极轨卫星高层通道在GRAPES同化系统中的应用

针对GRAPES(Global/Regional Assimilation and Prediction System)模式三维变分系统高层背景场温湿廓线外推方案的局限性,提出以气候垂直廓线重新构造高层温湿垂直结构,以减小外推方案的偏差。首先采用一维变分同化系统,展开模拟实验:分析目前模式中使用的外推方案误差及其对反演结果的影响,利用高层大气气候廓线构造垂直结构并分析同化偏差。最后,运用GRAPES全球分析预报系统进行同化实验并分析改进程度。结果显示:模拟研究表明采用高层背景场温湿廓线外推方案与实际观测相比最大偏差在1 h Pa附近可达数十度以上,不仅影响平流层,而且对对流层也有影响;用气候温度数据修正GRAPES高层温度数据,可以减少50%以上的偏差,证明了用气候值高层数据优化现行GRAPES模式中同化系统高层插值方案的可行性。全球GRAPES三维变分同化试验结果显示,改进方案不仅显著的改善平流层分析质量,对对流层中高层也有改进。     

激光衍射法测量粒子群窄分布反演优化算法

针对激光衍射法中粒子群窄分布反演普遍存在峰位粒径定位不准及峰值偏差较大的问题,提出了一种适合粒子群窄分布的二次分环反演遗传优化算法.大量数值模拟计算结果表明:应用优化算法反演的粒度分布曲线与实际粒度分布曲线的一致性得到显著提高,在1~140 μm量程内,粒子群窄分布的峰值粒径定位准确,与实际值相比差值小于1 μm,且峰值的精度得到大幅提高,相对误差减小到10％左右.     

三度体重力矢量的有限单元法正演计算

以重力位在场源内部满足泊松方程为依据,以重力矢量满足第三类边界条件为切入点,推导了与三度体重力矢量满足的边值问题相对应的变分问题,进而利用有限单元法实现了对变分问题的求解.立方体模型试验结果表明:文中提出的新的系数矩阵存储方式较之传统方式能够更有效地节约存储空间,且为利用预条件共轭梯度技术更加快速地求解线性方程组提供了保障;重力矢量的计算精度与边界长度及单元网格的边长息息相关,其计算效率则主要取决于所要计算的节点总数和大型稀疏线性方程组求解算法的优劣;一般情况下,当单元的边长小于场源体边长的1/10、边界长度大于场源体长度的7.5倍时,能够获得理想的结果.     

GRAPES全球变分同化背景误差协方差的改进及对分析预报的影响：背景误差协方差三维结构的估计

回顾并详细推导了估计背景误差协方差统计特征的美国国家气象中心(NMC)方法及其优缺点;采用NMC方法系统地估计了新版GRAPES全球模式的背景误差方差、水平相关特征尺度和垂直相关结构,并与欧洲中心模式结果进行了比较。结果表明,目前GRAPES全球模式的背景误差方差比以前有了显著减小;水平相关特征尺度随纬度和高度有显著变化;背景误差垂直相关结构与欧洲中心模式结果非常一致,相比经验公式结果更具物理意义,同时,单点试验结果也表明,更新后的垂直相关结构产生的分析增量更合理。通过与欧洲中心模式背景误差协方差三维结构的对比,分析了不同模式间背景误差协方差的异同及GRAPES全球同化分析系统目前存在的一些不足及可能原因。为新版GRAPES全球模式的三维变分系统提供了基本的背景误差协方差的三维结构。     

对于一次川渝暴雨的ATOVS资料同化数值模拟

利用我国全球中期数值预报业务模式T213L31及其三维变分同化系统SSI,对全球NO—AAl6、17的ATOVS资料进行了同化试验。对2007年7月16-18日发生在川渝地区的一次暴雨过程进行数值模拟研究,对比分析了仅同化常规资料与加入卫星资料后的同化结果及模拟结果。试验表明：T213L31模式加入同化AMSU资料后,可以改善降水预报,尤其是降水强度。通过连续滚动同化卫星资料,模式对于大尺度环境场改进明显,模拟效果更加接近实况。AMSU资料的使用可以改进温度场、湿度场以及风场,对于降水落区的预报有很好的指示意义。同化AMSU资料虽然一定程度上增加了降水区的湿度,但是该区域为一个稳定维持的低湿中心占据,是造成降水落区出现偏差的原因。     

