轨道扣件病害自动化检测研究及应用

传统扣件检查基本采用人工检查方式,不仅工作效率低、劳动强度大,而且人为干扰因素多、检查采样率低。针对以上问题,本文提出了一种基于线结构光传感器的轨道扣件损伤和松动检测方法,并开发了轨道扣件智能监测系统以实现扣件病害自动检测。最终将研究成果应用于徐州市某地铁区间轨道扣件检测,验证了该方法的可行性和准确率,为地铁轨道扣件检查提供了新方法。     

中国区域DMSP-OLS与NPP-VIIRS夜间灯光影像校正

本文基于对传统不变目标区域校正法的改进,选择4期辐射定标参考影像对DMSP-OLS影像进行了饱和校正与时间序列连续性校正。通过阈值法去除了NPP-VIIRS影像的背景噪声及异常值,利用对数变换压缩了其灯光辐射值的动态范围,使其亮度分布更接近于DMSP-OLS数据。利用BiDoseResp函数模型对NPP-VIIRS影像进行了一致性校正,获得了1992-2019年长时间序列夜间灯光影像。从定性、定量及校正影像与社会经济参量的相关性方面对校正结果进行了精度验证。结果表明,改进后的校正方法改善了DMSP-OLS影像饱和严重的现象,使其获得了长时间序列纵向可比性。BiDoseResp函数模型可以很好地拟合DMSP-OLS和对数变换后的NPP-VIIRS之间的回归。校正后的长时间序列灯光影像数据与社会经济参量高度契合。校正结果对推广长时间序列夜间灯光影像的广泛应用、深化长时间序列科学问题的研究具有重要价值。     

点云分割方法性能评价与对比分析

针对原理相似,但空间邻域类型、相似性准则不同导致的基于区域生长的点云分割方法对同一数据具有不同分割效果的问题,该文介绍了现有的5种基于区域生长的点云分割方法的基本原理.5种方法可以归纳为两种分割过程,即逐点生长和表面生长.所采用的分割准则包括法线向量夹角、点到拟合平面距离和曲率等.另外,不同的分割方法采用不同的分割策略,即使在使用相同的生长准则情况下,仍然会得到有显著差别的分割结果.实验结果表明,区域生长过程中采用RANSAC优化的邻域与法线向量的方法可以有效解决平面相交区域次优分割、过分割问题,而且该方法仅使用法线向量夹角生长准则即可得到较好的分割效果.     

市域尺度下甘肃省耕地变化的区域差异研究

以甘肃省2009—2016年市域单元的年末耕地面积为基础,计算相对变化率、年耕地变化动态度,采用定性加定量的研究方法,运用ArcGIS空间分类技术呈现耕地面积变化快慢的空间分异特征,并对甘肃省各个市域单元的耕地面积变化差异及其原因进行探索和研究,研究结果表明:1)2009—2016年甘肃省人均耕地面积远大于全国平均水平,且人均耕地面积数量基本稳定;2)2009—2016年甘肃省耕地面积净增72540 hm2,相对变化率2.08％,其耕地数量平稳增加;3)甘肃省耕地面积变化快慢程度有所不同,张掖市年耕地变化动态度高达2.473,耕地数量快速上升.耕地变化区域差异的研究为进一步探索其农业协调稳定的发展打下了坚实基础.     

C波段雷达在新疆区域数值预报系统中的应用初探

基于新疆区域数值预报系统（Desert Oasis Gobi Rapid Analysis Forecast System,下称DOGRAFS）,开展了同化C波段雷达资料对2010年10月6日发生在新疆的一次强降水过程预报结果影响的试验分析。其中设计包括不同化任何资料、同化常规资料、同化雷达反射率因子、同化雷达径向风、同时同化反射率因子和径向风五组试验,重点分析了雷达资料同化对此次天气过程降水、温度以及风速模拟效果的影响。结果表明：（1）同化雷达径向风和同时同化径向风和反射率因子相对于其他三组试验,对降水预报的TS和ETs评分更高;（2）相对于其他三组试验,同化雷达径向风和同时同化径向风和反射率因子对模式垂直方向上的温度、风速预报偏差具有一定的改善效果;（3）对于地面2 m温度和10 m风速而言,同化常规观测资料比其他四组试验预报的平均偏差和均方根误差更小;其它四组试验误差相当,差别不明显,表明同化雷达对近地面层温度和风的影响不明显。本研究旨在探索C波段雷达观测资料在新疆区域数值预报系统中的适用性,为今后雷达观测资料在业务系统中的应用提供参考。     

