基于LiDAR的城市坐标系精度评估及应用

本文以广州为例,阐述了高斯投影变形的传统方法。结合广州市利用高精度机载LiDAR和广州2000坐标系的建设项目,介绍了高精度LiDAR数据获取及DEM制作流程,以及设计了高斯投影变形数据处理的两种关键技术方法,并且开发了自动化处理软件,提出了城市坐标系精度评估新方法。     

采用高斯投影实现AutoCAD地形图换带

地形图高斯投影换带是工程项目勘测和施工过程中一项重要的工作,利用GIS软件可实现高斯投影换带,但无法解决任意高程面上的投影问题,而且在AutoCAD图与GIS图转换过程中容易出现图形信息的丢失。本文研究了3种常用的椭球膨胀高斯投影换带方法,并在AutoCAD平台中实现了DXF文件坐标直接修改法和图形实体位置属性修改法。通过工程实例表明,本文方法理论严密,投影转换结果准确,软件实用性强。     

多源降水数据的小流域水文模拟效用评估

小流域是研究小微尺度水文水资源系统演变规律的理想对象,是用于计算河流产水产沙 的最小单元,是水文及水土流失研究与管理的最佳地域尺度。通过遥感技术,气候模式获得降水 数据,并驱动分布式水文模型,模拟和预测水文过程,是流域水文水资源研究的必然趋势。以 NO? AA-CPC-US 降水作为参照,在美国不同地区的 9 个小流域,评估卫星降水产品 PERSIANN,PERSI? ANN-CDR,TRMM-3B42V7,GPM-IMERG,雷达降水 StageIV 以及气候模式 ERA5 降水产品的精度, 并用这 7 种降水产品驱动 CREST 分布式水文模型,评估了 7 种降水产品的水文模拟效用。研究表 明：各降水产品与 NOAA-CPC-US 降水吻合程度从高到低,依次是 StageIV 雷达降水,PERSIANN- CDR 和 GPM-IMERG 次之,再次是 PERSIANN 和 ERA5,最后是 TRMM-3B42V7。各降水产品在美 国北部高纬度地区和西部山地等区域的小流域降水估算精度略低,在美国中部,南部,东部的小流 域有较好的降水精度。在水文模拟效用评估中,设定相同率定期,分别使用 7 种降水产品率定 CREST 模型参数,得到率定参数集后,在相同验证期对流域日径流过程进行模拟。结果表明：NO? AA-CPC-US 和 Stage IV 雷达降水在各小流域水文模拟中效果较好,在美国北部和西部地区,使用 PERSIANN,PERSIANN- CDR,GPM- IMERG,ERA5 降 水 进 行 水 文 模 拟 时 需 要 谨 慎 。 TRMM- 3B42V7 的小流域水文模拟效果不理想。     

丘陵地区面雨量计算方法及应用

根据高斯权重客观分析原理，在考虑了流域内各地的降水气候差异和地形分布特点的基础上，找出一种适合于丘陵地区的面雨量计算方法。并将该方法计算的面雨量与泰森多边形法进行比较，研究了这两种计算方法的优缺点；此外，还研究了面雨量与流域的洪涝灾害的关系。结果表明，两者关系非常密切，流域面雨量的变化能较好地反映未来洪水的变化趋势。     

2002年7～9月数值预报产品广西降水预报检验

应用高斯权重插值法,以站点方式对2002年后汛期(7～9月)国内外三种数值预报产品如T213全球谱模式、日本细网格模式、广州中尺度模式的降水预报能力进行检验分析。结果表明,这三种数值预报产品对分县分级降水预报均有一定的预报能力,大雨以下:24h预报广州中尺度模式效果最好,而48h效果最好的是日本预报;大雨以上:24h首推日本预报,48h预报T213全球谱模式优于其它。     

盘锦湿地芦苇物候特征及其对气候变化的响应

基于1987～1993年盘锦湿地芦苇(Phragmites communis)物候数据,分析了芦苇的萌动期、展叶期、开花期和枯黄期的物候特征,探讨了芦苇物候期与气候因子的关系,并利用2种积温模型模拟了芦苇的展叶期和开花期。结果表明:芦苇的展叶期和开花期具有相同的变化趋势,芦苇的枯黄期变化较小;3月和4月平均气温与芦苇展叶呈显著相关,年平均气温与芦苇展叶盛期和开花盛期呈显著相关,芦苇枯黄盛期与年降水量显著相关;积温模型可有效地预测芦苇的展叶期。     

两次强对流背景下的对流层向平流层输送特征模拟与分析?

