GPS信号斜路径方向水汽含量的计算方法

利用GPS信号斜路径方向的水汽含量(SWV)探测水汽的三维分布，是目前国际上地基GPS气象学研究的前沿课题．基于此提出了一种利用无电离层影响的GPSLC非差观测组合直接计算斜路径方向水汽含量的方法．该方法每30秒钟计算一次斜路径方向的水汽含量．计算结果与水汽辐射计(WVR)的观测值比较表明，利用该方法计算斜路径方向的水汽含量可以达到毫米级的精度．把5分钟内的斜路径水汽投影到天顶方向取平均，与以5分钟间隔估计的可降水量(PWV)进行比较，结果表明二者之间的差别小于2mm．用该方法计算的GPS信号斜路径方向上的水汽含量，可以用于层析水汽的三维分布，优化数值天气预报的初始场，也可以改正GPS大地测量和雷达影像的误差。     

降水条件下的云雷达与微波辐射计反演液态水含量对比分析

为了发展云雷达与微波辐射计联合反演液态水含量的方法, 利用2019年4—9月中国气象科学研究院在广东龙门开展的综合观测试验中的双波段云雷达和微波辐射计数据, 首先检验了在降水条件下微波辐射计天顶观测和斜路径观测两种探测模式反演温度(T)、相对湿度(RH)、液态水含量(LWC)和液态水路径(LWP)的合理性, 然后分析了两种探测设备反演LWC和LWP的差别。得到以下结论: (1)微波辐射计在斜路径观测模式下反演的产品受降水影响较小, 其反演结果明显优于天顶观测模式; (2)两种探测设备反演的LWP相关性较好且随时间变化较为一致, 但云雷达反演LWP与平均回波强度有明显相关, 随着雷达回波强度的增大, 云雷达与微波辐射计反演的LWP之比越大; (3)两种探测设备反演的LWC相关性较差且存在明显偏差, 在不考虑融化层的情况下单波段云雷达反演LWC与微波辐射计随高度变化趋势相近, 双波段云雷达反演LWC与微波辐射计反演结果在1 km及其以上区间存在明显差异。      

基于自然的解决方案：林业增汇减排路径、潜力与经济性评价

林业作为实施“基于自然的解决方案（NbS）”的重要领域和路径选择,在落实NbS行动中越来越受到各国政府和专家学者的广泛支持。文中在回顾国内外NbS相关资料的基础上,总结分析了林业领域NbS的内涵和路径、国际和国内相关政策及已采取的措施,重点分析了林业NbS路径的减排潜力、成本与效益。从全球范围看,造林和再造林路径具有较高的技术减排潜力,而减少毁林和森林经营管理是相对更具有成本效益的增汇减排路径。中国对林业NbS的实践及科学研究等尚显不足,但已有的重大林业生态工程已经产生了显著的减排效益和经济效益。未来需要在林业NbS相关标准与计量体系建设、减排技术与经济潜力研究、激励与保障机制等政策研究,以及增强公众意识等方面进一步深化和发展。     

2021年西北太平洋和南海台风活动概述

利用中央气象台台风实时业务资料、自动气象站观测资料以及卫星云图等对2021年西北太平洋及南海台风活动的主要特征和影响我国台风的路径、强度及风雨影响进行分析和回顾。结果表明:2021年西北太平洋及南海台风生成个数偏少,生成源地整体偏西;台风强度偏弱,但有多个台风出现了快速增强,其中台风“烟花”“灿都”的24 h强度增幅达40 m·s^-1,为近30 a少见;2021年先后有5个台风登陆我国,另有2个台风影响我国。在登陆台风中,4个登陆华南的台风强度均弱于历史平均值。所有登陆台风在登陆后的维持时间都明显高于历史均值,特别是台风“烟花”为历史上登陆华东后维持时间最长的台风,给我国带来了严重的灾害影响。     

基于多智能主体的动态导航模型研究

动态交通信息下的路径导航是智能交通研究的热点之一。本文通过分析动态路径导航的需求特点,提出了一种基于多智能主体的动态导航系统的模型,分析了系统构成的多个主体的功能、结构以及主体之间的结构和行为相关性,讨论了动态导航的主体间进行协作和通讯的模型,并在此基础上给出了试验原型系统,比较分析了该方式与传统路径规划方式的优缺点。     

