Generation of 3D virtual geographic environment based on laser scanning technique

This paper demonstrates an experiment on the generation of 3D virtual geographic environment on the basis of experimental flight laser scanning data by a set of algorithms and methods that were developed to automatically interpret range images for extracting geo-spatial features and then to reconstruct geo-objects. The algorithms and methods for the interpretation and modeling of laser scanner data include triangulated-irregular-net-work (TIN)-based range image interpolation; mathematical-morphology (MM)-based range image filtering, feature extraction and range image segmentation, feature generalization and optimization, 3D objects reconstruction and modeling; computergraphics (CG)-based visualization and animation of geographic virtual reality environment.     

基于激光点云数据的古建筑BIM几何模型构建

针对古建筑BIM各种信息模型中几何模型构建的问题,提出应用三维激光点云数据和CloudWorx软件进行建模的方法。应用Cyclone软件对点云数据进行去噪、配准,按构件进行分割;应用CloudWorx软件进行模型的构建。研究古建筑的瓦片、柱体、梁、墙体、围栏等构件的建模方法,通过模型合并生成古建筑的整体几何模型。     

地震观测仪器自动监控软件设计与实现

结合地震地球物理观测台网台站监测工作实际,研制一款地震观测仪器自动监控软件。该软件适用于不同网络环境下IP类仪器设备的网络实时或定时自动监控,地球物理观测类仪器时钟、状态和观测数据的定时自动监控,能自动识别当日观测数据中的无效数据、变幅异常、干扰、地震和限幅等信息,无需借助其他硬件和软件即可将告警信息以短信方式发送给值班人员和管理人员,可实现对仪器原始观测数据的自动备份和手动恢复,及对仪器的一键重启和校正时钟等控制类操作,无需跨平台操作即可查看当日观测数据曲线及分析数据的完整性和有效性,从而实现对仪器的统一高效管理。     

高密度电法的三维数据场可视化

高密度电法是重要物探方法之一,由于它具有施工快捷、分辨率高、可靠性好、图像直观等优点,已被广泛应用于寻找金属非金属矿、地下水及各类工程地质勘察等众多领域.目前,该方法在数据资料处理方面还局限在二维图像.本文结合在山西阳泉复杂采空区利用高密度电法和高精度GPS测量联合勘察的工程实例,基于WinDisp软件平台,实现了高密度电法的三维数据场可视化,构建了视电阻率参数下的三维地质体结构模型,并且可以任意移动、旋转、切片、分层显示、实时显示真实地理坐标等.该模型客观、真实、形象地反映了电性异常的三维地质结构,为高分辨率预测复杂采空区的空间分布特征提供了直观、可靠的资料.     

基于NPSVM模型的超新星识别方法

巡天观测与高能物理、黑洞天文等领域均有密切的联系.基于星系-超新星二分类问题,研究光谱数据预处理,结合余弦相似度改善PCA(Principal Component Analysis)光谱分解特征提取方法,用SDSS(the Sloan Digital Sky Survey)、WISeREP(the Weizmann Interactive Supernova data REPository)组成的5620条光谱数据集训练支持向量机,可以得到0.498%泛化误差的识别模型和新样本分类概率.使用Neyman-Pearson决策方法建立NPSVM(Neyman-Pearson Support Vector Machine)模型可进一步降低超新星的漏判率.     

基于斩波轮技术的K波段接收机噪声校准研究

接收机是射电天文中用于探测微弱射电信号的重要接收设备.接收机的强度校准就是将接收机对射电源的响应转换为天文意义上的流量密度.常规方法就是使用经典的冷热负载法,将接收机自身的强度响应转换为一个等效的温度值,之后再据此对射电源做进一步标定.通过搭建基于斩波轮技术的K波段接收机强度校准平台,使用斩波轮法测试K波段常温接收机的噪声温度,并与传统冷热负载法的测试结果进行比对.结果显示,在晴好天气条件下,斩波轮法在30°、90°仰角下噪声温度的最大测试误差为7.5%和8.4%,可以很好地应用于实际噪声温度测试中;但在5°仰角测试中,由于过低仰角引入了地面噪声,使得斩波轮法的测试误差上升至20%–30%之间而无法使用.希望在此基础上进一步开展K波段天空亮温度的理论计算与实测,从而完善斩波轮技术的应用,使之可以满足在不同气象条件下的噪声校准测试需求.     

