From Celsius to Chaos to Cyclones: Using Temperature-Conversion Equations to Introduce Advanced Mathematical Concepts in Earth Science Courses

The Fahrenheit-to-Celsius temperature-conversion equation is a basic component of many introductory earth science courses. Despite its simplicity, it presents a challenge to students and instructors alike because residents of the United States are unfamiliar with the Celsius scale. By solving for the point at which these two temperature scales are equal, it is possible to use the equations for temperature conversion as a springboard to more advanced topics. It is demonstrated that temperature-conversion equations and chaotic equations can be solved using identical numerical and graphical techniques. As a result, the fundamental concepts of chaos theory and numerical methods can be introduced to students in the context of the simplest equations in the earth sciences. These solution methods are applied to the quantitative theory of the extratropical cyclone as an example of the utility and broad scope of this educational approach.     

青海省雪灾气候预测的地气图方法

通过对青海省1960年以来全省各气象站的雪灾资料统计分析,结合青海省南部(下称青南)地区8月份的地气形势,发现二者之间有很好的相关：夏季地热涡和正鞍形场多对应冬季为重雪灾;地冷涡和负鞍形场多对应冬季为轻灾或无灾。春夏季上游的中强地震可加强冬季的雪灾。由此表明,利用地气图方法可以较好地预测青海省的雪灾。     

Google地图应用之广东省地区JOPENS地震速报系统

利用Google公司提供的电子地图服务,以B/S结构(即浏览器和服务器结构)作为系统设计架构,监听JOPENS实时系统发送的地震触发消息,访问JOPENS数据库,根据广东省地区的监测要求,制定检索、筛选策略,获取地震详细信息,显示在浏览器网页上.采用Google地图的JOPENS地震速报系统可以使地震信息发布的显示内容...     

Automatic Sounding Generalization in Nautical Chart Considering Bathymetry Complexity Variations

Sounding acts as the main feature in a digital nautical chart as it describes the concerned marine topography for the safety of navigation. Unlike the geometry-oriented selection of point feature, the generalization of soundings for chart compiling is expected to be context-oriented, which means bathymetry complexity variations across the study region should be preserved in the sounding selection process. However, such variations are not explicitly accessible to automated systems. This paper proposes an approach that effectively analyzes and measures bathymetry complexity from sounding data, with a focus on topography variations among different regions. The presented approach first divides the exploring region into several subregions, by adopting techniques of computational geometry and graph theory. Then, the approach quantitatively measures the bathymetry complexity of the subregions from grid-based digital terrain model. Finally, a composite bathymetry complexity index integrating aspects of steepness and depth variation is developed to guide the operation of sounding selection in different subregions. Generally, when seafloor is rugged with steep slopes, the number of soundings is high. While in flatter areas, a smaller amount of soundings is retained. The potential of our approach is demonstrated by an application to a real data set.     

基于自组织映射的长江中下游夏季天气分型及其降水特征

利用欧洲中心1979—2015年夏季6—8月ERA-Interim逐日再分析资料和国家气候中心CN05.1格点化降水观测数据集,引入基于自组织映射SOM(Self-Organizing Maps)方法进行长江中下游地区夏季海平面气压空间距平场的客观分型,得到该地区25种地面天气型及其系统演变特征,发现天气型的稳定、转移与天气系统强弱有关。高低压系统越强,天气型停滞频率越高,天气型越稳定;反之,天气型越不稳定。基于SOM天气型转移概率,发现三条与局地降水联系的系统演变路径,其中1号路径暖空气势力强盛,副高北上,推动锋面北抬,产生江北降水型,多发生在7月;路径2反映冷空气势力强盛推动锋面南下的天气过程,产生沿江降水型,该天气型在6、7月均易发生;路径3表现为台风移动变化对长江下游江南地区降水的影响,为江南降水型,且集中在8月。通过引入SOM方法对逐日天气尺度环流进行分型,从气候态上捕捉与降水有关的天气系统的移动变化特征,体现SOM方法在模拟天气系统演变的优势。     

地质图切剖面中褶皱构造的计算机辅助编绘

计算机对褶皱的处理能力的强弱，是决定地质图切剖面计算机辅助编绘系统实用价值大小的一个重要指标。以兰姆赛分类方案为基础，通过褶皱形态的几何特征分析，提出一种针对简单背，向斜构造的计算机辅助设计算法，并编写出相应的褶皱剖面形态的模拟程序，利用各种不同形态的褶皱实例进行试验。证明该种算法正确可靠，将其嵌入作先前开发的地质图切剖面编绘程序中，可大大提高地质图切剖面编绘的自动化水平。     

基于数据融合与地图合并技术的行政区划图更新与数字重建

行政区划图是地学研究中最为常用的空间数据.针对吉林省近年来行政区划多有变更的实际情况.吸纳地图合并技术和多源数据融合思想,利用ETM遥感数据.地形图、行政区划图等地图数据.矢量行政区划图数据,国家行政区划代码等国家标准,以及地方志等文本数据等多类型数据为数据源.更新吉林省2004年县级行政区划图矢量数据,数字重建乡镇行政区划图,所得数据精度较高.本研究旨在为相关研究提供行政区划空间数据.拓展地图合并技术和多源数据融合思想的应用领域.     

三维实景地图生产与应用

实景地图近年来发展迅速,在日常生活中应用广泛,如旅游景点、宾馆、银行、政府服务中心等的空间位置查询、服务内容介绍等。实景地图的生产方法、生产流程有多种多样,产品质量参差不齐。目前,利用轻型无人机航空摄影系统实现三维全景地图生产,生产方式方便、高效且质量较好。该文介绍了生产三维实景地图的无人机系统及三维实景地图生产方法与过程,通过采用无人机系统实景地图的生产实例,讲述了实景地图应用现状、发展前景及存在的问题。     

WebGIS研究与实现

阐述了一种WebGIS的研究思想和实现方法。通过运用C Builder开发GIS地图服务器、运用矢量标记语言(VML)结合ASP.NET实现GIS浏览器、运用Java Servlet结合Socket通讯技术解决GIS地图服务器和GIS浏览器之间信息传递,采用自定义XML作为数据交换语言,从而自主实现了WebGIS的全过程,此实现方式可用于GIS数据和其他图形数据的发布,不受限于任何商业GIS平台,具备WebGIS平台的雏形。此实现方法可以解决海量空间数据发布、图形编辑等当前WebGIS难点技术,并利用该方法成功实现了沈阳市突发性环境污染应急监测系统和辽宁省1∶10 000土地利用现状库的Web发布。     

信息量与相似度约束下的网络地图服务缩略图自动生成算法

缩略图可显著提高图片和视频等图形图像资源的展现效率,有效改善信息检索过程中的用户体验。地图服务是一种耦合空间和尺度信息的图像资源,其设计创作、检索筛选和存储管理均需要缩略图的支撑。设计精巧的缩略图带给人良好、鲜活的第一印象,帮助用户实现高效的交互与探索;粗糙凌乱的缩略图则让用户产生抵触情绪,打消其继续探索地图服务的主动性。本文借鉴视频关键帧的思路并结合地图表达特点,提出了地图服务关键位置和关键尺度的概念,并设计了相应的量化指标和提取算法,重点解决了缩略图视觉效果不佳、地图信息量不足和自动化程度不高等问题。算法基于信息量识别地图中内容丰富的关键位置,然后利用跨比例尺相似度判断发生显著变化的关键尺度,最后自动筛选出若干张代表地图服务内容的缩略图。试验表明本方法提取的缩略图数量适中、内容丰富、代表性强,可高度还原地图服务的内容构成和外观样式。