多尺度系统中台风自组织的研究

在一个4种尺度（副热带高压、台风、β中尺度涡群和γ中涡尺度）共存的系统中,用压原始方程模式数值地研究台风自组织及其强度变化问题。结果指出：（1）由于多尺度的相互作用,在初始台风衰减的过程中,在该台风的西南方经自组织形成了一个新的台风,其尺度、强度与初始台风相同。在初始台风衰减消失后,新的台风维持一定的强度继续向偏西北方向移动。（2）初始γ中涡的个数和位置对自组织起来的台风的强度有显著影响。其影响机制是非线性相互作用的结果在不同尺度层次的传递。γ中尺度层次或γ中—β中层次的相互作用直接影响到β中层次涡作用的结果,或者使双β中涡合并,或者使双β中涡分离。\nβ中涡层次的相互作用直接影响到台风层次——新台风自组织的过程。这种影响最后反到自组织起来的台风的强度和路径变化的宏观行为。     

组合宽角低空航测相机关键技术研究

近年来,摄影测量技术发展迅猛,特别是低空航空摄影平台的出现,很好地弥补了传统卫星遥感、常规航空摄影测量在时效性、灵活性方面的不足。借助低空摄影的光学优势能够获取传统航空摄影和卫星遥感无法比拟的高分辨率影像,可以实现航空摄影测量大比例尺成图的目标。符合低空航空摄影的成像系统,发展较为滞后。现有很多低空航摄影测量平台普遍搭载单个普通数码相机进行航空摄影,存在航空摄影数据采集效率低、有效数据量小、数据处理难度高以及成图精度不高等问题;再有,传统的航空摄影测量相机及国内外成熟的组合宽幅航空相机系统又缺乏进行低空航空摄影测量应用的客观基础。研究适合于低空航空摄影的成像系统对于低空航测应用发展非常关键,是解决低空航测现存问题的一个有效途径。低空航测成像系统目前最主要的问题是数据的获取效率和精度,根本原因在于相机像幅以及视场角大小的问题。解决这一问题的根本途径是研究适合于低空航空摄影的宽幅面、宽视场角相机系统。对于数字相机而言,像幅受材料以及制造工艺限制,视场角受光学镜头的光学性能限制,很难有所突破。但是数字相机影像的可拼接性提供了另外一种可能途径,即多传感器组合成像,利用多个小像幅相机构造拼接成一个近似单中心投影的宽幅面航空相机,从而提高影像像幅和视场角,达到宽幅面大视场成像的目的。本文主要研究工作如下:(1)研究了低空航空摄影的光学理论基础。系统分析了低空航空摄影光学条件,结合光度学理论详细论述了低空航空摄影光度学优势,以及单镜头成像系统低空宽视场成像的劣势,阐述了利用组合成像技术来实现低空宽角成像的必要性和可行性。系统总结了当前摄影成像相机系统的发展现状,归纳了现有组合成像系统的特点和优势,分析了利用组合成像技术来提高影像像幅和视场角数学原理。在对比分析现有组合相机几何构造、成像单元数量、拼接模型的基础上,确定了利用五个数码相机采用组合成像技术来构造组合宽角低空航测相机的研究目标。(2)研究了基于地面三维检校场的低空组合宽角相机的静态误差高精度检校方法。理论推导了低空组合宽角相机的几何成像数学模型,定义了相机之间以及虚拟影像空间坐标系统,建立了各个独立光学结构(子相机)之间,及其与虚拟影像之间的严格几何数学模型。理论分析了组合宽角相机几何成像数学模型误差,将其归纳为地面静态误差和飞行动态误差两个部分。并研究了利用地面三维检校场来实现其静态误差的几何标定。静态误差几何标定主要包括单相机几何畸变误差的高精度标定和组合相机联合空间关系标定两个内容,详细论述了其算法原理和实现过程,最后通过实验结果分析了其精度和可靠性。(3)研究了基于影像全部像元参加的低空组合宽角相机飞行动态误差自检校模型求解与全局优化方法。自检校的目的是对相机飞行过程中由于系统和环境变化等因素导致的动态误差进行补偿。首先,理论推导了本文采用的自检校联合平差数学模型,该模型顾及了飞行过程中可能导致的相机系统间的空间位置和姿态的微小变化,将这种微小变化的检测转换为重叠区影像的视差值。其次,论述了利用重叠区匹配同名点求解自检校模型参数的基本原理和方法,并结合本文组合宽角相机特点,设计了一种影像快速匹配策略,进而实现自检校模型求解;在此基础上,通过对影像匹配性能的分析,以及基于特征点匹配来求解自检校联合平差模型存在的局部最优问题,提出了一种影像重叠区全部像元参加的几何匹配方法来实现对自检校模型求解的全局优化算法,对算法思想和原理以及求解过程进行了详细论述。最后通过对比实验分析了自检校模型求解的精度,验证了算法的有效性。(4)研究了宽角相机与稳定平台的集成。分析了稳定成像对于低空航空摄影成像质量和数据处理精度的影响,指出稳定成像对于组合宽角低空航测相机的重要意义。首先,理论分析了低空飞行平台的不稳定对于低空航空影像光学和几何性能的影响,以及飞行平台不稳定导致的影像质量下降、数据处理难度增大、处理精度降低等问题;其次,介绍了一种适用于无人飞艇等飞行器的三轴稳定平台结构及其控制原理,并通过对比试验来分析稳定成像对于低空航测精度的影响,指出了低空稳定成像对于低空组合宽角相机系统数据获取和处理的重要意义。(5)通过具体的航空摄影工程实例阐述了利用低空组合宽角相机进行航空摄影作业的数据处理实际流程,并分析了不同类型地形数据自检校拼接的精度分布,展示了其相关数据产品成果情况,结合影像空三处理结果分析了其精度。实验结果反映了组合宽角低空航测相机的作业能力。     

