激光天文动力学弱光锁相的研究

近年来激光物理与应用的进展促成了激光天文动力学空间任务概念的提出。在激光天文动力学任务概念研究方面，必须对由远程航天器上传回的激光进行讯号的测量与处理。激光经过长距离的传输后，功率大幅下降，因此在空间任务概念的考虑上，弱光锁相是计划中关键性的技术。由航天器射来的激光，经过望远镜聚光后与本地激光进行锁相，由本地激光承载及传达太空激光的相位信息。实验中，我们使用2支半导体激光泵浦非平均环形共振腔钇馏石激光（Diode laser pumped non-planar ring cavity Nd:YAG laser），分别代表远程的弱及光代表本地的强光，建立弱光锁相环路系统（weak-light phase-locked loop system)。以中性光强度滤光器（ND－filter;neutrel density filter)减弱光讯叫来仿真远程激光传来的弱光。在相位探测部分使用均衡探测法，消除激光强度噪声，以提高讯噪比。同时配合适当的环路滤波器，控制激光频率，提高锁相的能力。对2nW的弱光与2mW的强光可长时间锁相，其均方根相位误差为５７mrad。 200Pw的弱光与200μW的强光锁相时间可达2h以上，其相位误差为200mrad。20pW弱光与200μW的强光锁相时间亦可达2h以上，其相位误差为160mrad。最后，我们对2pW的弱光与200μW的强光锁相，锁相后的相位误差为290mrad，锁相时间可维持一分半钟。     

基于通量均衡基准的地壳垂直运动模型

介绍了地壳垂直运动的均衡理论 ,基于全球通量均衡基准 ,建立了任意坐标系下描述地壳垂直运动的动力学模型。该模型可表述为 L aplace方程的第二边值问题。将此模型与调和分析模型做了比较 ,认为此模型拟合精度较高 ,理论上更严密     

水资源空间均衡评估模型构建及应用

为弥补当前水资源空间均衡评估中对指标模糊性和信息动态性考虑不足的缺陷,基于可变集原理及偏联系数方法构建一种新的水资源空间均衡评估模型。采用可变集方法计算评价对象的相对隶属度,获取级别特征值;利用偏联系数方法探究信息演化对级别的影响,得到基于支持度最大原则的定级策略;综合二者结果对水资源空间均衡状况进行评估。将模型应用于2017年中国31个省级行政区的结果表明:①中国东南地区水资源空间均衡程度良好,西北地区较差,南方优于北方、东部优于西部;②北京市等17个省级行政区的水资源空间均衡状态呈现不同程度的负向演化态势,亟待进一步加强管理,其余地区呈现良性的发展态势;③四川等省份各指标的均衡程度差异较大,需针对性地进行调控与优化。     

应急状态下的卫星影像色调均衡方法研究

以多光谱影像数据为例,在假设2幅待镶嵌影像间具有一定的函数关系y=F(x)的基础上,结合回归分析理论,选取重叠区同名点,构建两景影像间的具体函数关系,实现影像间的色调均衡。实验结果表明,基于回归分析的色调调整方法能够有效减少相邻影像的色调差异,且随波长增加递增,拟合优度越好,并可有效避免直方图匹配等方法中因大量云层干扰对影像色调均衡的影响,十分适用于应急影像快速处理。     

并行地图叠加分析中基于数据分解的负载均衡方法研究

地图叠加分析是一种计算密集型算法,并行化计算可以加快算法执行速度。本文研究并行化地图叠加分析中的负载均衡方法。首先针对并行算法中的IO竞争情况,定义了负载均衡指数;然后基于分治法分解空间数据,将并行系统下的地理要素分而治之,将Hilbert空间索引作为集群系统中各节点分配数据的依据,最终实现并行地图叠加分析系统中的数据负载均衡,为地图叠加分析算法中的数据并行策略提供可能性。结果表明,利用空间索引分治的负载均衡方法建立索引速度快,调度系统可以将计算任务明确分配到各计算节点。     

