勒让德函数数值积分方法的改进

在分析已有的关于缔合勒让德函数数值积分的基础上,在数值积分上下限不确定(不是通常的±1)的情况下提出一种新的递推方法,计算结果表明新的方法既可以减少数值计算的递推过程,快速地得到计算结果,又可以节省计算机的内存。该方法可以广泛应用于需要进行勒让德函数数值积分的各个方面。     

基于城市夜间灯光数据的中美两国城市位序规模分布对比

工业革命以来,人类开启了大规模的城市化进程。城市随着交通和通讯技术的发展不断突破原有的规模限制,城市规模不断变大。以人口为指标的城市规模分布服从齐普夫法则。不同城市化发展阶段,其城市位序规模分布存在差异。城市夜间灯光数据一般可用来衡量城市的经济活动、建成区面积、人口密度、发展水平等。本文以同源的城市夜间灯光数据代表城市规模,在国家尺度和省州尺度研究中美两国城市规模位序分布,并比较其异同。研究表明,在国家尺度,2013-2016年间,中美两国城市规模均变得集聚,而中国城市规模分布比美国更为分散,齐普夫指数相差约0.1。在省州尺度,不同省州的城市规模分布存在差异,中国和美国分别有44%和84%的省份或州的齐普夫指数大于1,中国城市规模分布分散型省份占一半以上,而美国的集中型的州则占有84%,总体而言,中国城市的规模分布更为分散。中美两国高位序城市实际值远低于拟合值,理论上仍然具备很大的发展潜力。中国高位序城市需要进一步提高城市经济活动的聚集程度,使得城市规模体系更趋完善与成熟。     

人文—经济地理学的学科融合和创新

学科融合与交叉是当今科学研究的趋势之一。本论文阐述了人文—经济地理学学科研究的综合性、交叉性和复杂性;概况了学科经济化、社会化和生态化发展历程和特点,总结了经济社会快速革新背景下学科的技术化新特征;分析了经济社会变革与技术进步背景下学科发展的可持续问题聚焦趋势和技术导向发展趋势,介绍了在这两种趋势下学科与经济区位研究、社会公平研究、生态要素研究、信息技术研究相关学科的深入融合方式;预测了人文—经济地理学学科将可能出现关注个体的理论创新、基于空间数据分析的技术创新、融合新产业的应用模式创新以及重视生态要素的理念创新;尝试提出了新区位理论、空间定制、地理业态等创新思路及促进学科创新的实现途径。并以此文纪念中国杰出的地理学家吴传钧先生的百年诞辰。     

小尺度地幔对流、壳下应力场与华北地震

本文分析了魏格纳等求得的重力位球谐系数,得出n≤11阶系数与大尺度地幔对流相关,而12≤n≤25阶系数反映小尺度地幔对流;计算了小尺度地幔对流引起的华北地区壳下应力场,该应力场具有挤压性质,挤压中心在山西临汾—洪洞一带(111.5°E;36°N),应力大小为0.2—0.75×10~8达因·厘米~(-2),整个应力场具有规则的中心对称特征;壳下应力场的几何特征与震源机制解的结果、大震裂缝走向与错动方式、地震的空间分布等均彼此具有良好的一致性,对唐山与海城地震,这种一致性尤为明显。看来,似乎小尺度地幔对流及其造成的壳下应力场对包括目前这次强震高潮在内的华北地区地震的孕震过程起着控制作用     

一种基于对偶四元数的摄影测量位姿估计直接解法

位姿估计是摄影测量学中的经典问题和核心问题之一,现将对偶四元数引入到摄影测量位姿估计问题中,充分利用了对偶四元数描述刚体运动的简洁性和非奇异性,统一表示刚体运动的旋转与平移。现将其方法与广泛使用的基于单位四元数的直接解法进行了仿真实验对比分析。实验结果说明本文采用的方法正确有效,相较基于单位四元数的直接解法,精度较高,计算时间较短,效率优势明显,具有较高的实际应用价值。     

