平行轮廓线自适应插值的三维表面重构算法

针对稀疏点轮廓线在三维表面重构中存在的不够光滑、匹配易出错和难以交互等问题,提出了基于轮廓线插值的三维表面重构方法,并通过实验进行验证。文章分析了三维表面重构的形式化表达方法和准则,提出了基于虚跨距解决稀疏点轮廓线三维重构的基本思想;基于同步前进算法和虚跨距,设计了自适应等比例插值的同步前进三角面镶嵌算法;针对轮廓线插值违背三角表面重构拓扑准则的规律进行了分析,提出了相应的修正算法,保证了三角网的拓扑一致性。试验结果表明:本算法所构建的三角网表面更为光滑,各个三角面的大小更为均匀,具有更好的鲁棒性和交互性,对稀疏和稠密坐标点的轮廓线均能构建出更为理想的三维表面模型。     

基于含砾Folk三角形的底质范围分析

为解决面向航海应用的底质范围分布问题,提出了一种基于含砾Folk三角形的底质范围生成方法。该方法通过将海图底质注记转化为含砾Folk法底质类型,进而逆向利用Folk(G)三角形,将其拆解为各组分的比例,最后对海区内各组分单独插值并通过地图代数的方法整合各插值结果,生成底质的范围分布。对比实验表明其生成结果较传统的Voronio图法可更好地应用于舰船抛锚等应用场景。     

日本周边海域温跃层特性研究及温度剖面模型构建

使用"中国ARGO实时资料中心"提供的2005—2009年连续5 a日本南部海域的ARGO浮标资料,通过建立标准层,统计并提取各标准层的剖面温度,采用AKIMA插值方法计算各层的温度梯度。较详细分析了该海域温度垂直剖面特征及温跃层的分布规律。在此基础上,使用分段三次多项式拟合方法建立了适用于该海区的温度垂直剖面模型,并利用2010年ARGO数据对模型进行了验证,研究表明,经过模型模拟的剖面温度与实测温度之间的相关系数可达到0.99以上。     

临时潮位站实时潮位质量控制方法研究

为满足水上施工对临时潮位站实时潮位数据质量的要求,研究使用基于最小二乘的二次函数曲线拟合法将离散的潮位点拟合为潮位曲线,在此基础上实现潮位数据的补缺、加密和外推。在拟合节点的选取上除了传统的固定节点以外,还增加了滚动节点的拟合方式。以连云港徐圩潮位站的实测水位数据为依据,在不同的时刻计算拟合曲线,并给出了两种拟合节点的拟合外推潮位与实测潮位的比对分析结果,结果表明,滚动节点的拟合方式可以使拟合曲线的外推时间有所延长,在各种起始位置和节点质量条件下,在不超过20 cm偏差的前提下,潮位外推时间可达到50～300 min。     

三次样条插值在浮性频率计算中的应用

在普遍利用海洋观测站标准层的温度、盐度数据估算稳定层化海水浮性频率的传统算法中引入自然三次样条插植方法，不仅可使计算结果的精度得以提高，而且还可方便地对观测深度范围内的任一水层进行插值，从而获得总体曲率最小的温度、盐度和浮性频率随深度的分布。本文以南海（13°30’N，118°30’E；9°30’N，lll°30’E）及北太平洋（40°00’N130°00’W）3个测站为例，说明了在浮性频率的传统算法中引入自然三次样条插值法的可行性。     

中国太阳总辐射的多元逐步回归模拟

研究采用年日照时数、年均总云量、年均水汽压、维度等常规气象要素及地理要素为解析变量,建立起估算全国范围内太阳年辐射总量的多元逐步回归模拟模型;利用全国730多个地面站1951—2002年间的常规气象观测资料,通过所构建的模型对中国太阳年辐射总量进行模拟分析,模型模拟分辨率为1km×1km,规模为4173×4847格网。模型数值计算结果显示:中国太阳辐射资源最丰富的地区为西藏自治区、青海东北部及甘肃西部边境等,高达6700MJ·m-2·a-1以上(一类地区),总面积约130万km2;最低的为四川盆地、青藏高原南部的雅鲁藏布峡谷地区,低于4200MJ·m-2·a-1(五类地区),总面积约75万km2;中国陆地表面每年接受的总太阳辐射能约为52.4×1018kJ;单位面积上太阳年辐射总量约介于2780—7560MJ·m-2·a-1;分布具有明显的地域性,呈现西北、北部高,东南、东部及东北的部分地区低的特点,模拟值较好拟合实际的太阳年辐射总量。研究所构建模型实现了太阳年辐射总量空间分布的连续模拟,模型在保证足够的模拟精度条件下,提高了运算效率,简化了模拟过程,适于全国尺度下太阳年辐射总量的数值模拟计算。     

利用DINEOF方法重构缺测的卫星遥感海温数据

针对海温数据补缺问题提出一种基于经验正交函数(EOF)分解的缺测数据重构方法--经验正交函数插值法(DINEOF).此方法是一种自适应的EOF分解方法,不需要任何先验信息,并且能估算出重构数据的误差大小.奇异值(SVD)分解时采用了Lanczos算子以提高计算速度,并利用了交叉验证的算法以确定出重构时所需最优的EOF阶数.实测数据处理结果表明,DINEOF方法能很好地重构大面积的缺测数据,具有较高精度及实际可操作性.     

基于垂直剖面函数的天顶对流层延迟插值算法

通过分析由ERA-Interim气象再分析资料积分方法得到的天顶对流层总延迟随高程变化的规律,提出一种基于垂直剖面函数的天顶对流层延迟(ZTD)插值算法。该算法以ZTD的垂直分布规律为基础,通过垂直剖面函数实现ZTD在高程方向上的精准投影延拓,可以避免因高差较大造成的空间内插结构畸形。采用IGS站提供的高精度对流层产品进行实验验证表明,该算法相对于传统算法能够有效提高ZTD改正值的精度,尤其在高差超过1 km的情况下,相对于反距离加权法精度提升了96%,相对于空间回归法精度提升了79%。     

中国大陆速度场模型建立方法研究

将中国大陆划分成东北、华北、华南、青藏、西北5个块体,基于克里金插值法、最小二乘配置法、最小二乘配置移动拟合推估法等3种方法及速度场数据研究中国大陆速度场模型建立方法。利用外检点分析不同建模方法的精度情况,最小二乘配置法在大部分块体（华北、华南、东北块体）的拟合精度都较高,表现稳定|克里金插值法在青藏、华北块体的拟合精度较高。利用克里金插值法与最小二乘配置法获取中国大陆1°×1°格网中心点速度场成果,两种方法成果差异较小。     

北斗卫星精密星历插值精度研究

选用非滑动式拉格朗日(Lagrange)插值法和滑动式Lagrange插值法对北斗卫星导航系统(Beidou Satellite Navigation Syetem,BDS)精密星历进行插值,通过大量实验对北斗卫星导航系统卫星的插值精度与两种方法及插值阶次的关系进行研究.实验结果表明:(1)分别采用非滑动式和滑动式La...