雅鲁藏布江桑日—墨脱段岩石圈均衡研究以及虚拟水库诱发地震危险性分析

岩石圈均衡状态对于水库建设选址以及诱发地震风险研究具有重要参考价值.本文使用雅鲁藏布江桑日至墨脱段河谷的高精度重力/GNSS联测数据,得到沿河谷的自由空气以及布格重力异常.结果表明,该河谷布格重力异常在-500～-300 mGal之间变化.基于布格重力异常数据反演地壳密度结构,发现雅鲁藏布大峡谷上游自西到东莫霍面深度变化趋势为"深-浅-深",大峡谷下游莫霍面自东北到西南逐渐变浅.在均一与分层地壳模型假设下,分别依据Airy均衡理论计算该河谷的均衡面深度,通过均衡面与莫霍面之间的差异计算均衡附加力的大小与方向.结果表明,基于均一地壳模型的计算结果存在较大的误差.通过计算得出,米林附近河谷的岩石圈均衡附加力为负值,在该地建设大型水库可能会带来较大的诱发地震风险;朗县附近岩石圈均衡附加力为正值,在该地建设水库诱发地震的风险较低.     

华北地区重力场变化特征与孕震模型研究

本文采用基于贝叶斯原理的重力平差方法对华北地区2009—2017年的16期陆地流动重力观测资料进行了统一处理,结合研究区内2009年以来4次M≥4.5 地震活动,分析区域重力场动态演化特征。基于华北地区均衡重力异常、布格重力异常、沉积层重力异常和莫霍面重力异常,研究华北地区三维密度结构特征,分析区域重力场变化与深部密度结构之间的关系。结果表明:研究区内近年来M≥4.5地震均位于区域差分重力场和累积重力场“零值”等值线附近、异常变化剧烈的梯度带及梯度带转弯部位,以及深部结构中理论均衡厚度与实际地壳厚度存在差异的非均衡区和三维密度结构的高低密度过渡带内。      

基于综合因素的 WebGIS 优化加权负载均衡的研究

日益增长的海量GIS数据使得网络集群负载均衡面临着越来越大的考验,然而目前对WebGIS负载均衡的研究模型均是针对某些方面的负载问题提出解决方案,具有一定的局限性。本文基于传统加权负载均衡模型,综合考虑节点性能、数据组织、访问热点等因素,提出了基于综合因素的WebGIS优化加权负载均衡模型来处理WebGIS中出现的常见负载问题,提高网络系统整体的稳定性。     

冰川均衡调整重力与径向位移近似关系的不确定性

根据不同地幔粘滞度的冰川均衡调整(glacial isostatic adjustment, GIA)模型, 研究了地球内部各个圈层对GIA粘性重力扰动速率的贡献, 检验了粘性重力扰动速率与径向位移速率的近似关系及其是否独立于地幔粘滞度, 同时利用绝对重力和GPS(global positioning system)径向位移数据从实测角度对Wahr的近似关系进行比较和验证.结果表明: 岩石圈对GIA重力扰动速率和大地水准面异常速率的贡献都超过了86%, 而岩石圈以下5个圈层的总贡献不大于14%;利用近似关系, 由重力信号转换的径向位移速率与有限元模拟的结果相对差异大约为15%, 且相对差异的大小不依赖于地幔粘滞度的变化; 根据北美绝对重力和GPS径向位移数据得到实测的粘性重力-径向位移比值为0.141±0.014 μGal/mm, 与Wahr的理论值(0.154 μGal/mm)非常接近, 相对差异仅为9.2%.因此, 定量给出了粘性重力-径向位移近似关系的不确定性为9.2%~15.0%, 为利用此近似关系分离GIA和现今地表质量变化粘弹信号的不确定性估计提供了重要参考.      

生态输水期间额济纳绿洲区地下水动态数值模拟

根据额济纳盆地的水文地质条件,采用地下水数值模拟软件GMS建立了额济纳绿洲区地下水流数值模型。根据模拟结果分析了生态输水期间(2001~2011年)研究区地下水量均衡要素和地下水位、水量的年际动态变化。研究结果表明:(1)生态输水期间额济纳绿洲区地下水的年平均排泄量为3.54×108m3/a,年平均补给量为3.67×108m3/a。其中,河道渗漏和潜水蒸发分别占地下水补给和排泄的78%和63%;(2)生态输水期间额济纳绿洲区地下水量变化总体为正均衡,均衡差0.13×108m3/a。其中,2001、2004、2009和2010年为负均衡,其他年份均为正均衡;(3)对整个绿洲区而言,潜水补给承压水,平均补给量为0.23×108m3/a;(4)生态输水期间绿洲区的地下水位总体是抬升的,抬升速率0.02m/a。河道附近地下水位的抬升速率大于0.04m/a,较其他区域明显,受河水演进的影响,最大值出现在东河最下段。