GeoCube： 面向大规模分析的多源对地观测时空立方体

随着对地立体观测体系的建立,遥感大数据不断累积。传统基于文件、景/幅式的影像组织方式,时空基准不够统一,集中式存储不利于大规模并行分析。对地观测大数据分析仍缺乏一套统一的数据模型与基础设施理论。近年来,数据立方体的研究为对地观测领域大数据分析基础设施提供了前景。基于统一的分析就绪型多维数据模型和集成对地观测数据分析功能,可构建一个基于数据立方的对地观测大数据分析基础设施。因此,本文提出了一个面向大规模分析的多源对地观测时空立方体,相较于现有的数据立方体方法,强调多源数据的统一组织、基于云计算的立方体处理模式以及基于人工智能优化的立方体计算。研究有助于构建时空大数据分析的新框架,同时建立与商业智能领域的数据立方体关联,为时空大数据建立统一的时空组织模型,支持大范围、长时序的快速大规模对地观测数据分析。本文在性能上与开源数据立方做了对比,结果证明提出的多源对地观测时空立方体在处理性能上具有明显优势。     

基于构造导向的叠后处理技术——以渤海湾盆地A油田为例

对地震资料进行叠后解释性处理时,往往只是单纯的数学运算很少受到地质条件的约束。当地下岩层为水平地层时,这种方法会获得较好的效果。但地下岩层具有一定的倾角,这时就可能会发生分辨率降低、信噪比下降或资料失真等现象。针对这个问题,引入构造导向体来约束叠后资料的处理过程。首先根据原始地震资料生成包含倾角和方位角信息的构造导向体;其次在构造导向体的控制下以相似性为判断条件对原始地震资料进行构造导向的中值滤波或扩散滤波;最后通过原始地震资料和相干体等对处理前、后的资料品质进行了综合的分析对比。方向信息的引入使运算沿着构造的走向进行,消除了地层倾斜的影响,最大程度保证资料真实性的同时使资料的品质得到极大地提高,有效指导了A油田井位的设计和实施。     

航天器精测数据可视化模型U-SAM设计及实现

经纬仪测量设备能够获取卫星及星上仪器设备安装的角度和位置等精测数据,而从测量数据本身不易直观分析出航天器壳体结构和星上设备安装的精度。为此设计了一种基于Unity的航天器精测数据可视化模型——U-SAM。本文在分析目前航天器精测数据可视化存在问题的基础上;重点阐述和论证结合立方镜准直测量原理设计U-SAM可视化模型的方法;并测试了基于U-SAM模型的可视化效果。结果表明,基于该模型对测量数据可视化能够形象、直观、快速地反映测量数据目前具有的或在随后的测量过程中可能出现的误差趋势,从而指导工作人员对设备总装、测量手段等进行不断地调整和优化。该模型能够高效地对测量数据进行诊断,检测测量数据的正确性和有效性为航空航天部门提供技术支持,减轻测量工作强度,提高工作效率。     

基于极化相干矩阵的河流水质污染监测初探

利用遥感手段监测水质污染具有监测范围广、实时性强的优点。本研究选择中国南方地区水质变化明显的河流区域作为研究对象,利用C波段星载极化合成孔径雷达(极化SAR)卫星RADARSAT-2提供的数据,对基于极化SAR的河流水质污染监测技术进行了初步研究。首先介绍了电磁波的极化现象以及极化SAR的基本原理;其次结合一次同步测量实验,提取河流区域,并对极化SAR数据与水质常见监测指标的监测数据进行对比分析,通过对10个采样点18组数据的分析发现,极化相干矩阵中的T 22元素与部分水质指标(如五日生化需氧量BOD₅等)具有较强的相关性,从而反映水质的污染状况;并通过实测数据和最小二乘法,拟合得到了利用[T]矩阵元素反演BOD₅的经验公式,拟合系数达到0.82。最后通过对地表散射模型和菲涅尔系数的分析,从理论上探讨了极化相干矩阵中部分元素与水体物理性质存在相关性的原因。初步理论分析和实验数据表明,T 22元素能够反映水体的污染状况。     

