基于格网GIS的关中地区生态安全研究

选择城市化进程不断加快的陕西关中地区为研究区,依据"压力-状态-响应"模型建立了格网化区域生态安全评价体系,在格网GIS技术的支持下,对评价体系中各指标进行1 km×1 km尺度下的网格化表达,运用基于栅格数据的空间叠加方法实现生态安全模型评价,得到格网化关中地区1990年、2000年和2007年生态安全指数空间数据,在此基础上结合关中地区实际,定性与定量相结合地确定了生态安全评价等级划分阈值。对计算结果进行分析,总结出1990~2007年间关中地区生态安全特点有三,一是总体呈现出生态安全状况逐渐转好态势,但仍处于不安全状态;二是区域内生态安全变化存在明显差异;三是不同年份生态安全影响因素有所差别。研究结果表明,格网GIS用于研究生态安全能更好地反映其内部差异,优于传统研究方法。     

CHAMP重力场恢复时域法和空域法比较研究

利用CHAMP数据恢复重力场的解算方法分为时域法和空域法.本文首先介绍了这两种方法恢复CHAMP重力场的基本原理和算法,分析了它们的优缺点.针对空域法中的延拓误差和格网化误差进行了讨论.计算表明:延拓误差中的截断误差部分影响量级约0.001 m2·s-2(均方误差意义下),最大误差仅为0.11 m2·s-2,可完全忽略;延拓误差中的参考重力场模型误差影响随参考场选取的不同而有所差异,整体而言小于0.1 m2·s-2,但最大误差可达1.3 m2·s-2,采用高精度的参考重力场模型能大大减小延拓误差影响.目前最常用的格网化方法包括加权平均方法和最小二乘配置方法,计算表明,利用30天的CHAMP数据进行2°×2°格网化处理,加权平均法的格网化误差在0.13 m2·s-2量级,最大误差可达1.58 m2·s-2,而最小二乘配置法的格网化误差在0.006 m2·s-2量级,最大误差仅为0.15 m2·s-2,明显优于加权平均法.文章最后对时域法和以快速最小二乘配置(FSC)为代表的空域法恢复60阶次的CHAMP重力场的精度进行了比较,结果表明:两种方法的得到的重力场模型精度相差不大,整体而言,时域法略优于空域法.     

基于夜间灯光数据和空间回归模型的城市常住人口格网化方法研究

精确掌握常住人口的数量和分布特征有助于明确社会发展情况、提高人口管理能力。目前人口数据主要以行政区为单元统计,难以表现城市内部的人口分布特征。然而,在城市中,受道路、公共服务设施、城市亮化灯光的影响,利用夜间灯光数据对人口回归,精度降低。如何提高城市常住人口回归结果的精度,值得深入研究。上海是中国的国家中心城市之一,在快速城镇化进程中上海面临巨大人口压力。因此,本文以上海市为研究区,以NPP-VIIRS (National Polar-orbiting Partnership Visible Infrared Imaging Radiometer Suite)夜间灯光数据、乡镇级常住人口统计数据为基础,提取商业和居住区的灯光数据来缓解交通、城市亮化区的影响,提高灯光累计值与常住人口数的相关性（相关系数从0.7032提高至0.8026）。然后,本文用空间回归模型对上海市2013年常住人口进行回归,相对误差为10.57%,并对回归结果进行分乡（镇、街道）修正。实验结果表明,使用空间回归模型对常住人口回归可以取得较高的精度,且格网化结果能够弥补传统统计数据空间分辨率低的缺点,更加详细地刻画常住人口的圈层特征与真实分布情况。     

Imposing geologic interpretations on computer-generated contours using distance transformations

Developing practical computer programs to impose geologic interpretations on computer-generated contours has proven to be difficult. Today, complex data transformations, tedious contour editing, or both are used to achieve that goal. This paper introduces a new program for incorporating high-quality geologic interpretations into computer contouring. The program is robust, easy to implement, and easy to explain to potential users. The computational complexity of the program is high, but the results are worth the price.     

基于Dask并行加速的射电干涉成像网格化方法实现

快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)比傅里叶变换有更好的算法性能,是射电干涉成像的基础算法,但因为天线阵列的不规则采样,需使用网格化算法将可见度数据重采样到规则的网格上才能应用。基于卷积的网格化计算具有密集型和迭代型的特点,特别是处理海量可见度数据的情况下,高性能的网格化计算对整个成像过程加速尤为重要。为了缓解数据处理的压力,在现有处理整块数据和支持多核计算的算法基础上,拓展应用Dask并行计算框架,不仅将数据分块并分配到多线程上,提高数值计算效率,而且动态的分布式任务调度策略优化了网格化的实时处理。实验结果表明,多核中央处理器利用率显著提高,即使增加数据量,也能进一步提高网格化算法的性能。分布式任务调度能够将单(多)测量集的网格化弹性缩放到单(多)机系统,充分发挥集群的规模化优势。     

基于松弛迭代的快速路网平衡网格化算法

网格化划分算法是一种道路数据预处理方法,但网格剖分均衡度和耗时之间存在矛盾。为了解决此矛盾,本文借鉴了平衡二叉树的思想,基于松弛迭代方法,动态自适应确定松弛因子,建立了一个数学模型,提出了一种将道路路网快速平衡网格化划分的算法。文章实现了算法并在实际数据中进行测试,验证了算法的可行性和模型的正确性,同时也验证了该方法的有效性。     

SVR在平均海面高格网化中研究

研究了利用SVR进行平均海面高格网化的方法,并结合平均海面高数据的特点,确定了格网化半径;利用Surfer11软件中几种数据插值方法,对平均海面高进行了格网化处理,并对结果进行交叉验证;将SVR格网化方法所得平均海面高与surfer11格网化所得平均海面高进行了对比,结果表明利用SVR进行平均海面高格网化是切实可行的。     

多普勒雷达资料格点化方案的比较研究

利用高阶多项式拟合实际雷达速度观测的方法生成模拟资料。据此比较了3种雷达资料格点化的插值方案。它们是先锥面后垂直内插方案(CVI)。3维Barnes插值方案(3D—Branes)和变分分析方案(VAR)。结果表明。3D-Barnes方案明显优于其它两种,特别是在中层;CVI方案的误差略高于前者,但是光滑性较差。在高层和低层空缺区较大;VAR方案的误差最大。     

三维I型超长管线阴极保护的数值模拟

研究超长管线阴极保护设计问题的数学模型和数值模拟,并将介质电阻、金属面电阻及金属自身电阻作了系统处理。通过数值试验与实验结果的对比,肯定了所提出的数学模型及所用边界元法在处理此类问题时的合理性及有效性。