Extending self-organizing maps for supervised classification of remotely sensed data

An extended self-organizing map for supervised classification is proposed in this paper. Unlike other traditional SOMs, the model has an input layer, a Kohonen layer, and an output layer. The number of neurons in the input layer depends on the dimensionality of input patterns. The number of neurons in the output layer equals the number of the desired classes. The number of neurons in the Kohonen layer may be a few to several thousands, which depends on the complexity of classification problems and the classification precision. Each training sample is expressed by a pair of vectors ： an input vector and a class codebook vector. When a training sample is input into the model, Kohonen＇s competitive learning rule is applied to selecting the winning neuron from the Kohouen layer and the weight coefficients connecting all the neurons in the input layer with both the winning neuron and its neighbors in the Kohonen layer are modified to be closer to the input vector, and those connecting all the neurons around the winning neuron within a certain diameter in the Kohonen layer with all the neurons in the output layer are adjusted to be closer to the class codebook vector. If the number of training sam- ples is sufficiently large and the learning epochs iterate enough times, the model will be able to serve as a supervised classifier. The model has been tentatively applied to the supervised classification of multispectral remotely sensed data. The author compared the performances of the extended SOM and BPN in remotely sensed data classification. The investigation manifests that the extended SOM is feasible for supervised classification.     

西藏仲巴地区曲嘎组的拆解

根据1∶5万仲巴地区区域地质调查,对雅鲁藏布江缝合带西段夹持于2套混杂岩之间的仲巴微地体原二叠系曲嘎组进行了拆解。研究认为：①原曲嘎组可以解体为3套地层,分别是下古生界的奥陶系—志留系紫曲浦群、上古生界泥盆系纳登尔组和石炭系—二叠系曲嘎群,新建曲嘎群与原曲嘎组没有直接对应或者级别关系;②紫曲浦群以变质碳酸盐岩为主,下部紫曲电站组为紫红色、灰色大理岩与结晶灰岩组合,属中—晚奥陶世,上部紫曲石组以紫红色大理岩为特征,暂归志留纪;③纳登尔组由一套灰色千枚状板岩和钙质片岩组成,上部结晶灰岩增多,时代为泥盆纪,可归属马攸木群;④曲嘎群可划分为3个组：岗珠淌组,以灰色、灰绿色板岩、粉砂岩为主,向上砂岩和灰岩增多,属于石炭纪—早二叠世（乌拉尔世）早期;仲巴组,以肉红色灰质晶粒白云岩及杂色生物屑云质灰岩为特点,分为2个岩性段,属于早—中二叠世（乌拉尔世—瓜德鲁普世早中期）;卡扎勒组以深灰色钙质板岩为主或夹结晶灰岩和砂岩或互层,属于中—晚二叠世（瓜德鲁普世—乐平世）;⑤仲巴地区曲嘎组的拆解在仲巴微地体西部和老仲巴以东的应用有待证实,其在岩性上与相邻地体同期地层有较大差别,但在生物群组成方面具有相似性。     

凡纳滨对虾含酪氨酸酶结构域血蓝蛋白的免疫功能

【目的】克隆凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)一种新的含酪氨酸酶结构域血蓝蛋白(Tyrosinase-domain containing hemocyanin,TDCH),研究其免疫功能。【方法】根据NCBI上公布的tdch基因序列设计克隆引物,通过RT-PCR方法获得tdch的编码区;采用生物信息学方法分析tdch的结构特征;使用荧光定量PCR技术分析tdch在凡纳滨对虾12个组织中的表达,以及在副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)、金黄色葡萄球菌(Staphhylococcu saureus)、黑曲霉菌(Aspergillus niger)、白斑综合征病毒、脂多糖及聚肌苷酸-聚胞苷酸[Poly(I:C)]刺激后在鳃和血细胞中的表达变化;利用RNAi技术敲降tdch在对虾中的表达,研究其在对虾抗副溶血弧菌免疫中的作用。【结果与结论】克隆获得tdch的编码区全长,编码551氨基酸的蛋白,理论分子质量为63.37 ku,等电点为7.74;tdch除含有血蓝蛋白结构域以外,还含有酪氨酸酶Tyrosinase结构域;tdch在对虾肌肉、肝胰腺、鳃、...     