陷落柱的地震识别技术及其应用

通过地震资料解释的研究与实践,对华北石炭二叠系中陷落柱的地震识别技术及其应用情况,进行了较系统的分析和总结。这对今后正确分辨和圈定陷落柱具有一定指导意义。地震剖面、水平时间切片和沿层振幅切片、相干体技术、波阻抗反演技术等,在对陷落柱的发育部位及其空间关系的解释方面,各有其独特效果。山西某矿陷落柱相当发育,利用陷落柱的综合地震识别技术进行解释,效果明显。      

小波分析与C3相干体在小断层解释中的应用

利用小波分析的分频特性及C3相干数据体比常规振幅数据体具有更高的构造分辨能力的特点,将小波分析与C3相干体两种方法相结合,用来识别煤矿采区小尺度构造,特别是识别小断层.实际应用表明,利用小波分析与C3相干体可更加精细地揭示断层等构造信息,提高小断层识别能力.     

模糊地理实体不确定性综合描述研究

从二型模糊的角度讨论了模糊地理实体的不确定性,基于空间数据的位置误差,利用模糊集的λ-截集和圆误差带模型推导了模糊地理实体隶属度的误差模型,并给出了隶属度不确定性的度量方法,提出了用隶属度误差立方体来综合描述模糊点的不确定性。     

Application of advanced system identification technique to extract roll damping from model tests in order to accurately predict roll motions

In this paper our previously developed advanced system identification technique [1] has been applied to extract the frequency dependent roll damping from a series of model tests run in irregular (random) waves. It is shown that this methodology accurately models the roll damping which can then be used to produce accurate predictions of the ships roll motion. These roll motion predictions are not only more accurate than the potential flow predictions but more accurate than potential flow models corrected using either empirical prediction methods [2] and even those corrected using roll damping obtained from free decay sallying experiments. This methodology has the potential to significantly improve roll motion prediction during full scale at sea trails of vessels in order to dramatically improve safety of critical operations such as helicopter landing or ship to ship cargo transfer.     

SAR interferometric coherence analysis for snow cover mapping in the western Himalayan region

Abstract

Information of snow cover (SC) over Himalayan regions is very important for regional climatological and hydrological studies. Precise monitoring of SC in the Himalayan region is essential for water supply to hydropower stations, irrigation requirements, and flood forecasting. Microwave remote sensing has all weather, day and night earth observation capability unlike optical remote sensing. In this study, spaceborne synthetic aperture radar interferometric (InSAR) coherence analysis is used to monitor SC over Himalayan rugged terrain. The feasibility of monitoring SC using synthetic aperture radar (SAR) interferometry depends on the ability to maintain coherence over InSAR pair acquisition time interval. ERS-1/2 InSAR coherence and ENVISAT ASAR InSAR coherence images are analyzed for SC mapping. Data sets of winter and of snow free months of the Himalayan region are taken for interferogram generation. Coherence images of the available data sets show maximum decorrelation in most of the area which indicates massive snowfall in the region in the winter season and melting in the summer. Area showing coherence loss due to decorrelation is mapped as a snow-covered area. The result is validated with field observations of snow depth and it is found that standing snow is inversely related to coherence in the Himalayan region.     

北半球环状模周期变化和突变研究

利用NOAA提供的1871-2008年月平均海平面气压场、雪盖、海冰等再分析资料、NASA提供的地表温度场资料、太平洋年代际振荡(PDO)指数,采用小波分析、带通滤波和凝聚谱分析等方法,研究了北半球环状模(NAM)周期变化及其影响因子.研究结果表明NAM在20世纪60年代前后发生了显著的年代际尺度周期突变,NAM在1895-1955年存在显著的准35年周期振荡,而在1971-2008年则主要以准15年周期振荡为主.NAM年代际尺度周期突变与外强迫源振荡周期变化有关,但突变前后与NAM周期振荡密切相关的外强迫因子并不尽相同.在1960年代之前,PDO、ATM、北美雪盖以及南极海冰涛动等外源强迫因子与NAM在准35年尺度上关系密切;而在1960年之后,NAM准15年振荡则与ATM和欧洲雪盖、南极海冰涛动等因素有关.