基于多粒度时空对象数据模型的城市基础设施建模与管理

城市基础设施的全方位描述与信息化管理是建设新型智慧城市的重要基础。目前在城市基础设施建模与管理方面,以地图为模板的空间数据模型、传统的面向对象空间数据模型以及实时GIS数据模型不支持对时空对象组成结构、行为能力等要素的描述,无法全面、精细地表达设施对象信息,而计算机、物联网和地理信息系统（Geographic Information System,GIS）领域已有的城市基础设施管理方案忽略了对设施自身信息的管理,无法较好地支持设施对象及其产生数据的一体化管理。针对上述问题,首先通过扩展GBT30428.2-2013标准,完成了城市基础设施的分类与编码;然后基于多粒度时空对象数据模型（Multi-granularity Spatiotemporal Object Data Model, MGSTODM）,提出了一种城市基础设施对象化描述模型,支持对城市基础设施信息的全方位描述与表达;在此基础上,提出一种城市基础设施对象化管理方法,设计了相应的技术架构,并研制了基于云存储的百万级城市基础设施对象化管理原型系统。试验结果表明,所提出的城市基础设施对象化描述模型与管理方法具备可行性、有效性和高效性。     

基于ARMA模型的地磁偏角缺数处理方法

针对地震仪器记录的地磁数据存在单点缺失和连续多点缺失而不利于地震数据处理和地震预报的问题,同时为了快速处理非震异常值,本文提出将时间序列自回归移动平均（ARMA）预测模型用于地磁数据插值处理,并与均值插值、线性插值进行对比分析。结果表明,均值插值、线性插值和 ARMA 模型单点缺失的平均标准误差分别为 0.110 2、0.006 9 和 0.000 1,连续多点缺失的平均标准误差分别为 0.258 23、0.194 2 和 0.004 86,说明 ARMA 模型在单点缺失和连续多点缺失时均具有较低标准误差,且能很好地保持实际观测序列的曲线形态,插值效果较好,有望成为地磁数据序列处理的一种新方法。     

一次秋季对流性暴雨的双偏振雷达回波特征分析

本文利用黔东南榕江C波段双偏振多普勒天气雷达资料、常规观测资料及地面加密自动站观测资料等,对2021年9月6日傍晚到夜间贵州东部地区出现的对流性暴雨天气过程的环流背景、影响系统和雷达回波特征进行总结分析。得出：（1）此次天气过程是在副高西伸北抬形成高压坝的背景条件下,中高纬冷涡低槽与高原东移的短波槽在四川东部同位相合并加强东移,引导冷空气从西北路径和东北路径两面夹击影响贵州东部地区,配合长时间稳定维持的南北向低空切变线,共同触发不稳定能量强烈释放,产生对流性暴雨天气。（2）带状对流回波东段东移至铜仁、黔东南州境内后逐渐转为片状积层混合降水回波,并长时间稳定维持少动,暴雨发生期间,回波具有明显的低质心高效率的热带暖云降水回波特征;VIL值在10～30 kg·m-2之间,局地出现明显的跃增现象;低仰角径向速度图上长时间维持明显的风场辐合。（3）此次过程雷达偏振参量具有产生强降水的特征,最大ZH在40～60dBz之间,ZDR在0.2～5dB之间,KDP范围为0.5～7.0°·km-1,CC在0.9～0.98之间,最大时≥0.98。     

昆明地区降水量时空分布特征

近年来由于降水异常所带来的干旱、城市内涝等气象灾害越来越受到人们的关注.采用回归方法对昆明12个大监站近43年来的降水量时空变化特征进行分析,发现昆明地区年降水量减少,春、夏、秋的降水也减少,但冬季降水略增加;年、四季降水有较为明显年代际变化趋势,且存在一个或多个突变点.降水量变化具有一定的区域分布特征,市区及以东以南地区夏季及年降水量偏少显著,春季降水西北部地区偏多其余偏少,秋季降水为一致减少型,冬季降水西南部减少其余大部持平或略增加.     

基于卡方变换的中分辨率遥感影像土地覆盖变化对象识别方法

该文旨在探讨中分辨率遥感影像的土地覆盖变化对象识别方法。首先基于植被-不透水层-土壤(VIS)模型,参考OIF指数的信息量进行对象特征指标选取,基于过分割和欠分割指数确定最优分割尺度,对两期SPOT影像进行多时相分割,然后利用卡方变换方法自动选择阈值,进行植被、不透水层、土壤和水体4种土地覆盖类型之间的变化对象识别。精度评价表明,随着对象特征指标包含信息量的不断增加,检测结果的总精度不断提高,其中对影像所有特征指标进行主成分分析并选择前3个主成分作为特征指标组合对土地覆盖变化对象进行识别的总精度最高,为93.9%,Kappa系数为0.824,证明了该方法的有效性。     

