北太平洋SST的时空分布特征及其与黑潮大弯曲和El—Nino的关系

用EOF分析方法对北太平洋及赤道太平洋地区1949～1979年31年海表面温度距平场进行分解,得到几个主要距平海温模态(EOF1～3),分析了EOF1～3的时空分布特征。得到海温距平场的EOF1和EOF2～3模态分别对E1—Nino事件和黑潮大弯曲有很显著的相关性,指出SST第三模态场对黑潮大弯曲的影响具有很好的持续性,持续时间为1～2年。最后讨论了相互的影响过程,为黑潮大弯曲和E1—Nino事件的预报的可能性提供了依据。     

大沽河口悬浮泥沙遥感模式实验研究

河口悬浮泥沙反射率渡谱特性研究是悬浮泥沙遥感定量分析的基础工作。不同水域悬浮泥沙物质成份、粒径分布和浓度的不同,其相应的反射率波谱特性也有所差异。对此,国内外尚未建立起具有普适型的算法模式,用以处理不同水域的悬浮泥沙遥感问题。鉴于此,我们于1991年9月6～11日对胶州湾大沽河口区进行了现场悬浮泥沙波谱特性实验。由此建立了大沽河口悬浮泥沙落度SSC与陆地卫星TM_3和TM_4渡段相应的光谱反射率之间的数学模式。经过相关分析和误差分析的检验证明,由模式计算所得结果是令人满意的。     

基于唐宋文人足迹集聚性分析的中心文化城市变迁

中国历史文化研究一直是中国文学研究的热点,大量的研究都是基于文学作品本身或文人个体特征进行,缺乏大数据的支持;历史的发展是大量个体共同驱动的结果,文化地理中众多文人的行为潜在影响着古代文化分布和变迁。本文提出基于文人群体运动行为的位置关联和聚合的大数据分析方法,根据唐宋时期文人的移动足迹数据来论证中国历史上的文化中心城市的变迁。文化地理领域中的3次文化中心转移的观点,是基于3次历史事件驱动的定性推理分析,缺乏有效的古代文化方面的数据支撑。本文力图从数据科学、信息科学和GIS分析角度来审视这一结论。从人文领域已经出版的学术研究著作中采集唐宋时期具有代表性作家的11万条足迹数据,利用GIS的位置关联技术形成足迹图,构建了文人迁徙网络图;并采用空间化的PageRank算法计算出唐宋时期各城市的文化吸引力,直观地呈现出了不同时期文人聚集的中心城市,重塑唐宋文化中心变迁。同时,从定量、地理位置变化和时序角度剖析了中国不同时期城市的文化吸引力的分布和变化。为论证中国文化中心的南北变迁,对唐宋时期的城市文化吸引力聚合,以20年间隔来科学计算出南北文化中心的对比和演变,科学表现文化中心的南北随时间的变化,论证了中国文化中心3次南移的后2次,发现中国文化中心南移的时间早在北宋时期就已完成。     

西藏尼木地区遥感数据地温反演与地热异常预测

为探明西藏尼木地区地热资源的空间分布及指导该区地热资源的勘探与开发,选取2010年1月21日与2月22日的Landsat 5TM数据,基于单波段的单窗算法进行地表温度反演,并利用ArcGIS软件分析了地表温度、已有地热异常点、构造及人类活动之间的关系,对该区潜在的地热异常进行预测。结果表明,地表温度分别为： -21.75～40.65 ℃,-18.95～46.45 ℃,二者进行对比分析表明反演结果符合实际且结果可靠。依据遥感数据地温反演结果,发现区内温度异常区比背景区高10 K以上,研究区存在未被发现的隐伏断层及地热活动异常信息,由此划分出21个潜在地热异常区。结论认为位于亚东—谷露与雅鲁藏布江缝合带交汇区的尼木地区地热异常特征明显,勘探开发前景广阔;在高寒缺资料区基于遥感单窗算法进行温度反演,可以有效提取地热异常信息,帮助预测具有开发前景的地热异常区,并进一步识别圈定具有勘探意义的靶区。     

Single point mooring system modal parameter identification based on empirical mode decomposition and time-varying autoregressive model

A method based on empirical mode decomposition (EMD) and time-varying autoregressive (TVAR) model is proposed here to identify the modal parameters of time-varying systems, such as the Floating Production Storage and Offloading (FPSO) single point mooring system. For the EMD–TVAR method, the original signal is decomposed into a finite number of ‘intrinsic mode functions’ (IMFs) by the EMD. Each IMF can be represented as a TVAR model. Then, the time-varying modal parameters i.e., instantaneous frequency (IF) and modal dumping, can be obtained by the basis functions expansion method. The proposed EMD–TVAR method has good results in two experiments compared with the Huang–Hilbert transformation and Short Time Fourier Transform method, and it has been used to analysis the modal parameters of FPSO single point mooring system successfully. The system's time-varying characteristic and its frequency distribution can be known from the modal analysis results.     

