正二十面体全球剖分模型的Geometry Clipmap球面绘制

地形绘制一直是图形学研究的热点问题,尤其是球面地形绘制,其在形状和数据组织方面比平面地形绘制更加复杂。在已有球面地形绘制算法的基础上,提出一种基于Geometry Clipmap的球面地形剖分与绘制方法。该方法以构建正二十面体球面网格为基础,将正二十面体划分为十个菱形区域,采用球面菱形网格的剖分,针对每个菱形区域的周边网格进行重新剖分和组合,形成一个虚拟的3×3的大菱形区域,扩大了Clipmap的活动范围,并在一定程度上解决了Clipmap的跨边界问题。实验结果表明了本文方法的可行性和有效性。     

异心球形电容器电容的精确解

提出了导体系统电容问题求解的一种新方法，借助双球面坐标系和平行板电容公式，求出了异心球形电容器电容的解析式。此外，对另外几种类型异体系统的电容也作了讨论。     

脑动脉粥样硬化斑块中钙化物矿物学特征研究

脑动脉钙化与脑动脉系统病变有密切联系。本文从矿物学角度出发,使用偏光显微镜(POM),扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、显微红外光谱(micro-FTIR)、同步辐射微区X射线衍射(μ-SRXRD)以及同步辐射微区X射线荧光光谱(μ-SRXRF)对脑动脉粥样硬化斑块中的钙化样品进行了研究。结果表明,钙化主要有球状和块状两种集合体形态,球状钙化具有同心环状或同心放射状构造,直径约0.3~5μm;块状钙化中可见球状钙化被杂乱分布的柱状纳米晶体包裹。钙化主要矿物相为B型碳羟磷灰石(B-CHA),并含Na、Mg、Zn、Fe和Sr等元素,与主动脉钙化中的矿物组成类似。钙化在其形成初期呈分散的小球状,后期大量球体逐渐被CHA纳米晶体充填胶结形成了致密的块状钙化。     

球近似艾黎-海斯卡宁均衡模型分析

针对传统的均衡重力异常方式基于平面近似,积分范围较小、计算公式的适用性受限、表征的信息量有限的问题,该文在球坐标下分析艾黎-海斯卡宁(Airy-Hesikanen)均衡模型。以计算点向径为半径,将地形分为布格球壳和粗糙地形两部分,计算其地形影响和均衡改正。在实验区,选用补偿深度21km、密度差0.678g/cm3的模型参数,采用该文公式和传统公式计算均衡重力异常,并比较分析其计算值。结果表明,以球近似Airy-Hesikanen均衡模型计算均衡重力异常值,在小积分范围以及平坦地区,与传统公式计算值的精度相当;但随着积分半径增加,球近似Airy-Hesikanen均衡模型计算值精度不断提高、变化更平缓,说明球近似AiryHesikanen均衡模型代替平面近似Airy-Hesikanen均衡模型应用于重力问题研究更为符合地球实际情况。     

各向异性组合滤波法反演陆地水储量变化

地球时变重力场模型反演陆地水储量变化已为全球气候变化研究作出巨大贡献,考虑到时变重力场模型球谐系数中存在相关性,其高阶次项具有较大的误差,需采用最优的滤波方法进行空间平滑。本文提出一种新的各向异性组合滤波方法,其基本思想是将改进的高斯滤波法与均方根(root mean square,RMS)滤波法组合,即对球谐系数的低阶次采用改进的高斯滤波法,而高阶次采用RMS滤波法。首先分析了最新的GRACE RL05系列时变重力场模型系数误差特性,基于全球水储量变化反演结果,分析比较了高斯滤波、改进的高斯滤波、RMS滤波和DDK滤波与本文提出的组合滤波法的有效性及精度,并利用模型结果进行了验证,计算结果表明,组合滤波法的中误差最小。研究结果表明,本文提出的组合法相比于先前的滤波方法,可有效地过滤高阶次的噪声,消除南北条带误差,同时减少信号泄漏,提高信噪比,保留更多有效的地球物理信号,进而提高反演精度。     

Internal waves in a rotating stratified spherical shell: asymptotic solutions

Summary. Small amplitude oscillations of a rotating, density-stratified fluid bounded by a spherical shell are examined. No restrictions are placed on the thickness of the shell. The internal mode spectrum is examined in the complete rotation-stratification parameter range including the regime that is appropriate for a plausible stratification distribution in the Earth's fluid core. A mathematical model is derived in terms of an eigenvalue PDE of mixed type. The existence of oscillatory solutions is exhibited in the limits of no rotation and no stratification. The frequency spectrum is extended asymptotically away from these limiting cases. A reduction in the complexity of the PDE for modes oscillating at the inertial frequency is exploited. A variational formulation is constructed in which the stratification parameter is treated as an eigenvalue of the system for fixed wave frequency. The spectral information is again extended asymptotically away from these 'accessible' points. Although the PDE reduces to Laplace's tidal equations (LTE) only under stringent parameter restrictions, it is observed that aspects of the behaviour of low frequency LTE modes are reproduced in the general model.     

Reflection effect in close binaries. II. Distribution of emergent radiation from the irradiated component along the line of sight

We have calculated the effects of irradiation from a point source observed at infinity. Plane-parallel approximation and spherically-symmetric approximations are employed in calculating the self-radiation field for the sake of comparison. It is found that there are considerable changes in the radiation received at infinity between the approximation of plane-parallel stratification and spherical symmetry.     

球面四元三角网的复杂拓扑关系计算

针对已有球面四元三角网拓扑关系计算方法不能处理带空洞复杂目标的情况,提出了基于公共三角格网来计算球面四元三角网复杂拓扑关系,该方法能准确判断出带空洞复杂目标的拓扑关系,为全球空间分析和应用提供了新的思路。     

基于QTM的海平面上升分析与模拟

针对海平面上升影响范围分析与模拟这一国际前沿问题,通过研究基于球面四元三角网(QTM)的关键技术问题,包括复杂拓扑关系计算、LOD剖分、球面水淹分析、基于QTM的多分辨率的DEM数据组织方法和分析精度的相关性评定等,以.Net和Direct3D为开发工具,设计开发了基于QTM的海平面上升影响范围评估模型。该研究结果可为全球海平面上升影响的防灾减灾决策提供有效支撑,并推动了球面数据模型和球面格网拓扑分析的理论成果在全球变化预测相关领域的应用进展。     

基于球谐函数模型的电离层预报

据球谐函数模型系数的特点,采用ARMA(p,q)模型对球谐函数模型系数进行预报,由球谐函数模型计算电离层VTEC。提出了针对某一时刻球谐系数进行预报的方法,相比传统按照时刻顺序的预报,预报时间大大延长,预报精度也有所提高。试验结果表明,相比中高纬度地区,低纬度地区预报精度偏低,同时,一天中不同时刻预报结果有所差别,前半天的预报效果明显好于后半天。