夏季怒江流域水汽输送多支特征及对降水影响

基于高空间分辨率0.25°的ERA-Interim再分析资料、TRMM 3B43 Version7数据、气象站点实测数据等多源数据,本文采用一种新的流域边界水汽通量概化和提取方法,揭示了夏季怒江流域水汽输送多支特征,并分析了其对降水时空分异的影响。研究表明,在高黎贡山南部、北部,伯舒拉岭北部及念青唐古拉山中部,有4支区域性水汽输送高值区,多年平均输送通量分别达102.6 kg/(m·s)、66.3 kg/(m·s)、39.7 kg/(m·s)和41.3 kg/(m·s)。多支水汽输送不仅深刻影响流域水汽输送格局,而且对降水时空分异也有不同程度影响。年际变化上,中下游横断山区水汽输送对降水的影响较小,上游青藏高原区影响较大,尤其以那曲—比如—索县一带影响最为显著。空间分布上,流域降水与水汽输送通量呈显著正相关,受多支水汽输送影响形成多个区域性多雨带。     

甘肃民勤自动站与人工站气象观测数据差异分析

从自动站与人工站观测方式的区别人手,对民勤国家基准气候站观测的数据进行整理与对比分析得出：（1）2种观测方式数据序列中,本站气压2a平均差值为0．1hPa,差值变幅在～0．3～0．5hPa;气温2a平均差值-0．1℃,差值变幅在-0．1～0．0℃之间;相对湿度2a平均差值为-1％,差值变幅在一4％～2％之间;2min平均风速2a平均差值为0．5m／s,差值变幅在0．3～0．7m／s之间,10min平均风速2a平均差值为0．4m／s,差值变幅在0．4～0．5m／s之间;地面温度2a平均差值为0．6℃,差值变幅在0．0～1．2℃之间。本站气压、气温、相对湿度、风向风速、地温差值虽然不固定,但对历史资料的序列连续性影响不显著;（2）各要素中差值最大的是地面最高温度,2a平均差值为1．8oC,差值变幅在-1．7～4．3℃之间;（3）自动站的观测结果比人工观测更真实、准确、科学,更接近大气中的实际情况。     

Assimilation of ASAR data with a hydrologic and semi-empirical backscattering coupled model to estimate soil moisture

The most promising approach for studying soil moisture is the assimilation of observation data and computational modeling.However,there is much uncertainty in the assimilation process,which affects the assimilation results.This research developed a one-dimensional soil moisture assimilation scheme based on the Ensemble Kalman Filter(EnKF)and Genetic Algorithm(GA).A two-dimensional hydrologic model-Distributed Hydrology-Soil-Vegetation Model(DHSVM)was coupled with a semi-empirical backscattering model(Oh).The Advanced Synthetic Apertture Radar(ASAR)data were assimilated with this coupled model and the field observation data were used to validate this scheme in the soil moisture assimilation experiment.In order to improve the assimilation results,a cost function was set up based on the distance between the simulated backscattering coefficient from the coupled model and the observed backscattering coefficient from ASAR.The EnKF and GA were used to re-initialize and re-parameterize the simulation process,respectively.The assimilation results were compared with the free-run simulations from hydrologic model and the field observation data.The results obtained indicate that this assimilation scheme is practical and it can improve the accuracy of soil moisture estimation significantly.     

多年平均气温数据空间化误差的尺度效应

属性数据空间化是利用矢量数据生成栅格数据产品的有效方法,它有助于不同来源、不同格式之间的数据的综合分析。空间化是一种必然有误差伴随的过程,为探讨空间化误差与数据源密度、空间化模型方法,以及空间化分辨率之间的关系,本文利用7种水平的气象站点密度、5种空间化模型方法和19种栅格分辨率分析多年平均气温数据空间化误差与这3类影响因子之间的关系。分析发现：（1）气象站点密度的降低导致多年平均气温数据的空间化误差增加;（2）在IDW、Kriging、Adjusted IDW、Regression和Anusplin 5种空间化模型方法中,Adjusted IDW、Regression、Anusplin比IDW、Kriging的精度高;（3）随着栅格分辨率的变粗,多年平均气温数据空间化误差增大;（4）在影响空间化精度的3类因子中,空间化模型方法对空间化精度的影响最大,栅格分辨率次之,气象站点密度的影响最小。通过多元回归分析,建立了多年平均气温数据空间化误差与这3类影响因子之间的定量模型,可为空间化技术方案的制定提供参考和依据。