长江流域雨情监测分析系统及其关键技术

介绍长江流域雨情监测分析系统的总体设计与关键技术实现。系统利用新一代气象通信系统及现代信息存储技术,实现了长江流域12个省(市)气象部门的703个国家级自动气象站、12000余个区域级自动站等资料的实时收集、监控、质量控制、存储及共享,满足了流域雨情资料实时监测、分析业务的高时效性、高质量性的应用需求;利用长江流域气象历史和实时资料,实现了长江流域及其子流域日、月、季、年等固定时间尺度及任意时段的雨情监测,并利用物理统计方法,提炼出长江流域不同年代不同季节的降水空间分布;采用基于Flex的WebGIS框架设计,实现了人机交互实时分析,满足了在多用户并发条件下高密度自动站数据的快速响应。该系统的建成为三峡梯调中心提供了一个集气象信息收集、整理、加工分析、基于WebGIS展示分析产品等功能为一体的业务应用系统,为长江三峡水利枢纽综合调度和上游水资源开发利用提供气象服务技术支撑。     

深水等深流沉积中记录的米兰科维奇特性——以陕西富平地区上奥陶统赵老峪组为例

陕西富平地区上奥陶统赵老峪组为深水盆地边缘至深水斜坡沉积环境,发育深水原地沉积、等深流沉积及重力流沉积。以野外实测剖面、岩相特征等资料为基础,结合米兰科维奇理论、天文地层学、古海洋学以及古气候学,系统研究该地区等深流强度与古气候、海平面、古盐度的关系。结果表明:Fischer图解可以客观、准确地反映深水沉积地层相对海平面变化;深水沉积及等深流沉积中不同级次旋回垂向组合关系记录了米兰科维奇特性,即小级别旋回在垂向上有序地按照1∶4或者1∶5的形式叠加构成较大级别旋回;等深流强度受米兰科维奇旋回影响,呈多周期弱→强→弱递变;等深流强化周期约为0.1Ma。     

建筑物侧面轮廓线约束的高分辨率遥感影像建筑物高度估算方法

针对现有利用阴影长度法提取建筑物高度时存在的阴影间相互遮挡问题,提出了一种基于建筑物侧面轮廓线进行建筑物高度估算的新方法。首先,利用RPC模型计算建筑物像点位移的方向与卫星成像角度,再将遥感影像进行旋转,使建筑物像点位移沿水平方向;然后,利用Canny算法进行轮廓检测,并构建一定长度的矩形形态学结构元素,对轮廓图像进行形态学开运算,以提取侧面轮廓线,再利用Hough变换与建筑物角点约束,对所提取的轮廓线进一步筛选;最后,根据卫星侧视成像时建筑物高度与像点位移的几何关系进行建筑物的高度估算。利用实际的高分辨率卫星影像对本文方法进行了验证,并与阴影法估算建筑物高度进行了对比。试验结果证明,利用建筑物侧面轮廓线进行建筑物高度估算平均误差可以达到0.7 m,且实际精度优于使用阴影法进行建筑物高度估算。     

多时相阴影轮廓差分辅助下的城市水体提取

如何避免水体提取中阴影信息与水体信息的混淆,是利用遥感数据提取城市水体信息需要解决的一个问题。本文以高分一号WFV图像及Landsat8 OLI图像为数据源,利用阴影轮廓的位置与形状在不同太阳高度角及太阳方位角下的差异性,提出一种基于多时相阴影轮廓差分的城市水体提取方法(WMSD)。以广州市天河区为试验区进行水体信息提取,同时运用NDWI、MNDWI及SWI指数法分别提取水体信息,进行精度对比分析。结果显示,本文所提出的WMSD方法分类精度超过88%,较NDWI法、SWI法及MNDWI法的水体提取精度分别提高了8.50%、9.50%及4.67%。说明基于阴影轮廓位置与形状的差异提取水体信息的方法能够较好地解决阴影与水体提取信息混淆的问题,为利用遥感数据提取城市地区水体提供了一个可行的处理方法。     

平原地区机载激光雷达数据的抽稀算法分析

目前,机载激光雷达点云数据在测绘行业中的应用还存在较多的瓶颈。为了使机载激光雷达点云数据更好地服务等值线等数据的生产,发挥其高效和高精度的优势,本文归纳、总结了国内外现有的LiDAR点云数据抽稀算法,并通过对比分析现有LiDAR点云数据抽稀算法存在的优缺点,如系统抽稀、格网抽稀、TIN抽稀和坡度抽稀等算法,结合平原地区激光点云在实际生产中的应用,研究了更适合平原地区点云数据的抽稀方法,通过大量的数据测试和试生产。结果表明,该方法可以在应用项目精度约束下保证数据质量,减少了后期数据处理应用的难度,提升了后续成果数据的质量,提高了作业生产效率,对机载激光雷达点云数据在测绘行业中的应用推广具有重要的现实意义。     