设计与开发大规模倾斜影像数据管理工具

多角度倾斜相机已经成为三维数字城市建设的主要数据获取手段。针对倾斜摄影测量特点,面向海量影像集成处理需求,综合考虑相机成像模型以及影像关联关系,设计与实现了一种大规模倾斜影像数据管理工具,提供了工程管理信息存储、倾斜影像分组浏览、地面覆盖范围计算、目标快速检索等功能。应用实验证明该管理工具能够满足倾斜摄影测量工程管理的实际需求,有效提高了多模式海量影像数据的检索效率。     

海啸波传播的线性和非线性特征及近海陆架效应影响的数值研究

浅水方程被广泛应用于海啸预警报业务及研究,而针对线性浅水方程与非线性浅水方程在不同海区水深地形条件下的适用范围、计算效率问题是海啸研究人员急需了解的。本文应用基于浅水方程的海啸数值预报模型就海啸波在南海、东海传播的线性、非线性特征以及陆架对其传播之影响进行了数值分析研究。海啸波在深水的传播表征为强线性特征,此时线性系统对海啸波幅的模拟计算具有较高的精度和效率,而弱的非线性特征及弱的色散特征对海啸波幅的预报影响甚微,可以忽略不计。海啸波传播至浅水大陆架后受海底坡度变化、海底粗糙度等因素影响,波动的非线性效应迅速传播、积累,与线性浅水方程计算的海啸波相比表现出较大差异,主要表现为:在南海区,水深小于100m时,海啸波首波以后的系列波动非线性特征比较明显,两者波幅差别较大,但首波波幅的区别不大,因此对于该区域在不考虑海啸爬高的情况下,应用线性系统计算得到的海啸波幅也可满足海啸预警报的要求;在东海区由于陆架影响,海啸波非线性特征明显增强,水深小于100m区域,首波及其后系列波波幅均差异较大,故在该区域必须考虑海啸波非线性作用。本文就底摩擦项对海啸波首波波幅的影响进行了数值对比分析,结果表明:底摩擦作用对海啸波首波波幅影响仅作用于小于100m水深。最后,该文通过敏感性试验,初步分析了陆架宽度及陆架边缘深度对海啸波波幅的影响,得出海啸波经陆架传播共振、变形后,海啸波幅的放大或减小与陆架的宽度及陆架边缘水深有关。     

北京全球信息系统中心的数据缓存功能优化

世界气象组织信息系统 (WMO Information System,WIS) 是一个支撑全球气象数据交换共享的通用信息服务平台,北京全球信息系统中心作为WIS的核心功能中心之一,必须缓存最近24 h内的WMO全球交换数据以提供高效的数据访问服务。为了检查收集到的全球交换数据的合法性,需要校验每条数据是否存在与之匹配的元数据,这些元数据信息以关系型数据库方式存储在北京全球信息系统中心中。由于每日接收到的WMO全球交换数据文件个数多且收集时间分布不均,大量频繁的数据库查询操作导致处理性能下降,特别在数据密集收集的情况下容易产生较大延迟,直接影响业务的实时性。设计并实现一种基于内存对象缓存的应用优化现有通过数据库查询的校验方式,实现在内存中一次性载入元数据信息,并在内存中完成缓存数据校验的操作,以此来减少磁盘的读写访问,提升处理效率。此外,还通过多线程方法实现与缓存数据相关的功能,使该方案具有良好的扩展性。实际应用表明:数据缓存功能优化后能满足实时业务性能要求。     

Modes of Mesoscale Convective System Organization During Meiyu Season over the Yangtze River Basin

Mesoscale convective systems （MCSs） are classified and investigated through a statistical analysis of composite radar reflectivity data and station observations during June and July 2010-2012. The number of linear-mode MCSs is slightly larger than the number of nonlinear-mode MCSs. Eight types of linear-mode MCSs are identified： trailing stratiform MCSs （TS）, leading stratiform MCSs （LS）, training line/adjoining stratiform MCSs （TL/AS）, back-building/quasi-stationary MCSs （BB）, parallel stratiform MCSs （PS）, bro- ken line MCSs （BL）, embedded line MCSs （EL）, and long line MCSs （LL）. Six of these types have been identified in previous studies, but EL and LL MCSs are described for the first time by this study. TS, LS, PS, and BL MCSs are all moving systems, while TL/AS, BB, EL, and LL MCSs are quasi-stationary. The average duration of linear-mode MCSs is more than 7 h. TL/AS and TS MCSs typically have the longest durations. Linear-mode MCSs often develop close to the Yangtze River, especially over low-lying areas and river valleys. The diurnal cycle of MCS initiation over the Yangtze River valley contains multiple peaks. The vertical distribution of environmental wind is decomposed into storm-relative perpendicular and parallel wind components. The environmental wind field is a key factor in determining the organizational mode of a linear-mode MCS.     

改进的多元线性回归模型及其应用

从EIV（Error-In-Variables）模型入手,对经典多元线性回归模型进行改进,并采用加权整体最小二乘估计准则（WTLS）对待估参数进行估计,最后针对新增观测信息的情况,导出其参数估值修正递推算法.通过建筑基坑支护桩水平位移监测实验表明,改进的模型较之经典模型能对水平位移变量进行更好的预测.参数修正递推算法的使用,避免了复杂的重复计算,计算效率明显提高.