铀及伴生元素活动态分量探测在古宁浑迪砂岩型铀矿勘查中的应用

为了快速查明古宁浑迪地区砂岩型铀矿的有利成矿地段，并为钻探验证工程的部署提供依据，研究过程中采用了铀及伴生元素活动态分量探测地球化学勘查方法。通过系统采集样品和铀、钼、硒分量提取及测试，认为吸附态铀及伴生元素分量探测更适用于本地区砂岩型铀成矿有利地段的筛选。经钻探工程验证，绝大部分地表铀分量异常均与深部成矿目的层中的铀矿化或铀异常相对应，证实了铀及伴生元素活动态分量探测是适用于寻找隐伏砂岩型铀矿床的有效方法，尤其适用于古河道型砂岩铀矿的找矿勘查。     

候旗沟泥石流发育特征及易发性评价

候旗沟流域地处青藏高原东北缘,降雨量集中且充沛,流域内支沟发育,沟谷深切,山坡陡峻,相对高差大,沟内固体物源储量丰富,沟床纵比降大,具备泥石流发育的条件。文章在深入分析4条泥石流沟形成的地质环境条件基础上,系统研究了泥石流静动力学特征、灾害史及爆发频率;采用层次分析法(AHP),选择单位面积物源储量、主沟纵比降、人口密度等10项因子,建立了泥石流易发性评价体系,通过对评价因子的定性分析和计算得到每条泥石流沟易发性大小,评价结果与历史调查结果有着很好的一致性。评价方法及评价结果对类似地区泥石流灾害的防治具有一定的参考价值。     

背景误差水平相关结构对四维变分资料同化的影响研究

为考察GRAPES全球四维变分同化(4DVar)的分析增量在谱空间的时间演变特征,分析当同化时间窗起始时刻与终止时刻背景误差水平相关特征明显不一致时对分析与预报造成的影响,对GRAPES全球4DVar的背景误差水平相关采用二阶自回归模型(SOAR)、集合资料同化生成扰动样本估计的水平相关模型以及基于这两者的背景误差谱空间融合模型进行比较。结果表明,SOAR的分析增量在20波以上的天气尺度波动的分析信息明显不足,而将集合资料同化样本所计算的水平相关的功率谱方差与SOAR功率谱方差进行融合,水平相关特征呈现出多尺度水平相关的特点,可以更好地吸纳观测信息,显著改善北半球形势场、温度与风场预报效果,南半球也有改善,对赤道地区的影响中性。表明研究发展的融合水平相关方案合理、实用。     

不动产登记数据的建筑分层分户三维建模关键技术

随着实景三维建设的不断推进,城市管理向立体化、精细化和数字化发展,建筑分层分户三维模型能够承载更详细精准的属性信息,并能叠加倾斜三维模型进行场景渲染,可以更好地服务于城市不动产三维管理、数字赋能社会治理等工作。本文以“萧山区数字赋能社会治理”项目建设为背景,探索和实现了基于不动产登记数据的建筑分层分户三维建模关键技术,形成了从全空间多源异构数据归集至城市全域建筑分层分户三维模型建设的一整套生产技术流程,为城市不动产三维管理、数字赋能社会治理等提供了有效的技术支撑和数据基础。     

警用空间大数据区位标识方法及其应用

警用空间大数据为警务工作的开展提供了丰富的决策依据,但也带来了一些挑战,如大数据整合复杂、多尺度信息关联困难、区位标识不唯一等,不利于警务改革的深入发展。本文提出了基于区域的位置标识方法来解决存在的问题,方法基于剖分网格设计了警用空间大数据的区位编码方法,并以户籍的区位标识为例进行说明,最后对其应用进行了展望,从而为警用空间大数据的有效组织和高效应用等提供了一种新的解决思路。