建立天空场景的模拟算法

建立真实感的天空场景,在环境仿真和气象现象模拟中,有着极其重要的应用价值,也是计算机可视化研究中的难题。首先通过确定色彩层次模型,改进基于中点的变位方法生成基本云图,然后使用基于图像的方法进行云图映射,最后融合气象信息要素等过程生成天空背景,并采用光照叠加、背景合成及色彩调整等方法,产生千姿百态、形象逼真的天空场景图。可在多种气象现象的模拟仿真,纹理贴图的产生以及气象信息可视化系统的开发等方面发挥重要的作用。     

从FY-4A卫星遥感数据和GFS资料估算全天空状况下的地表长波辐射通量

本文介绍一种利用FY-4A成像仪遥感数据和全球预报系统(GFS)资料估算全天空地表长波辐射通量的反演方法。该方法通过辐射传输模拟和统计回归计算建立云天地表下行长波辐射通量的反演模式,并基于GFS资料处理云覆盖地区的地表上、下行长波辐射通量。这种全天空状况下两种通量的反演结合了FY-4A晴空地表长波辐射业务产品和本文反演模式处理的云天地表上、下行长波辐射通量。2018年9月1日的处理结果与Aqua/CERES同类产品相对比,精度为:RMSE=20.52 W·m^-2,R=0.9481,Bias=3.3 W·m^-2(夜间地表下行辐射通量对比);RMSE=25.58 W·m^-2,R=0.9096,Bias=5.4 W·m^-2(白天地表下行辐射通量对比);RMSE=10.97 W·m^-2,R=0.9762,Bias=-3.3 W·m^-2(夜间地表上行辐射通量对比);RMSE=19.97 W·m^-2,R=0.9283,Bias=5.0 W·m^-2(白天地表上行辐射通量对比)。这些结果表明本文发展的方法能够反演出精度较好的云天上下行长波辐射通量资料,为今后利用FY-4后续星处理生成全天空状况下的地表长波辐射通量产品奠定了理论基础。     

光电二极管在能见度仪中的应用

雾由近地面上漂浮在空中的极细小的水滴或冰晶组成，它对大气能见度的影响十分显著，雾对光波的散射衰减是造成能见度降低的主要原因。根据雾滴对光波的吸收及散射特性，用一束波长为0．7～1μm的红外光波照射一定体积的雾滴，测量出该体积内雾滴的散射光强度，反演雾的浓度，谱结构及含水量，据此计算消光系数，进而可获得实用的大气能见度。     

多类用户的混合星座导航系统定位性能分析

本文针对地面用户与空间用户在测量环境与观测几何动态性等方面的不同,基于导航卫星可见性与加权精度因子(WDOP)对混合星座导航系统的定位性能进行了分析.给出了不同用户的星座天空视图与可视时长;从理论上讨论了权值选取对WDOP的影响.仿真表明,地面静态用户对不同类型导航卫星的可见性差异很大;而低轨卫星用户的可视时长更短,观...     

北京城市空间形态对热岛分布影响研究

在城市尺度上探究城市空间形态布局对城市热岛(UHI)影响研究,对于城市规划中通风环境改善、生态宜居城市建设具有重要意义.以北京为例,利用2009-2018年高密度自动气象站逐小时气温资料和2018年NPP/VIIRS夜光卫星资料,分析了UHI时空分布特征;利用2017年1∶2000基础地理信息和Landsat8卫星资料...     

天有多高地有多厚

天有多高，自古以来就是个未知数。古代人说天高九重，但史无记载一重是多少。现代人说天就是宇宙，而宇宙是无限的，高不可数。但是按照从地面到“青天”这个高度，还是可以测出上下之间的距离。根据苏联科学家乘坐汽球对天空颜色进行了一次详细的观察计算，结果是“青天”到地面的高度，在10公里之内。     

基于光学技术的水下气泡探测实验研究

热液/冷泉溢出含有硫化氢、甲烷、二氧化碳等化学成分的气泡。实验室模拟海底热液/冷泉资源溢出气泡环境搭建了实验平台,以甲烷气体为实验气体,在黑暗环境下用高速光电探测器对气泡后向散射光进行接收,用拉曼光谱仪实现甲烷气体气泡后向散射光的拉曼检测,并与计算拉曼光谱比较。由结果可知激光拉曼光谱可以探测到气泡后向散射光,并识别气泡中含有的气体成分。通过探测气泡成分,从而判定这些气泡是否来自海底热液/冷泉等甲烷资源溢出。这样的探测方式,探测准确率高,缓解探测深度,同时避免探测设备直接与海底资源直接接触而造成的寿命缩减,为将来的海洋探测与实际应用打下了良好的基础。     

全天空云图获取的一种方式及算法实现

针对目前气象观测中云的人工观测的主观性以及没有客观的历史实况记录可对照查询的情况,本文提出一种以观测员角度的全天空云图获取方式,将相机绕观测点旋转实现对全天空的拍摄,通过相应的拼图算法得到全天空图像.与当前国内外研究工作普遍使用的广角鱼眼镜头相比较,这种方式可以避免鱼眼镜头造成的畸变.因此,用这种全天空图像获取方式进行云的自动观测是可行的.     

光纤振动传感之二:基于散射或透射光的本征传感及其地震学应用

本征光纤振动传感通过在光纤一端重复发射探测激光,在光纤同端或另外一端接收散射光或透射光并解调它们的变化,测量光纤上的动态应变(即振动).本征传感以光纤为传感器,具有结构简单,布设灵活,运维方便的优点,能应用于流体、高温、高压或强电磁干扰等恶劣环境,可以大幅度延伸可监测的区域,并实现相对廉价的长期连续监测.此外,光纤传感...     

雪后晴天低温强

连续几天大雪过后，1993年12月21日一大早，天空放晴。地面上银装素裹，洁白一片，日不出也耀入眼目。此时凛冽的寒气透身切滑，使人感觉如附冰窑一般。在最低温度表上寻找游标已较常出现的地方滑下好大一截，