基于改进RRT*算法的城市低空路径规划方法研究

随着无人机监测、巡查和测绘等低空技术得到广泛应用,低空长距离空中路径规划成为低空航空器应用面临的一个挑战。而传统快速扩展随机树（Rapidly-Exploring Random Trees/RRT）及其改进算法在大范围长距离低空三维空间下面临计算效率慢的问题,对此,本文提出一种带有R树空间索引的双向启发式RRT*算法,该算法在双向RRT*算法基础上为随机采样过程设置了启发函数,使得在面对狭小城市障碍物之间空隙时,能够避免局部最小值情况的出现。在此基础上为城市障碍物建立R树空间索引,减少了海量障碍物情况下碰撞检测的时间,提高了低空长距离空中路径规划效率。此外,为了得到更加符合无人机运动规律的路径,提高算法的实用性,在采样过程中设置转弯阈值控制转弯角度,并且对规划结果路径使用3次B-spline函数进行路径平滑。最后在武汉市三维城市场景中,利用武汉市建筑物数据进行了实验,实验证明相比已有算法,本文提出的带有R树空间索引的双向启发式RRT*算法相比较RRT算法和双向RRT*算法在500 m、 2000 m、 10 000 m不同距离下规划时间均降低了90%以上;采样次数相比RRT算法在不同距离下分别降低了51.6%、75%、86.7%,相比双向RRT*算法在不同距离下分别降低了20%、24.7%、57.3%;转弯次数相比RRT算法在不同距离下分别降低了77.3%、73.5%、78.3%,相比双向RRT*算法在不同距离下分别降低了37.5%、30.8%、16.8%;同时带有R树空间索引的双向启发式RRT*算法得到的结果路径长度相比其他2种算法也有缩短。该算法应用于低空长距离空中路径规划能够有效提高计算效率,降低规划时间,减少采样次数,缩短结果路径,减少转弯次数,丰富无人机的应用场景。     

基于生成树的控制网最小独立异步环搜索方法研究

实现控制网最小独立异步环的计算机自动搜索是一项较为复杂、繁琐的工作,目前介绍此工作方法的文献大多是阐述过程中的某一部分,并且部分细节问题讨论得较少。文中以帮助初学者对此项工作形成完备的认识并能够自主编程实现为目的,以GNSS控制网为例,详细介绍基于生成树的控制网最小独立异步环自动搜索方法,内容包括生成树的定义及建立方法,最短路径搜索-Dijkstra算法的原理与实现步骤,利用生成树与最短路径搜索算法搜索最小独立闭合环的原理及具体实现步骤,以及同步观测环的自动搜索方法。最后以一个控制网实例说明此方法的可行性。     

黄土边坡开挖卸荷力学响应与破坏机理研究

开挖黄土边坡诱发的黄土滑坡频繁发生, 对黄土地区的工程建设产生了极大的威胁, 严重阻碍了各种基础设施建设的推进, 认识开挖卸荷过程中黄土边坡的力学响应机制及变形破坏过程, 是对此类型滑坡进行防治的前提条件和重要依据。基于此, 开展饱和黄土常规三轴剪切试验和卸荷路径下的三轴剪切试验(卸荷三轴试验), 着重分析在两种应力路径下饱和黄土的力学响应及变形特征, 并以兰州上洼子滑坡为例对其形成机制进行分析。研究表明:(1)在三轴试验中, 相比于常规条件, 侧向卸荷条件下, 虽然孔压增长幅度较低, 但卸荷导致侧向压力大大降低, 因此孔压比快速增长, 有效应力持续降低, 对边坡的稳定更为不利; (2)侧向卸荷条件下试样达到峰值强度时所需应变更小(1%~2%), 表明卸荷条件下边坡更易失稳破坏且具有突发性; (3)两种应力路径下饱和土体抗剪强度参数有显著差异, 与标准三轴剪切试验相比, 卸载三轴剪切条件下, c'值降低62.32%~76.92%, 且接近于零, 有效内摩擦角φ'值增大26.92%~29.77%;(4)采用FLAC-3D对上洼子滑坡进行数值模拟分析, 选取侧向卸荷三轴剪切试验结果更符合土体真实应力路径, 揭示了上洼子滑坡的破坏模式为“后退渐进式”。     

顾及精准定位的路径规划算法研究与实现

针对常规路径规划服务在目的地附近存在定位随机性的问题,该文从精准性、实用性的角度出发,提出了顾及精准定位的路径规划算法。首先,借鉴自发地理信息的思想,构建了描述空间方位关系的语义模型,设计了承载出入口空间信息的数据编码、自发式出入口空间信息采集模式,构建针对自发地理信息特点的空间数据库;然后,利用出入口空间位置信息和Dijkstra算法实现顾及精准定位的规划路线可视化;最后,以某校园为例,进行算例验证。结果表明,该算法获取的有效出入口空间信息,能消除常规算法在目的地存在的定位随机性,可以规划更为合理、准确的出行路线。     

国内外城市地下空间研究知识图谱分析

针对城市地下空间的研究进展问题,该文借助信息可视化软件CiteSpace将Web of Science中城市地下空间相关文献进行知识图谱分析,在梳理现有研究脉络的基础上,总结其研究热点与演化历史,为后续研究提供参考。通过对文献的合著特征分析、文献共被引分析以及关键词共现分析,发现城市地下空间相关研究最活跃的国家是加拿大,最活跃的作者是李焕青;城市地下空间开发前的预测和规划是一直以来研究的热点;城市地下空间研究主题归纳为3条演化路径,包括以地下建筑为侧重点的城市地下开发利用,城市地下工程建设以及城市地下空间规划。国内外现有城市地下空间研究已形成一定的研究体系架构,国际合作研究日益增多,相关研究学科交叉性强。未来城市地下空间研究趋势和热点将集中在城市地质、地下潜力与开发效益评估、地下空间信息化等方面。