东中国海HYCOM模式垂向坐标对比研究

基于挪威南森环境遥感中心改进的NERSC-HYCOM 模式, 利用单向嵌套技术与欧洲中心提供的2008 年ERA-I 高分辨率强迫场针对东中国海及其邻近海区进行了不同垂向坐标配置的四个敏感性试验。通过分析东中国海区域的温度、盐度, 流速的分布和变化, 探讨了HYCOM 模式中不同垂向坐标设置对东中国海近岸区域的影响以及黑潮流速及路径对不同坐标设置的响应, 期望对HYCOM 模式更深入的研究提供参考。结果表明: (1)在东中国海区上层并不适于采用等密度坐标方案, 也就是说应该采用z坐标或σ坐标用以表征此处混合层的季节性变化特征; (2)针对东海大陆架区给出了10 个位置上的模式与浮标观测资料的温、盐平均误差(ME)、均方根差(RMS)及相关系数(R)指标, 发现对于不同区域, 每种试验的适用性都不同; (3)使用高频资料时, 模拟的流速普遍偏高, 东海黑潮冬夏路径的异同指出了σ-z-iso 与z-iso 试验模拟效果较好, 但模拟的日本岛南岸的弯曲流场位置偏南; 而z-only 试验模拟的日本岛以南的黑潮路径是有所改观的, z坐标的分辨率对表层的黑潮路径影响很大; σ-only 试验模拟的整个黑潮路径的效果最差。     

地图概括中空间目标几何信息传递模型研究

地图概括是实现多比例尺地图生产和更新的一种重要理论方法。目前,国际国内制图学界对地图概括的研究主要集中在发展地图概括算法方面,在地图概括的质量评价方面的研究还很少。为此,本文以信息论为理论基础,以地图概括中空间目标几何信息的传递问题为研究对象,以相应空间目标几何信息的传递效率来度量地图概括中单个空间目标的概括质量。首先,建立了地图概括的空间信息传递模型,描述不同比例尺地图之间空间信息的传递过程。进而提出了地图概括过程中空间目标(即:线和面目标)几何信息的传递模型,并且对地图概括中空间目标几何信息的传递状况进行了评估,给出了具体的计算和实现方法。最后,通过实验初步验证了地图概括中空间目标几何信息传递模型的可行性。     

Spurious diapycnal mixing in terrain-following coordinate models: The problem and a solution

In this paper, we identify a crucial numerical problem in sigma coordinate models, leading to unacceptable spurious diapycnal mixing. This error is a by-product of recent advances in numerical methods, namely the implementation of high-order diffusive advection schemes. In the case of ROMS, spurious mixing is produced by its third-order upwind advection scheme, but our analysis suggests that all diffusive advection schemes would behave similarly in all sigma models. We show that the common idea that spurious mixing decreases with resolution is generally false. In a coarse-resolution regime, spurious mixing increases as resolution is refined, and may reach its peak value when eddy-driven lateral mixing becomes explicitly resolved. At finer resolution, diffusivities are expected to decrease but with values that only become acceptable at resolutions finer than the kilometer. The solution to this problem requires a specifically designed advection scheme. We propose and validate the RSUP3 scheme, where diffusion is split from advection and is represented by a rotated biharmonic diffusion scheme with flow-dependent hyperdiffusivity satisfying the Peclet constraint. The rotated diffusion operator is designed for numerical stability, which includes improvements of linear stability limits and a clipping method adapted to the sigma-coordinate. Realistic model experiments in a southwest Pacific configuration show that RSUP3 is able to preserve low dispersion and diffusion capabilities of the original third-order upwind scheme, while preserving water mass characteristics. There are residual errors from the rotated diffusion operator, but they remain acceptable. The use of a constant diffusivity rather than the Peclet hyperdiffusivity tends to increase these residual errors which become unacceptable with Laplacian diffusion. Finally, we have left some options open concerning the use of time filters as an alternative to spatial diffusion. A temporal discretization approach to the present problem (including implicit discretization) will be reported in a following paper.     

地理空间数据自动综合方法的研究现状与发展趋势

多年来人们已经报道了很多自动综合方法。这些方法确实解决了地理空间数据自动综合中的很多重要问题,但这些方法也有明显的缺陷和应用范围。本文对这些方法进行了研究,研究内容包括这些方法的分类、原理、优缺点和适用范围,并提出了今后自动综合方法的研究发展趋势。     

地心坐标反解大地坐标的非线性方程组牛顿迭代法分析

目前的一些地心坐标向大地坐标的转换模型在计算速度,稳定性或精度方面存在一定的局限性。本文探讨了非线性方程组数值迭代的求解方法及其在MATLAB 7.0中的编程实现,并将结果与基于一元三次方程求解的严密方法做了比较分析,结果证明该方法是可以在实际中参考应用的。     

图形坐标转换方法与实现

图形坐标转换是CAD和GIS开发与应用的基本问题,涉及基础地理数据标准的统一、共享程度的提高和服务面的拓宽等重要问题,是地图制图输出、基础地理信息系统和专业信息系统建设中的重要功能。本文以CAD和GIS的图形坐标转换与配准为例,介绍了相关的数学模型和实现方法。     

旋转椭球面上的应变与转动张量表达

以旋转椭球体面上某点为原点建立一个大地坐标单位活动坐标架. 通过平移, 使活动坐标架的原点与以椭球中心为原点的笛卡尔单位标架的原点相重合. 然后再通过两次标架旋转, 使活动坐标架与笛卡尔单位标架完全重合. 本文给出了使两个单位标架相重合的转换关系式, 以及该点位移在两个单位标架中的坐标转换式; 在此基础上, 考虑该点的位移及活动坐标架皆为该点大地坐标的函数, 经复杂推导, 分别给出了该点位移向量的微分在大地坐标系中的分量以及该点分别沿坐标曲线的弧微分表达式, 继而导出了该点的位移梯度矩阵; 最后推导出了椭球坐标系的应变张量与转动张量表达式, 并对转动张量的几何含义进行了较详细的解释, 且采用曲面理论对球面与椭球面的应变张量间的内在关系进行了讨论.      

成都市城市地貌图的设计与编制

设计城市地貌图应注重城市地貌在建城区、边缘区和城市经济辐射区范围内的区域分异规律。编制城市地貌图应遵循：环境功能，应用性，突出重点和图面协调三个原则。据此编制了成都市１：６５００建城区，１：５万边缘区和１：２０万城市经济辐射区三种城市地貌图。     

点、线符号相关处理的代数方法

本文阐述了采用地图代数的理论自动地处理各类地学信息系统编绘地图中点、线符号相关问题的技术方法——交会运算。