为了研究强对流及其背景大尺度天气系统在对流层向平流层输送(TST)过程的作用,分别对发生在低纬度和中纬度的两次强对流天气过程进行了模拟。对于发生在广西及其附近地区的低纬度强对流天气来说,云顶温度较低,强对流所带来的直接TST输送约占总输送数的18%,强对流所在的天气尺度或大尺度的系统造成的输送约占总输送数的82%。对于发生在河北及其附近地区的中纬度强对流来说,云顶温度略高,强对流所带来的直接TST输送约占总输送数的0.17%,强对流所在的天气尺度或大尺度的系统过程造成的输送约占总输送数的99.83%。从输送到平流层以后粒子的移动方向来看,这两次过程强对流引起的直接输送都向西南方向移动,而天气尺度或大尺度系统引起的输送都向偏东方向移动。总的来说,强对流所在的背景天气尺度或大尺度的系统所引起的TST都远大于强对流的直接输送。天气尺度或大尺度的系统引起的输送一般发生在强对流发生的2天后,在强对流发生8~9天后达到最大值。     

夏季北半球地气耦合非定常距平模式中瞬变量与定常量关系的诊断分析

本文用ECMWF的10年资料对北半球夏季（6～8月）地气耦合非定常距平模式中瞬变量与定常量的相关关系进行了诊断分析。并指出J(Φ',^ξ')与J(Φ,^ξ)+J(Φ,^ξ+ξ+f)，J(Φ',^Φ'/p)与J(^/Φ,^Φ/p)+J(Φ,(Φ+Φ)/p以及J(ψs' ,^Ts')与J(ψs,^Ts)+J(ψs,^Ts+Ts)间存在着明显的负相关，相关的空间尺度均比较小，瞬变量是距平模式方程中的大项。计算还表明，瞬变量对定常量的作用不是一种随机过程，而是一种较强的负反馈式的相互作用过程，显著的负相关位于中高纬度，与夏季西风带的位置基本一致。此外，在瞬变量与定常量的相关中，气候基本态以及它与月平均距平态间的相互作用有着十分重要的贡献。在地气耦合非定常距平模式中进行瞬变量的参数化研究，对于提高模式预报准确率是十分有意义的。     

近50年中国风速变化多气候模式模拟检验

近年来,随着气候模式研究的快速发展,全球气候模式在模拟20世纪气候和气候变化特征,尤其是在模拟温度、降水等要素特征和变化及其人类活动对这些要素的影响等方面取得了丰硕的成果.然而,全球气候模式对近地层风速的模拟情况如何,目前仍缺少分析和检验.本文利用中国区域近地层风速观测资料,检验评估了参与IPCC AR4"20世纪气候耦合模式模拟"(20C3M)的19个伞球气候模式和国家气候中心新一代伞球气候模式(BCC_CSM1.0.1)模拟的1956-1999年中国近地层(10m)风速及其变化的模拟能力.研究发现,20个伞球气候模式基本上都能模拟出中国多年年(或季)平均风速分布状况,但模式模拟的平均风速一般小于观测值,尤以观测风速较大的北部和西北部地区模拟值偏小显著.气候模式模拟秋冬季风速分布的能力强于模拟夏春季的能力.模式基本上能模拟出冬、春季平均风速大于夏、秋季平均风速,但是模拟不出春、冬、夏、秋季平均风速依次减小的季节变化特征.模式及模式集成难以模拟出观测到的近50年中国年(或季)平均风速明显减小的变化趋势,少数模式能模拟出年(或季)平均风速略呈减小的变化趋势,但与观测值比相差约一个量级.模式对北部和西南部地区平均风速的变化模拟效果较好,而模式难以模拟东南-南部地区风速变化特征.     

TSR对碳酸盐岩中沥青生烃影响的模拟实验

利用地层孔隙热压生排烃模拟仪实验装置,对采自四川盆地西北部广元矿山梁地区下寒武统具高有机质含量、高氢指数和低成熟度特征的固体沥青,开展了模拟地层条件下的"沥青+白云岩+去离子水"(系列A)和"沥青+白云岩+硫酸镁+去离子水"(系列B)生排烃实验。结果表明,这两个系列的气体产率具有较大差异,其中,加入硫酸镁的系列(系列B)发生了热化学硫酸盐还原反应(TSR),使气态烃和非烃气体的产率增大,同时也加速了重烃气体的裂解,导致重烃气体大量裂解的温度降低。