北疆寒潮天气分析及预报

利用1998-2014年20场北疆典型寒潮天气过程的高空、地面和数值预报产品资料,对北疆寒潮天气进行了环流分型和区域分型,总结了环流型与冷空气路径、区域类型的对应关系,重点统计了不同季节北疆寒潮爆发前一天内500hPa脊前北风急流、锋区强度、中低空冷空气强度、地面冷高压等特征量的平均值和最大、最小值,并检验欧洲ECMWF数值预报产品在北疆寒潮天气预报中的预报能力,为北疆寒潮精细化预报提供了技术参考。     

古雷石化基地区域雷电灾害风险评估与区划

通过对福建古雷国家级石化基地建立区域雷电灾害风险评估模型,计算各子区域内的雷电灾害风险值,得出各子区域的风险分布情况和风险等级,对区域进行雷电灾害风险区划;在此基础上对项目现状及未来规划建设情况提出相应的雷电灾害风险管理建议,确保防雷装置合理,提高项目区域内人身安全,减少因雷电灾害造成的经济财产损失。     

观测数据整合与共享的实现

为了有效解决不同厂家区域站数据存储结构不统一的问题,实现各类自动气象站观测数据的集约化使用,以整合区域站、自动站数据建立统一的应用数据源,建立标准的访问接口和数据共享系统为目标,设计了观测数据整合与共享系统,使用数据库触发器、存储过程以及.net平台编程技术实现。     

面向山地地区的区域地质三维模型构建

针对山地地区地质构造复杂的特点,研究现有三维地质模型构建方法。结合已有地质资料,设计从构建剖面框架、绘制剖面到构建地质模型等流程,构建山地地区的区域地质三维模型,实现区域地质三维模型在三维数字城市平台的可视化集成模拟,以及三维场景中对区域地质的管理查询。     

边界层参数化方案在“灰色区域”尺度下的适用性评估

随着数值预报模式分辨率的提高,当模式网格距与含能湍涡的长度尺度相当时,模式动力过程可解析一部分湍流运动,而剩余的湍流运动仍需参数化,此时便产生了湍流参数化的“灰色区域”问题。对传统的PBL（Planetary Boundary Layer）方案在“灰色区域”下的适用性评估,是改进PBL方案以使其能够适应分辨率变化的前提和基础。本研究基于干对流边界层的大涡模拟试验,比较了WRF（Weather Research and Forecast Model）模式中四种常用的边界层参数化方案[YSU（Yonsei University）、MYJ（Mellor-Yamada-Janjic）、MYNN2.5（Mellor-Yamada-Nakanishi-Niino Level 2.5）、MYNN3）]在“灰色区域”尺度下的表现。研究表明,混合层内总热通量对所使用的参数化方案和水平分辨率均不敏感。不同参数化方案中次网格与网格通量的比例表现出对水平网格距不同的依赖性。局地PBL方案（MYJ、MYNN2.5）在混合层内的平均位温随网格距减小而增大,次网格通量随网格距减小而减小,较参考湍流场对次网格通量有所低估。YSU方案的非局地项几乎不随水平格距改变而变化,对次网格通量的表征并未表现出较强的分辨率依赖性,且过强的非局地次网格输送使混合层内温度层结呈弱稳定,抑制了可分辨湍流输送,不易于激发次级环流。MYNN3方案的非局地次网格通量（负梯度输送项）随网格距减小而减小,使其对次网格通量的表征具有较好的分辨率依赖性。PBL方案在“灰色区域”尺度下的适用性与具体分辨率有关。以分辨率500 m为例,四种PBL方案中不存在一种最佳方案,能对边界层的热力结构和湍流统计特征均有准确的描述。