承德市一次西北涡暴雨成因分析

文章利用常规气象观测资料和NECP再分析资料,对2013年7月1日河北省东部的暴雨与大暴雨过程进行分析。结果表明:(1)高纬阻塞形势维持,有利于青海地区西北涡生成,西北涡沿着副热带高压外围引导气流向东北方向移动时,暴雨落区与对应的地面倒槽北部象限的路径非常一致;(2)雷达回波的"列车效应"、逆风区以及卫星云图上MCS的小断过境是导致承德南部降水较大的主要原因;(3)凝结函数、比湿的垂直分布与移动,对于大气湿层厚度的变化具有很好的指示作用:(4)高低空急流的有利配置以及燕山迎风坡的空气质量堆积引发的斜升气流为强降水天气的发生提供了动力条件;(5)∑θ_(se(500、700、850hPa)的梯度大值区持续维持在承德市南部上空为暴雨天气提供了充沛的能量条件;(6)欧阳位温曲线在对流层顶存在明显的超低温层,为提前6~12h预报暴雨天气提供了重要依据。     

多视几何中外参数与航测外方位元素的相互转化

多视几何与传统摄影测量存在很多相似性,其相关理论与技术发展对传统摄影测量极具借鉴意义,然而如何将多视图几何理论融入传统摄影测量仍是有待解决的问题。针对如何实现多视图几何中相机外参数与摄影测量中相机外方位元素相互转换展开研究,通过详细介绍与分析两者在各自理论系统中的具体含义,推导并给出两者的互相转换公式。实现多视图几何中外参数与摄影测量中外方位元素转换,对于两学科间理论成果的相互补充具有实际意义。     

线阵卫星遥感影像外方位元素对偶四元数求解法

基于对偶四元数可统一描述位置与姿态的特点,提出了利用对偶四元数求解线阵卫星遥感影像外方位元素的方法。该方法使用对偶四元数的实部描述传感器的姿态,并利用对偶部和实部共同描述成像传感器的位置。通过对位置和姿态的内插建立了基于对偶四元数的外方位元素模型。为减少运算,将球面线性插值进行化简,进而建立了基于线性插值的成像几何模型。为求解外方位元素,首先对共线条件方程进行了线性化,然后通过矩阵微分运算推导了线元素的虚拟观测方程,并根据误差传播定律确定其权值,最终采用具有约束条件的参数平差法求解外方位元素。试验结果表明本文方法正确可靠,与采用欧拉角和单位四元数的外方位元素求解方法相比,有更高的参数解算精度,同时也表明了准确的初值和虚拟观测方程对外方位元素求解的必要性。     

球形全景影像位姿估计的改进EPnP算法

球形全景成像可以克服透视成像视场角的局限,实现场景全覆盖的三维重建和量测。本文在普通影像位姿估计的EPnP(efficient perspective-n-point)算法上进行了改进和扩展,提出了一种稳健快速的球形全景影像位姿估计算法。首先,构建球形全景影像的投影模型,将EPnP算法的平面透视成像模型扩展到球面成像模型;然后,采用基于全景球心、像点、控制点共线条件方程的改进EPnP算法求解控制点的球形全景像空间坐标;最后,利用Horn绝对定位算法直接解算全景影像位姿。与球形全景影像位姿估计的后方交会算法的对比试验结果表明,本文提出的方法无须迭代求解,更为稳健快速,即使控制点数目较少也能达到高精度,基于非严格共中心拼接的全景相机,重投影误差可控制在3.00像素左右。     

东北地区城市用地扩张特征及驱动因子分析

以东北地区37个地级市为研究样本,采用市辖区建成区面积表征城市用地规模,结合位序-规模法则和分形理论分析近20 a来东北地区城市用地规模扩张的整体趋势,通过计算城市用地扩张幅度指数(UEI)来分析不同规模和不同城市之间的城市用地扩张差异程度。结果表明,城市用地规模总体均衡度下降,差距在不断扩大,城市体系简单;城市用地扩张速度呈现"特大城市中等城市小城市大城市"的特点,城市间用地扩张差异较大,且城市建成区的外延扩张、粗放利用状况较严重。地形条件、资源分布、经济发展、交通建设和政府政策是影响东北地区城市用地扩张的主要驱动因子。