松嫩典型黑土区耕地黑土层厚度数字制图方法比较

黑土层厚度与农田土壤肥力和质量密切相关,准确刻画东北松嫩典型黑土区耕地黑土层厚度的空间分布对黑土地保护和农业可持续发展具有重要意义。然而,常用的预测模型在平原漫岗地区进行数字制图具有较大的难度,如何准确预测黑土层厚度的空间分布特征是亟待解决的问题。选取东北地区松嫩典型黑土区作为研究区,以研究区内106个剖面点和45个环境因子为基础数据,通过因子重要性排序和相关性剔除法筛选变量,利用多元线性回归(Multiple Linear Regression,MLR)、随机森林(Random Forest,RF)、梯度提升树(Gradient Boosting Decsion Tree,GBDT)、极端梯度提升(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)、随机森林回归克里格(Random Forest-Regression Kriging,RF-RK)和堆叠泛化模型(Stacking)对黑土层厚度进行空间预测制图,评估不同模型预测精度并研究影响黑土层厚度空间分布的最优协变量,并基于较优模型绘制东北黑土区耕地黑土层厚度分级图。结果表明：(1) Stacking组合多种模型的...     

荒漠草原不同植被盖度区面积对降水的响应

降水波动是气候变化的主要指标之一,其在半干旱荒漠草原区植被变化中起着主要的驱动作用。在考虑到年降水量与生长期降水量的前提下,本文通过地面植被盖度反射光谱模型构建和基于3S技术的区域植被盖度分布格局反演,分析了荒漠草原不同植被盖度分布面积对降水的响应。结果表明:在荒漠草原区,不同植被盖度的区域面积和年降水量、生长期降水量呈波动变化。年降水量和生长期降水量与不同植被盖度区域面积可以拟合成线性、幂函数、指数和对数函数曲线关系。植被盖度小于10%的区域面积随着降水量的增加而下降,植被盖度大于10%区域面积随着降水量的增加而增加,盖度10%是低盖度与高盖度间相互转化阈值。当植被盖度为<2%、2%～6%、10%～15%、15%～20%、20%～25%时,拟合的曲线关系能较好地表达不同植被盖度区域面积随降水量变化的趋势(p< 0.01)。荒漠草原不同植被盖度区域面积的波动变化主要与多根葱、阿尔泰狗娃花、松叶猪尾菜和小画眉草等草本植物生长响应降水变化密切相关。     

Algorithm Studies on How to Obtain a Conditional Nonlinear Optimal Perturbation (CNOP)

The conditional nonlinear optimal perturbation (CNOP), which is a nonlinear generalizationof the linear singular vector (LSV), is applied in important problems of atmospheric and oceanicsciences, including ENSO predictability, targeted observations, and ensemble forecast. In this study,we investigate the computational cost of obtaining the CNOP by several methods. Differences andsimilarities, in terms of the computational error and cost in obtaining the CNOP, are compared amongthe sequential quadratic programming (SQP) algorithm, the limited memory Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno(L-BFGS) algorithm, and the spectral projected gradients (SPG2) algorithm. A theoretical grasslandecosystem model and the classical Lorenz model are used as examples.Numerical results demonstrate that the computational error is acceptable with all three algorithms.The computational cost to obtain the CNOP is reduced by using the SQP algorithm. The experimentalresults also reveal that the L-BFGS algorithm is the most effective algorithm among the threeoptimization algorithms for obtaining the CNOP. The numerical results suggest a new approach andalgorithm for obtaining the CNOP for a large-scale optimization problem.     

基于特征点的高分辨率遥感影像城镇道路提取

根据高分辨率遥感影像中城镇道路的特点,提出了一种基于特征点的道路信息提取方法。首先,对影像进行增强处理并选取感兴趣的子区域,利用改进的分水岭分割理论和阈值选择算法,结合八邻域检测方法得到道路的特征点;然后,利用回归分析方法在一定的坐标系统下得到每条道路的回归方程,根据端点坐标信息得到道路信息图;最后,利用数学形态学算法获取道路骨架图。结果表明,本方法能够精确有效地提取高分辨率遥感影像的城镇道路信息。     

GIS算法基础实验教学探索

GIS算法基础实验教学是引导学生透彻理解GIS算法原理,掌握GIS算法应用技术的重要环节.论文重点分析了GIS算法基础课程的内容特点,并结合笔者在GIS算法基础方面的教学经验,建立了以实验教学系统平台为基础和以算法功能设计为主体的教学内容体系,同时建立了以项目导向式为主的教学方法体系.     

基于整体最小二乘法的线性回归建模和解法

对基于自变量和因变量误差的回归问题进行了进一步研究,证明了两种方法的实质并未解决同时考虑自变量和因变量的误差问题,其解算结果和不考虑自变量误差的解算结果完全相同。给出了能同时顾及自变量和因变量误差的新的回归模型,并推导了具体的解算方法。算例结果和基于矩阵分解的整体最小二乘法解算方法的结果相同,说明了本文方法的正确性。     

地形湿度指数算法误差的定量评价

地形湿度指数(TWI)能够定量指示地形对土壤湿度空间分布的控制,是一种应用广泛的地形属性.目前基于栅格DEM的TWI计算方法结果各异,因此有必要对'TWI算法进行定量评价.对TWI算法通常是应用实际DEM数据进行评价.但实际DEM中存在的数据源误差会干扰对算法误差的评价.针对该问题,本文介绍了一种用不含数据源误差的人造...     

场位解析延拓的稳定化算法

本文讨论场位解析延拓的稳定化算法。首先叙述问题的古典提法,并且为以后作准备,将它化成另一类不适定问题。接着建立问题解的连续依赖性估计。然后根据这个估计式,将问题化成求解一个条件变分问题。最后利用正则化方法解这个变分问题,得到问题解的一个稳定化的计算公式。     

Ensemble retrieval of atmospheric temperature profiles from AIRS

ABSTRACT Satellite-based observations provide great opportunities for improving weather forecasting. Physical retrieval of atmo spheric profiles from satellite observations is sensitive to the uncertainty of the first guess and other factors. In order to improve the accuracy of the physical retrieval, an ensemble methodology was developed with an emphasis on perturbing the first guess. In the methodology, a normal probability density function （PDF） is used to select the optimal profile from the ensemble retrievals. The ensemble retrieval algorithm contains four steps： （1） regression retrieval for original first guess; （2） perturbation of the original first guess to generate new first guesses （ensemble first guesses）; （3） using the ensemble first guesses and nonlinear iterative physical retrieval to generate ensemble physical results; and （4） the final optimal profile is selected from the ensemble physical results by using PDE Temperature eigenvectors （EVs） were used to generate the pertur- bation and generate the ensemble first guess. Compared with the regular temperature profile retrievals from the Atmospheric InfraRed Sounder （AIRS）, the ensemble retrievals RMSE of temperature profiles selected by the PDF was reduced between 150 and 320 hPa and below 400 hPa, with a maximum improvement of 0.3 K at 400 hPa. The bias was also reduced in many layers, with a maximum improvement of 0.69 K at 460 hPa. The combined optimal （CombOpt） profile and a mean optimal （MeanOpt） profile of all ensemble physical results were improved below 150 hPa. The MeanOpt profile was better than the CombOpt profile, and was regarded as the final optimal （FinOpt） profile. This study lays the foundation for improving temperature retrievals from hyper-spectral infrared radiance measurements.     

GPS单频机电离层延迟改正新算法

探讨了几种新的电离层延迟改正算法,通过算例检验了新方案的效率和可行性,对不同精度用户选取电离层延迟改正方案给出了建议。