Assimilating AMSU-a radiance data with the WRF hybrid En3DVAR system for track predictions of Typhoon Megi (2010)

The impact of assimilating radiances from the Advanced Microwave Sounding Unit-A (AMSU-A) on the track prediction of Typhoon Megi (2010) was studied using the Weather Research and Forecasting (WRF) model and a hybrid ensemble three-dimensional variational (En3DVAR) data assimilation (DA) system. The influences of tuning the length scale and variance scale factors related to the static background error covariance (BEC) on the track forecast of the typhoon were studied. The results show that, in typhoon radiance data assimilation, a moderate length scale factor improves the prediction of the typhoon track. The assimilation of AMSU-A radiances using 3DVAR had a slight positive impact on track forecasts, even when the static BEC was carefully tuned to optimize its performance. When the hybrid DA was employed, the track forecast was significantly improved, especially for the sharp northward turn after crossing the Philippines, with the flow-dependent ensemble covariance. The flow-dependent BEC can be estimated by the hybrid DA and was capable of adjusting the position of the typhoon systematically. The impacts of the typhoon-specific BEC derived from ensemble forecasts were revealed by comparing the analysis increments and forecasts generated by the hybrid DA and 3DVAR. Additionally, for 24 h forecasts, the hybrid DA experiment with use of the full flow-dependent background error substantially outperformed 3DVAR in terms of the horizontal winds and temperature in the lower and mid-troposphere and for moisture at all levels.     

地理国情监测数据自动化检查研究与实现

目前,地理国情监测数据质量检查主要以人工和简单的人机交互检查为主,效率低下、检查程序不规范,因此,本文提出地理国情监测数据自动化检查解决方法,采用面向对象的软件开发方法,进行了地理国情监测数据自动化检查系统的体系结构与功能模块设计,并对数据管理模块、自动化检查模块和结果管理模块三大功能模块进行详细设计,实现了数据模版、算子库、质检方案库等自动化检查系统关键技术。已在2017年基础性地理国情监测辽宁省任务区等多个项目中得到成功应用。     

基于新型观测算子的双偏振雷达雨滴谱变分反演

提出一种基于变分理论的双偏振多普勒天气雷达反演雨滴谱方法,最优反演雨滴谱的同时可实现衰减订正。反演过程中使用一种新型观测算子,利用滴谱仪实测数据计算状态变量和双偏振参量,使观测算子更能代表本地降水特性。将新型观测算子、误差协方差矩阵和状态变量的先验估计用于代价函数中,基于高斯-牛顿迭代方法求解代价函数得到最优雨滴谱。利用理想模拟试验和南京信息工程大学C波段双偏振多普勒天气雷达实测个例对算法进行验证和评估。结果表明：算法反演得到的状态变量(液态水含量LWC和质量权重平均直径D_m)与滴谱仪数据计算结果的相关系数达到了0.96和0.80,相对偏差为25.19%和10.63%,均方根误差比常规反演结果改善了50%左右,比基于模拟观测算子的变分反演结果改善了30%左右,最优反演雨滴谱得到的降雨率R和雨量计数据相关系数达到0.89,相对偏差为14.78%。     

遥感影像外业控制点自动提取方法

提出了一种遥感影像外业控制点自动提取方法,利用边判别法对边缘二值影像提取备选控制点,对其进行筛选,并对控制点进行加权中心化,将其精度提高到亚像素级。     

Contourlet方向区域相关性的遥感图像融合

对遥感图像经Contourlet变换后的高频子带系数分布的方向特征进行统计分析,发现遥感图像经Contourlet变换后高频系数的分布具有较强的方向区域特征,在此基础上,提出一种基于Contourlet系数方向区域相关性的遥感图像融合算法,该算法首先对多光谱图像经IHS变换后的亮度分量和全色图像分别进行Contourlet变换,然后以多光谱图像亮度分量的低频信息作为融合图像亮度分量的低频信息,通过计算并比较全色图像的高频系数和对应的多光谱图像亮度分量的高频系数的方向区域匹配度确定融合图像亮度分量的高频信息;最后经过Contourlet逆变换和IHS逆变换获得融合图像。实验结果表明,该算法在提高融合图像空间分辨率的同时能够更好地保留原始多光谱图像的光谱信息,与传统遥感图像融合算法相比,该算法具有较好的融合图像信息熵和清晰度,具有一定的实用性。     

GIS空间分析建模技术研究进展

本文分析总结国内外空间分析建模技术与方法的研究进展,指出紧密结合各行各业应用的专业特色,建立能支持深层次应用的空间分析模型,提供方便的建模工具已成为迫切需要解决的问题;探讨将工作流、形式语言、空间算子重载等技术相结合建立空间分析模型的方法。     

相机检校中标志点的自动提取

本文针对相机检校中,手工选择标志点速度慢、强度大的缺点,提出了基于边缘提取和形状系数多级约束的方法。首先对图像进行Wallis滤波,并对滤波后的图像采用Canny算子进行边缘提取;然后在八邻域跟踪的基础上,根据边缘长度、边缘首末端点距离、形状系数和光谱信息检测符合条件的标志点边缘。通过实验验证,该方法可提取出92%左右的标志点。     

单程波算子积分解的象征表示

单程波波场延拓算子在地震偏移成像中有重要应用.单程波波场延拓算子按其实现方式可分为Kirchhoff积分、空间隐式有限差分和Fourier变换方法,他们代表了算子的不同表示方法,当截断使用这些方法时会得到不同的精度.象征表示对这些方法的导出和精度分析有重要作用.算子作用于正弦波函数所得函数称为算子的象征.算子的象征是褶积算子Fourier变换的推广.Fourier变换方法则直接用象征函数的可分表示求出.空间隐式有限差分则可以用象征函数的Padè近似或部分分式导出.单程波算子在深度域的积分称为单程波算子积分解.本文推导了单程波算子积分解的象征表达式,给出了算子象征的代数运算的头几阶表达式,这些表达式还未在前人文献中发现.Kirchhoff积分所需格林函数可以通过象征函数和鞍点法导出.基于积分解的象征表达式给出了非对称走时公式,对改善Kirchhoff积分的聚焦性能有重要意义.     

关于PN空间线性算子概率范数的讨论

利用单位圆N（0,1）讨论PN空间中线性算子的概率范数的几个性质。     

平面Radon变换的反演公式

本文借助球面平均法和Ｈｉｌｂｅｒｔ空间算子理论,给出了平面上Ｒａｄｏｎ变换的反演公式,此公式是具体的、构造性的,便于数值计算,或者进一步探讨重建图象的性质。