Causes and underlying dynamic processes of the mid-winter suppression in the North Pacific storm track

Baroclinic wave activity in the North Pacific exhibit peaks in late fall and early spring, and a local minimum in midwinter, when by linear baroclinic instability theory it should attain its maximum. This counterintuitive phenomenon, or"midwinter suppression"(MWM) as called, is investigated with a functional analysis apparatus, multiscale window transform(MWT), and the MWT-based theory of canonical transfer and localized multi-scale energetics analysis, together with a feature tracking technique, using the data from the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts ReAnalysis(ERA-40). It is found that the MWM results from a variety of different physical processes, including baroclinic canonical transfer, diabatic effect, energy flux divergence, and frictional dissipation. On one hand, baroclinic canonical transfer and diabatic effect achieve their respective maxima in late fall. More transient available potential energy is produced and then converted to transient kinetic energy, resulting in a stronger storm track in late fall than in midwinter. On the other hand, in early spring, although baroclinic instability and buoyancy conversion are weak, energy flux convergences are substantially strengthened, leading to a net energy inflow into the storm track. Meanwhile, frictional dissipation is greatly reduced in spring; as a result, less transient energy is dissipated in early spring than in midwinter. It is further found that the weakening of baroclinic canonical transfer in midwinter(compared to late fall) is due to the far distance between the storm and the jet stream(located at its southernmost point), which suppresses the interaction between them. Regarding the increase in energy flux convergence in early spring, it appears to originate from the increase(enhancement) in the number(strength) of storms from the upstream into the Pacific.     

基于空间相关的地震前兆数据库的信息提取与数据更新方法

针对当前提取地震前兆数据易受到噪声干扰,且数据库中数据更新速度较慢的问题,提出基于空间相关的地震前兆数据库信息提取与数据更新方法。利用快速Myriad滤波器,引入滑动窗,选择窗口数据参与到计算中,将计算结果当作目前窗口滤波输出值,实现数据滤波,由此实现信息提取的去噪处理。依据初步滤波结果,将当前数据作为中心,并确定空间窗,在横向上进行相关数据统计。针对空间窗中各数据选取滑动时窗,并对其中的数据进行S变换,利用指数拟合的数据传输能力参数,获取缺失数据的填充修复参数。引入曲面加权函数对填充修复参数进行平滑,根据平滑之后的填充修复参数对S变换数据进行更新,实现空间相关下地震前兆数据库的数据更新。实验结果表明,所提方法的数据信噪比较高,数据更新时间较短。     

共偏移距地震反射波方法用于城市活断层探测

在简要介绍共偏移距地震反射波勘探方法原理、现场数据采集和室内资料处理方法的基础上,结合福州和沈阳2个城市的活断层探测实例,探讨了采用共偏移距地震反射波方法进行活断层探测的有效性和局限性。结果表明,该方法具有分辨率高、对地下构造的重现性好、探测结果可实时分析解释等特点,在第四纪覆盖层较薄、基岩面起伏变化较大的地区采用该方法可快速对被测目标进行准确定位     

人工神经网络为硫化过程非稳定热传导建模

基于ＢＰ算法的人工神经网络,加入移动窗口技术和回流技术,建立轮胎硫化过程的动态温度分布模型,所建立的模型与实测结果拟合良好,具有实用性。     

卫星对地覆盖时间窗口实时计算方法

卫星对地覆盖时间窗口的高效计算能够有效地保障遥感卫星数据信息资源的管理与应用。为解决现有卫星对地覆盖时间窗口计算方法无法提供同时保证精度、效率和实时性的在线服务的问题,提出了一种实时卫星对地覆盖时间窗口计算服务方法。在时间窗口的通用计算方法基础上,建立了地面区域的扩充四至范围,通过判断卫星星下点与地面区域的扩充四至范围的空间关系来决定是否需要计算卫星对地覆盖区域;在卫星对地覆盖区域与地面区域空间关系发生变化时,通过双重时间步长策略提高计算效率和精度;使用流计算框架构建算法的实时在线服务。实验结果表明,与商业软件采用的跟踪传播算法对比,本文方法与其计算结果差异较小,均小于1 s,说明本文方法能够保证较高的计算精度;与传统跟踪传播算法相比,本文方法耗时大幅减少,实现了超过8倍的加速比。本文方法同时保证了精度、效率和实时性,能够满足不同场景下卫星对地覆盖时间窗口的计算需求。     

