计的效果较为理想。     

典型非球形冰晶粒子的凝华增长数值模拟试验

在凝华增长过程中,冰晶的形状随着温度和湿度的改变而改变,准确模拟冰晶粒子的演变对于提高云模式的模拟能力起着非常重要的作用。在现有的云模式中,冰晶形状通常假设为球形,而在实际大气中,冰晶形状十分复杂。本研究中,我们根据冰晶凝华增长理论模型建立了一个单个冰晶粒子增长模型,模拟了温度分别为-1℃~-30℃时,单个典型非球形冰晶粒子的凝华增长过程。与风洞观测数据相对比,该模型能够抓住单个冰晶粒子的轴长,质量以及纵横比随温度和湿度的变化过程。我们进一步将该理论增长模型应用到群粒子的凝华增长过程的模拟。我们釆用欧拉二维正定平流输送法(MPDATA)模拟了典型非球形冰晶群粒子的凝华增长,并对比分析了在不同纵横比分辨率下的模拟效果以及温度变化对冰晶形状的影响,结果表明运用该数值方法可以合理地模拟出群粒子在凝华增长过程中纵横比的演变。与目前采用的拉格朗日-欧拉混合平流算法比较,该算法能够耦合到欧拉动力框架下的分档云模式中去,这对我们研究冰晶粒子形状对云微物理过程和动力过程的影响,以及它们对冰粒子凝华增长的反馈作用具有非常重要的科学意义。     

基于邻域投票和Harris-SIFT特征的低空遥感影像匹配

文中提出一种基于邻域投票和改进的Harris-SIFT特征的低空遥感影像匹配方法。首先用NMS算法提取多尺度的Harris-SIFT特征并对其进行方向描述,然后根据最近邻与次近邻特征点距离之比确定初始匹配点对,最后通过近邻域选择投票的方法剔除候选点中的虚假匹配点,进而实现低空遥感影像的配准。实验表明该算法在获得充足匹配点且保证匹配精度的同时,明显提高影像匹配的效率。     

红外临边探测发展现状

临边探测器垂直分辨率高,辐射信号的变化主要受大气参数影响,且辐射校准后几乎不受背景辐射影响,对痕量气体可探测性强,探测高度约为10—100 km,对臭氧层的大气遥感监测具有特殊意义。红外临边传感器经过40余年的发展过程,在通道数目、信噪比、可探测目标种类、冷冻技术、在轨寿命方面都有明显改进。本文以平流层O_3及其相关的痕量气体为中心,按照传感器搭载的卫星平台及卫星发射时间的先后顺序,比较了国际上已有的LRIR、LIMS、SAMS、ISAMS、CLAES、MIPAS、HIRDLS、TES共8个星载红外临边探测器的特性、探测目标、技术改进、性能提升等;介绍了红外临边探测大气成分的反演原理;总结了红外临边探测器在痕量气体,平流层云与气溶胶,重力波与极涡,非局部热力学平衡效应4个方面的应用成果。最后对红外临边探测的前景趋势提出了思考。     

Unsupervised change detection in multitemporal SAR images using MRF models

An unsupervised change-detection method that considers the spatial contextual information in a log-ratio difference image generated from multitemporal SAR images is proposed. A Markov random filed (MRF) model is particularly employed to exploit statistical spatial correlation of intensity levels among neighboring pixels. Under the assumption of the independency of pixels and mixed Gaussian distribution in the log-ratio difference image, a stochastic and iterative EM-MPM change-detection algorithm based on an MRF model is developed. The EM-MPM algorithm is based on a maximiser of posterior marginals (MPM) algorithm for image segmentation and an expectation-maximum (EM) algorithm for parameter estimation in a completely automatic way. The experiment results obtained on multitemporal ERS-2 SAR images show the effectiveness of the proposed method.     

1990～2002年北京地区大气臭氧垂直分布Umkehr观测反演研究

基于标准Umkehr反演算法, 利用北京地区Dobson仪器逆转观测资料, 反演计算出臭氧垂直分布.在反演过程中加入气溶胶订正因子, 使反演结果更加合理.利用臭氧垂直分布反演结果, 研究1990～2002年北京地区臭氧垂直分布特征和变化情况.结果表明在1992年秋季和1993年春季期间, 在10.3～23.5 km范围内臭氧浓度有较大幅度降低, 造成了这个期间月平均臭氧总量的明显偏低; 1990年到2002年期间, 臭氧总量的变化呈现出缓慢下降趋势, 但不同高度臭氧含量的变化趋势有所不同.     

A Climatology of Extratropical Cyclones over East Asia During 1958–2001

A climatology of extratropical cyclones (ECs) over East Asia (20 -75 N, 60 -160 E) is analyzed by applying an improved objective detection and tracking algorithm to the 4-time daily sea level pressure fields from the European Centre for Medium-range Weather Forecasts (ECMWF) reanalysis data. A total of 12914 EC processes for the period of 1958-2001 are identified, with an EC database integrated and EC activities reanalyzed using the objective algorithm. The results reveal that there are three major cyclogenesis regions: West Siberian Plain, Mongolia (to the south of Lake Baikal), and the coastal region of East China; whereas significant cyclolysis regions are observed in Siberia north of 60 N, Northeast China, and Okhotsk Sea-Northwest Pacific. It is found that the EC lifetime is largely 1-7 days while winter ECs have the shortest lifespan. The ECs are the weakest in summer among the four seasons. Strong ECs often appear in West Siberia, Northeast China, and Okhotsk Sea-Northwest Pacific. Statistical analysis based on k-means clustering has identified 6 dominating trajectories in the area south of 55 N and east of 80 E, among which 4 tracks have important impacts on weather/climate in China. ECs occurring in spring (summer) tend to travel the longest (shortest). They move the fastest in winter, and the slowest in summer. In winter, cyclones move fast in Northeast China, some areas of the Yangtze-Huaihe River region, and the south of Japan, with speed greater than 15 m s 1 . Explosively-deepening cyclones are found to occur frequently along the east coast of China, Japan, and Northwest Pacific, but very few storms occur over the inland area. Bombs prefer to occur in winter, spring, and autumn. Their annual number and intensity in 1990 and 1992 in East Asia (EA) are smaller and weaker than their counterparts in North America.     

影像倾斜度对ASIFT匹配有效性的影响

相比传统垂直摄影模式,倾斜摄影更符合人眼直观感受,且能提供更加丰富的三维信息,因而在测绘领域越来越受到重视。对比分析了国内外主要倾斜数字相机的性能参数,归纳了倾斜摄影测量作业的一般数据结构、成像规律。为衡量单张航摄倾斜影像的绝对倾斜程度或是两张倾斜影像之间的倾斜差异,引入了倾斜度概念。通过不同倾斜度条件下的ASIFT匹配实验,研究分析倾斜度变化对于匹配有效性的影响,验证了倾斜度计算方法的合理性。     

基于GIS和RS的森林火灾管理系统的设计与实现

介绍了组件式GIS开发技术的概念和特点,分析了GIS和RS技术在森林防火中的应用前景。针对森林防火管理的特点,将GIS和RS技术结合设计和开发出森林火灾管理系统,该系统实现了对火灾高发区及火场的定位、预测、监控和分析等功能,促进了森林防火信息化管理。利用组件式开发技术,森林火灾管理系统可以实现对林区的基本空间分析功能,并且可以对林区火场实现3维漫游,以辅助决策指挥。