海底管线整体屈曲过程中土体水平向阻力模型研究

高温、高压作用下不埋或浅埋的海底管线较易发生水平向整体屈曲,土体对管线的阻力决定了管线的变形形态及变形后的应力状态,因此,确定管线受到的土体阻力对准确地分析管线的整体屈曲有重要意义。开展了基于渤海砂性土体的系列室内模型试验,测定了不同埋深条件下管线受到的土体阻力,建立了随埋深条件而变化的土体动态阻力模型,揭示了埋深对土体阻力峰值和最终稳定值的影响。由于ABAQUS内置的罚函数接触模型无法实现管-土界面的动态摩擦特性,开发了子程序VFRIC,在管线温-压联合作用下的整体屈曲分析中成功引入了建立的土体动态阻力模型,实现了土体阻力大小与管线位移相关的动态接触特性模拟,从而较为真实地反映了管线整体屈曲过程中受到的土体阻力变化过程。研究表明,不同土体阻力模型对管线整体屈曲分析结果影响显著,在动态阻力模型中由于土体阻力存在峰值和衰减过程,因此计算得到的管线整体屈曲临界轴力明显提高,管线屈曲变形更为集中,最大弯矩和应变也相应增大。     

泥沙起动概率的高速摄影测量方法

为了通过实验测量泥沙起动概率,基于封闭槽道内开展的泥沙起动实验,系统论述了基于高速摄影的起动概率测量方法所涉及的起动概率定义、相机采样频率、图像处理方法、起动比例与运动比例的关系等关键问题.根据泥沙在水流紊动猝发作用下起动的物理机制,定义实测起动概率为单个紊动猝发周期内,从一定面积床面上冲刷外移的泥沙比例.根据推移质运动概念模型,提出高速图片拍摄间隔应小于推移质运动的中间时间尺度,以捕获泥沙的每一次起动.在高速图像处理时,通过连续两帧图片之间的灰度差实现运动比例的无偏差提取.进一步分析表明,运动泥沙可处于起动、止动或滑翔状态,运动比例等于起动比例、止动比例和滑翔比例之和,起动比例与运动比例之比等于两张图片之间的时间间隔除以推移质运动的中间时间尺度.基于上述关键技术,将高速摄影测量方法用于泥沙起动概率的测量,结果表明,临界起动水流条件时,床沙处于少量起动现象,对应的临界起动概率与窦国仁所推导的2.28%接近.     

基于NSCT与IHS变换的SAR与多光谱图像融合

针对SAR图像和多光谱图像提出了一种基于NSCT与IHS变换的图像融合方法。首先对多光谱图像进行IHS变换;然后对SAR图像和多光谱图像的I分量分别进行NSCT分解,在不同频域子带系数选择时,针对高频系数和低频系数分别采用不同准则进行融合得到新的I分量;最后经IHS逆变换得到融合图像。为验证算法性能,分别选用2组不同空间分辨率比的SAR与多光谱图像开展融合实验,采用信息熵、平均梯度、相关系数等客观指标与主观评价相结合的方式,对融合结果进行分析。结果表明,该方法优于传统融合方法。     

双拖网渔船主机额定马力与网具大小关系的初步研究

为了充分发挥拖网渔船主机效能，根据渔场和捕捞对象特点选择适当拖速，设计拖网时，必需计算拖力和网具阻力，确定主机马力与网具大小的适当比例，但是由于影响拖力和网具阻力的因素很多，也比较复杂，因此，到目前为止，尚未见有较简易准确的计算拖力和拖网阻力的方法；本文主要根据几年来参加广州、南京、拖网模型试验的体会和试验数据、     

提高INSAR干涉图质量的过采样方法

在对干涉图中频谱混叠噪声的成因及其影响进行深入分析的基础上,研究通过对原始影像频谱进行过采样来消除频谱混叠的方法;同时为了将过采样后的干涉图恢复到原始影像大小,又探讨了干涉图的欠采样理论,并推导出加权欠采样函数.实验结果表明,文中的过采样--加权欠采样方法能有效消除干涉图中的频谱混叠噪声,经欠采样处理后的干涉图条纹边缘更加清晰,残余点数较原始干涉图减少90%以上.     

利用粒子滤波进行动态精密单点定位观测异常影响控制

采用粒子滤波控制观测异常影响,提高动态精密单点定位精度。粒子滤波是一种非高斯噪声分布的动态滤波,通过重点概率密度进行随机采样以获取高精度状态参数;根据观测噪声概率密度、状态噪声概率密度以及重点概率密度等因素确定粒子权值,降低受污染粒子对定位结果的影响;采用Kalman滤波进行重点采样,减缓粒子退化;采用单差无电离层固定模糊度,减少状态参数维数,进而减少粒子的选取个数。实测数据结果表明,粒子滤波有效控制了观测异常影响,提高了动态精密单点定位的精度。     

一种基于嫦娥一号CCD影像的影像匹配方法

月球测绘是完成月球探测任务的基础保障。这里提出了一种适合于CE-1获取的CCD影像的多尺度约束自动匹配方法。首先利用SURF算子提取影像上特征点;然后进行基于准核线和最小欧式距离约束的影像匹配;最后采用随机采样算法对误匹配点进行剔除而得到同名点信息。实验结果表明,该匹配方法提取的同名点有利于CE-1月球影像DEM的生成。     

南大洋海冰影像地图投影变换与瓦片切割应用研究

南大洋海冰分布是南极考察过程中影响破冰船航行的重要因素,也是南极研究的重要内容之一。目前国际上不同机构发布的南大洋海冰分布图,大多是球面投影,不能直接用于主流的瓦片地图发布。将极方位立体投影海冰图转换为目前主流的网络墨卡托投影地图,并利用合适的图像重采样方法,按照不同级别比例尺进行瓦片切割和编号存储,最终实现海冰影像地图的发布共享是本文的主要研究内容。笔者对不同的图像重采样方法进行了比较,分析了最邻近点采样方法、双线性内插和双三次卷积重采样方法的优劣,针对本文的研究优选双线性内插方法进行影像地图瓦片的切割,并最终叠加融合在Google地图上,实现了Google底图、准实时海冰影像图与破冰船走航位置的集成显示,为雪龙船的冰区航行提供了重要的数据支撑。     

北京市住宅用地开发压力与城市扩张预景——基于阻力面的分析

基于城市经济学的一般理论,从市场机制下的供给方视角出发,提出了预测大都市区住房建设区位选择的一个新模型,并利用2005～2009年北京市新增住宅项目的抽样空间数据进行了实证研究,进而应用阻力面模型模拟了北京市未来住宅建设用地开发压力和城市扩张的空间格局。研究表明:北京市的新增住房用地区位选择总体上符合单中心同心圆的基本模型,但正在逐渐向等级制特征下的多中心格局演化,北部、西北部区县的中心城区以及南部新城、新开发区周边更有可能成为潜在的下一轮住宅建设核心区,从而成为城市扩张的重点区域。