基于激光云高仪反演全天边界层高度的两步曲线拟合法

大气边界层高度是天气、气候、大气环境研究中的一个重要参数,目前尚缺少基于激光雷达探测系统反演全天边界层高度的有效方法。文中利用北京朝阳站、大兴站的激光云高仪数据,首先评估了梯度法、标准偏差法、曲线拟合法和小波协方差法反演边界层高度的适用性和局限性,发现梯度法容易受环境噪声的影响,曲线拟合法稳定性较好,但在夜间弱湍流条件下会将残留层高度误判为夜间边界层高度。提出两步曲线拟合法,将一天中边界层结构划分为白天的对流边界层、夜间的残留层和稳定边界层,通过用不同的理想曲线对其进行两步拟合,获取全天边界层高度的变化。将两步曲线拟合法的反演结果与基于L波段探空雷达的位温梯度法的探测结果进行比较发现:两者相关系数为0.91,证明了两步曲线拟合法的可行性以及激光云高仪探测边界层高度的应用潜力。采用该方法反演2017年5—6月朝阳站与大兴站边界层高度,对比发现:城区特殊的下垫面性质使朝阳站日间对流边界层发展更早,边界层高度更高,全天朝阳站边界层高度的变化在308—1391 m,大兴站在197—1302 m。      

基于空间回归的B样条拟合在地面气温资料质量控制中的应用

将B样条拟合算法引入到地面气温资料的质量控制当中,在分析地面气温资料空间相关性的基础上,提出一种基于空间回归的B样条拟合地面气温资料质量控制方法(SRT_BSF方法)。为了检验SRT_BSF方法的有效性及适应性,利用SRT_BSF方法对多个场景地面气温资料进行质量控制,并与反距离加权方法(IDW方法)和空间回归方法(SRT方法)进行比较分析。试验结果表明,SRT_BSF方法相对于IDW方法和SRT方法更能有效地标记出地面气温资料中的存疑数据,同时多组独立案例的分析结果说明SRT_BSF方法具有更好的稳定性和适用性。      

几种地壳垂直运动分析方法的数值实验

本文结合一个实际例子,对地壳垂直运动的几种定量分析方法作了比较研究,对这些方法的适用范围及优缺点进行了讨论。     

逐步回归曲线拟合模型及其在气象要素预报中的应用

本文将逐步回归和曲线拟合结合起来,设计了一种逐步回归曲线拟合模型,实例分析表明,该模型与逐步回归相比,其拟合误差和预报误差均较小,具有较高的使用价值。     

时间序列处理的新插值方法

通过对GPS和地震形变时间序列的研究，提出了一种新的插值方法——多点3次样条方法。该方法可以在一定条件下解决时间序列处理中较多数据的缺失问题。对该方法与其它插值方法进行了对比分析，并给出了该方法的定量分析结果。     

基于MVO优化神经网络的GNSS高程异常拟合方法

针对普通神经网络的梯度消失和易陷入局部极值的问题,提出一种基于多元宇宙优化算法(multi-verse optimizer, MVO)的BP神经网络优化方法(MVO-BP),利用MVO全局寻优的特性求取BP神经网络各层之间可靠的神经元阈值与连接权,从而使神经网络预测模型具备更高的预测精度。建立基于MVO-BP算法的GNSS高程异常拟合预测模型,并采用实际工程中少量高程异常数据进行算法可行性检验。结果表明,相较于常规的BP神经网络法及多面函数法,MVO-BP法精度更高、适用性更强,可为实际工程测量中正常高的求取提供参考。     

利用波形持续时间估算新疆地区中小地震震级

持续时间震级是常规震级类型之一,主要适用于区域地震台网。目前,国内多个地区已有持续时间震级经验公式,但中小地震频繁的新疆地区却没有较适用的经验公式。为了更好地把握新疆地区中小地震的震级,使用新疆测震台网数据,利用地震波形振动持续时间估算震级,对新疆地区2019年8月—2020年12月发生的225个M 2.0—4.0中小地震事件进行统计分析,将各事件持续时间与震级进行散点分析及对数拟合,得到新疆地区持续时间—震级规律与经验公式以及震级与持续时间的对照表。     

基于地图色域特征的色域映射算法研究

分析了地图色彩跨媒介传递出现偏色现象的原因。对地图色域特征进行了研究,提出了一种基于地图色域特征的地图种类划分方法,并指出针对每类地图设计相应色域映射算法的重要性。设计了一种面向线型设色地图的色域映射算法,该算法引入Sigmoidal型函数对地图进行明度压缩,对其色域点拟合出一条直线,把直线与明度轴交点作为映射中心点进行色域压缩。将该算法与ICC绝对色度意图映射法和SGCK算法进行对比,结果表明该方法较好于前两者并能够很好保持地图的整体色貌及颜色对比度,可以提高地图跨媒介色彩再现效果。     

三维激光扫描技术曲面拟合方法研究

点云数据处理以及点云的曲面、曲线拟合是逆向工程中一个重要的研究课题,其重要任务就是将实际物理模型重建生成几何模型,而核心问题就是如何从采样点出发重建曲线、曲面模型。本文以C++开发平台和MATLAB为基础,对三维激光扫描数据利用B样条、NURBS、三角网格曲面拟合方法和曲线拟合方法进行研究探索。     

一种改进的圆柱形体定位算法研究与应用

对基于最小二乘法的椭圆拟合算法进行了研究,提出先将多个平面内的测量点坐标旋转到同一平面内,统一坐标系后分别进行平面椭圆拟合,得到圆柱形体的中心坐标和半径等特征参数,从而实现圆柱形体定位。采用MATLAB编写程序实现了算法,利用徕卡全站仪进行数据采集,对某大型圆柱形储罐进行了倾斜度和准直度分析。