一种基于Fréchet距离的断裂等高线内插算法

等高线内插是提高地形图精度的一个常用手段,在地图综合等领域中有很重要的作用。在实际地形图数据库中,等高线除了存在完整的计曲线以外,还有一部分断裂的首曲线。已有的等高线内插研究中未考虑对此类数据的处理,为此,本文提出了一种基于Fréchet距离的断裂等高线内插算法。首先提出了等高线度量关系的计算方法,然后对等高线的节点均匀加密,并利用Fréchet距离进行相似度判断以选择参考等高线,最后根据“最近点”的方式进行插值。通过对江苏某地区实际数据的试验,验证了该算法的合理性,对于鞍部地区的内插,有更好的适应性和准确性。     

The influence of the bottom contour on the deformed state of the ice cover due to the motion of the submarine

The authors have previously determined that the effectiveness and failure pattern of the ice cover caused by flexural-gravity waves generated by a submerged body motion near the bottom ice can greatly depend on the depth of the water area. In its turn, the presence of a ledge on the ice surface may affect a wave propagation pattern. This paper presents an experimental study of the bottom contour influence on the deflection and length of flexural-gravity waves. The authors describe a numerical model for the analysis of the deformed state of ice caused by hydrodynamic loads due to a submarine motion, taking into account the bottom contour. The experiments are carried out in the ice tank. The results of calculations and experiments are compared.     

基于面片裁切技术的点云轮廓线生成算法

随着点云在各个领域的广泛应用,对点云处理相关技术的研究更为活跃。目前,研究的热点主要集中在点云去噪、配准、分割、增强、特征提取和重建等方面。其中,特征提取起着承前启后的作用,具有十分重要的研究价值。基于面片裁切技术的点云轮廓线生成算法。首先,对点云数据进行面片提取,通过面片生长、融合生成特征面片,并根据提出的面片双向索引法快速构造特征线,最终实现点云平面轮廓线的生成。实验证明,本算法可快速、准确、有效地实现点云轮廓线的生成。     

Characteristics and origins of middle Miocene mounds and channels in the northern South China Sea

Numerous elongated mounds and channels were found at the top of the middle Miocene strata using 2D/3D seismic data in the Liwan Sag of Zhujiang River Mouth Basin(ZRMB) and the Beijiao Sag of Qiongdongnan Basin(QDNB). They occur at intervals and are rarely revealed by drilling wells in the deepwater areas. Origins of the mounds and channels are controversial and poorly understood. Based on an integrated analysis of the seismic attribute, palaeotectonics and palaeogeography, and drilling well encountering a mound, research results show that these mounds are dominantly distributed on the depression centres and/or slopes of the Liwan and Beijiao sags and developed in a bathyal sedimentary environment. In the Liwan and Beijiao sags, the mounds between channels(sub) parallel to one another are 1.0–1.5 km and 1.5–2.0 km wide, 150–300 m and 150–200 m high, and extend straightly from west to east for 5–15 km and 8–20 km, respectively. Mounds and channels in the Liwan Sag are parallel with the regional slope. Mounds and channels in the Beijiao Sag, however, are at a small angle to the regional slope. According to internal geometry, texture and external morphology of mounds, the mounds in Beijiao Sag are divided into weak amplitude parallel reflections(mound type I), blank or chaotic reflections(mound type II), and internal mounded reflections(mound type Ⅲ). The mounds in Liwan Sag, however, have the sole type, i.e., mound type I. Mound type I originates from the incision of bottom currents and/or gravity flows. Mound type II results from gravity-driven sediments such as turbidite. Mound type Ⅲ is a result of deposition and incision of bottom currents simultaneously. The channels with high amplitude between mounds in the Beijiao and Liwan sags are a result of gravity-flow sediments and it is suggested they are filled by sandstone.Whereas channels with low-mediate amplitudes are filled by bottom-current sediments only in the Beijiao Sag,where they are dominantly composed of mudstone. This study provides new insights into the origins of the mounds and channels worldwide.     

基于主动轮廓线模型的配准方法

随着地图修测的迫切需要,如何实现影像与地图的精确配准就成为急需解决的问题。虽然多项式模型的配准方法简单直观,但不能满足高精度地图修测的需要。目前影像与矢量图的配准靠人工实现,不容易准确量测,这越来越成为地图修测中全自动空中三角测量的瓶颈。而主动轮廓线模型通过模板自身的弹性形变,与图像局部特征相匹配达到调和,即某种能量函数极小化,从而实现矢量图与影像的精确配准。因此,提出了一种基于B样条Snake模型分割的高精度配准方法。