南昌市建设用地适宜性扩展路径研究

快速城市化过程中,建设用地持续吞噬优质土地资源,造成生态环境恶化。本文以移动窗口法获取建设用地源地,选取经济和社会因子构建阻力体系,生成MCR面,通过自然断点分级法获取适宜性分区,通过ArcGIS中的Hydrology扩展模块获得适宜扩展路径、生态隔离带和生态关键点,为未来城市建设用地扩展方向和生态建设提供借鉴。结果表明：①南昌市70%的区域属于允许建设区,对于维持城市生态环境的重要区域,应当重点保护,兼顾经济-生态共同发展;②利用Hydrology扩展模块对南昌市MCR面进行进行特征提取,发现主城区北部和西部较适宜建设用地扩张;③生态关键点对于维持城市生态环境具有重要作用,未来规划中应重点保护,限制开发。     

室内环境下立体视觉惯导融合定位

针对室内服务机器人在居家环境下导航定位问题,本文研究了紧耦合非线性优化的立体视觉惯性融合导航方法。本文采用预积分、边缘化、滑动窗口优化等关键技术,提出了一种稳健的视觉惯性导航系统初始化方法。运用于室内家庭服务机器人中,设计并实现了对应的视觉惯性融合导航系统。在搭建的模拟居家环境下,验证了本文系统的初始化方法能够提供稳健、准确的系统初值;最后通过试验验证了本文定位系统的准确性与稳定性,定位误差可控制在0.1 m以内。     

一种高郁闭度林分树高的估测方法

针对单一无人机影像无法有效地提取高郁闭度林分树高的问题,该文提出一种结合无人机影像数据和全站仪测量的地形数据获取高郁闭度林分树高的方法。①利用搭载数码相机的小型无人机平台,以50m航高获取实验区局部高精度林分影像,利用全站仪获取实验区的地形数据;②利用无人机影像处理软件对影像进行处理,通过初步的几何校正以及空三加密过程得到整个实验区的高分辨率DEM和DOM模型;③采用局部最大值算法探测单株林木的树冠中心点坐标,利用自然生长算法和高程差值公式得到树冠中心对应的树根高程;④以树冠中心点高程以及树根高程的差值作为单木树高的估计值。通过实验得出:结合无人机影像与全站仪数据能够准确快速地获取高郁闭度林分树高,本文提出的方法可以为森林可持续经营提供数据基础。     

一种优化的航空重力测量测线交叉点算法

针对目前航空重力测量数据处理中常规搜索方法存在搜索速度慢、正确率低、适用范围窄的不足,该文提出一种滑动窗口求解法。该方法以主测线点为搜索中心,采用一定大小的搜索半径对主副测线点进行搜索,将搜索到的主副测线上相邻两点组成线段序列,运用行列式法、投影法、面积法3种判断准则精确求取交叉点及不符值。通过实际算例,从搜索时间和正确率两方面对滑动窗口求解算法进行了讨论分析。结果表明,该文所提方法简单有效,能明显提高测线交叉点搜索效率,减少工作量。     

时段选取对大气负荷重力效应的影响分析

针对当前重力观测数据处理中大气负荷效应改正的不确定性问题,该文提出一种分时段改正方法。通过采用不同时段观测数据,基于回归分析方法系统讨论时段选取对大气负荷重力效应改正的影响。利用高精度Wettzell台站超导重力观测数据进行实验分析。实验结果表明:采用不同时段观测数据,大气导纳值差异最大值约为-0.1μGal/hPa;采用不同时段的观测数据进行大气效应改正,其最大差异整体上可以达到2μGal。本文的研究可为精确计算大气负荷重力效应提供一定参考。