结合多级阈值与SOM的土地利用规划碎图斑识别

针对土地利用规划地图数据更新过程中因地块调入调出产生的碎图斑的识别问题,该文在深入分析样本数据特征的基础上提出一种结合多级阈值与 自组织特征映射(SOM)神经网络的碎图斑识别方法.首先通过面积和最大内角阈值排除不符合碎图斑特征的多边形;再将矩形度、圆形度、最小内角以及延展度作为特征向量输入训练好的SOM聚类模型,基于多边形特征相似性识别碎图斑,较好地弥补了 目前制图实践中大量采用的统一面积阈值法指标选取单一、主观性强的不足,实现了碎图斑的准确识别.以福州市长乐区和福清市土地利用规划调整建设用地管制区数据为样本的验证实验表明,该文方法的识别精度与稳定性(针对不同区域数据的适应性)均优于目前制图实践中大量采用的统一面积阈值法.     

干侵入对我国东部一次强飑线过程的作用分析

利用常规观测资料、地面加密观测资料和多普勒雷达等多种资料,分析2018年5月27日广西飑线过程的天气背景、环境条件、发展机制及大风的成因,结果表明：500 hPa冷舌叠加低层暖脊建立了较强的层结不稳定结构,同时环境具有较大的对流有效位能,为飑线的生成和发展提供有利的环境条件;广西沿海中尺度辐合线是导致此次飑线系统初始对流形成的触发机制;飑线低层暖湿入流到风暴顶形成辐散,中层后侧干冷空气入流使得飑线内下沉气流加强,下沉气流出流在风暴前侧形成辐合,触发新的对流,以及入流和出流错开形成飑线系统的自组织结构,使得飑线在弱垂直风切变条件下发展维持;近地面冷池的合并加强,造成的冷池密度流是大风形成的主要原因。

     

插拔桩靴对临近桩靴承载力的影响研究

自升式钻井船桩靴的插拔过程将会对临近井口平台的桩靴基础产生不利影响。开展了室内模型试验研究,将试验结果与理论分析结果相结合,得到了桩靴插拔的影响范围及影响范围内土体强度的变化规律,并推导了桩靴插拔影响区内临近桩靴承载力的计算方法,与模型试验结果进行了对比验证。研究表明,桩靴插拔后砂土相对密实度降低,其降低程度随距桩靴距离的增加而逐渐减小,影响范围约为1倍桩靴直径。受桩靴插拔影响,临近桩靴的承载力下降,降低比例随两桩靴相对间距的增大而减小,随桩靴相对插深的增加而增加。当两桩靴相对间距大于2倍插拔桩靴直径时,可认为桩靴插拔对临近桩靴基础承载力无影响。     

深圳大鹏湾表层沉积物碎屑矿物空间分布特征

立足样品测试数据,利用空间分析、空间插值、地质统计以及景观生态学方法,深入分析了深圳大鹏湾表层沉积物碎屑矿物的空间分布特征,并使用球状模型对相应半变异函数进行理论建模。结果表明,碎屑矿物分布的Hurst分维数为0.28～0.97,空间几何分维数为1.03～1.72;Moran Ⅰ型空间自相关系数-0.15～0.53。在此基础上,以等值线分布所包围范围作为划分尺度,以Shannon-Wiener信息指数作为度量,得到的矿物分布所反映出的信息量或者富集程度指数为0.88～1.85。     

纳米生态基在凡纳滨对虾养殖中的应用研究

研究了凡纳滨对虾集约化养殖池塘中挂设不同密度的纳米生态基对养殖水质及对虾生长的影响。试验共使用12口养殖池,生态基的挂设密度分别为0.029,0.043和0.058 m2/m3水体,以不挂设纳米生态基的养殖池为对照。结果表明,挂设纳米生态基能明显降低养殖水体的氨氮、亚硝氮和COD含量,挂设生态基处理组池塘水体中氨氮与对照组之间差异显著(P0.05),亚硝氮在试验第7 d后差异显著(P0.05);纳米生态基能较好的稳定池塘水体的DO水平,增氧时DO增加速度与挂设生态基的密度成正比,增氧关闭时DO减小速度与挂设生态基的密度成反比;生态基能提高凡纳滨对虾产量并有效降低其饵料系数,对虾产量分别比对照组高出0.8%,15.3%,3.2%,饵料系数分别降低17%,40%,26%。当对虾放苗密度为150尾/m2时,在本研究设计的梯度范围内,生态基的最佳挂设密度为0.043 m2/m3水体。