基于高度计遥感数据的北太平洋中尺度涡提取

针对海洋中尺度涡现象,提出一种基于海平面高度异常数据(SLA)的中尺度涡泛克里金提取算法。该算法运用变差函数工具计算SLA变差场,定义为广义振幅场,再利用泛克里金插值消除数据虚警和噪声,借助广义振幅场与实际振幅的关系通过少数几条特征等值线实现涡旋及其属性的提取。选取北太平洋作为实验区,采用2012年4月的4期SLA进行了中尺度涡的定量提取、分析,共提取出841个中尺度涡(含3个多核涡),包含450个气旋涡和391个反气旋涡;与其他遥感提取方法的对比显示北太平洋中尺度涡的成功检测率接近90%,过度检测率小于20%。结果表明:(1)算法具有省时高效性,通过对SLA场的重构创建广义振幅场,避免了等值线筛选过程,相对于海面高度闭合等值线等其他遥感方法具有判据简单及提取速度快的特性;(2)可靠性好,能够通过推导得出的特征等值线确保稳定的提取准确度;算法建立在发展成熟的等值线提取方法之上,并且有变差函数与泛克里金法的理论支撑;(3)自适应性强,可以对任意海区进行实时的涡旋检测和提取,并且除振幅值统计资料及必要基础数据外无需依赖其他辅助性数据。     

中国地震预警延迟时间算法及其对预警盲区的影响研究

通过分析预警系统的预警步骤来探讨影响获得预警时间的因素,并与瑞士地震台网预警延迟各步骤进行对比,得出中国地震预警系统仪器延迟时间为7.6s。提出地震波到台站所需时间的算法,较震中假设在台站中间的传统算法更为准确,在此算法下采用双台法和四台法计算接收地震波所需时间,得到中国地震预警延迟时间。讨论双台法和四台法在不同震源深度和台站密度下对预警盲区大小的影响,在台间距小于20km时,2种方法预警盲区差异不大。通过理论计算得出,在台站到达一定密度时,预警系统仪器延迟时间缩短比台站加密对预警盲区的缩小更有效。     

Kriging with Inequality Constraints

A Gaussian random field with an unknown linear trend for the mean is considered. Methods for obtaining the distribution of the trend coefficients given exact data and inequality constraints are established. Moreover, the conditional distribution for the random field at any location is calculated so that predictions using e.g. the expectation, the mode, or the median can be evaluated and prediction error estimates using quantiles or variance can be obtained. Conditional simulation techniques are also provided.     

SEASONAL VARIATIONS OF CONVECTIVE ACTIVITIES OVER THE SOUTH CHINA SEA AND ITS NEIGHBORHOOD AND THEIR COMPARATIVE ANALYSES IN THE STRONG AND WEAK CONVECTION YEARS*

The seasonal variations of convective activities over the South China Sea(SCS) and its neighborhood.as well as the similarities and differences of convection in the different key regions during the strong and weak convection years are analyzed by using the pentad data of TBB from 1980 to 1993.The results show that in winter and summer the seasonal variations of the convective activities are synchronous over the SCS and its neighborhood,the anomalous convection amplitudes are obviously different in different regions.The significant extents of convective activities have somewhat seasonal differences in the strong and weak convection years.In the strong convection years,it is in winter,spring and autumn that the convection anomaly is more evident than that in the normal years,however,after the summer monsoon onset the convection is sustained.stable and similar to that in the normal years.In the weak convection years.the convection weakens greatly in each season.but the primary weakening occurs in spring.summer and autumn.No matter in the strong or the weak convection years.the convective activities are somewhat of difference in the Bay of Bengal.the Indochina Peninsula.the SCS and the Philippines.In addition.the convective activities are also different over the south and the north parts of the SCS.the convection variation in the strong year is similar to that in the weak year over the north part of the SCS.but over the south part there are great differences.