几何地理要素的相似性度量方法研究

几何地理数据相似性是地理数据匹配处理的基础,决定着地理数据匹配结果的成功率和准确率。本文分别从点、线、面3个角度对几何地理数据的相似性进行深入分析,通过对点、线、面三种地理要素特点的深入研究,给出了几何地理数据的相似性算法和度量模型。通过实验,初步验证了所提算法的可行性,为地理数据的相似性匹配研究奠定了基础。     

线状空间数据传输的几何相似性度量算法与实验分析

 同一地物在不同比例尺或者不同来源的地图上通常存在着相似性,对于图形几何形似性度量方法的研究有利于地图编制、查询、匹配、更新。线状地物要素在地图中占有很大的比例,因此,本文以线状空间目标为例,在前人的基础上给出了线状空间数据的几何图形相似性度量模型:(1)以差异距离作为相似性特征的位置相似度;(2)以分形维数作为相似性特征的形状相似度;(3)以长度或者周长作为相似性特征的大小相似度。相对于(3)大小相似度而言,(1)位置相似度、(2)形状相似度综合考虑了几何图形整体统计的方法和局部几何特征结构。完成多尺度传输的线状空间数据几何相似性度量实验,并对数据传输量与几何相似性度量方法进行比较,实验结果表明:基于广义Hausdorff距离模型的中位数Hausdorff距离的位置相似性对于空间数据渐进性传输具有稳定性和可行性。最后,总结了本文的研究成果,并展望了该方向进一步研究的若干问题。     

水文模型参数区域化研究进展

参数区域化方法是解决资料缺乏地区水文模拟和预报的有效手段,主要包括回归法、空间邻近法和属性相似法三类方法,可将有资料流域的水文模型参数移用到资料缺乏流域。首先回顾了区域化方法的基本原理和应用方法,并分析了三类主要区域化方法的适用性。从流域特征因子、水文模型及参数、不确定性探讨三个方面综述了区域化方法的研究进展。分析发现,当前区域化方法缺乏完善的理论基础,流域特征因子选择存在主观性,水文模型及参数的适用性方面研究不足。最后展望了未来的研究重点：（1）多维度适用性比较;（2）水文过程和参数的空间分布规律;（3）参数的尺度问题;（4）参数区域化的不确定性问题。     

辽东山地老秃顶子冰缘地貌植物群落类型及基本特征

基于48个样地的群落调查数据,运用TWINSPAN分类方法,对辽东山地老秃顶子冰缘地貌植物群落类型进行了划分,并对群落结构、种类组成和生活型谱进行了系统研究.结果表明:老秃顶子冰缘地貌植被可划分为16个森林群系、6个灌丛群系,归并为落叶阔叶林、针阔混交林、暗针叶林、矮曲林、灌丛、灌草丛6个植被型.其中,石海地貌主要发育灌丛和灌草丛,也有针阔混交林和矮曲林分布;石河地貌主要发育针阔混交林和落叶阔叶林,也有暗针叶林分布;石流坡地貌主要发育针阔混交林、落叶阔叶林和灌丛,也有矮曲林分布.老秃顶子冰缘地貌植被由68科138属193种维管束植物组成;石海与石河间植物群落物种组成属中等不相似,而石河与石流坡间属中等相似.老秃顶子冰缘地貌植物群落中高位芽植物占38.0%,隐芽植物占36.3%,地面芽植物占21.8%,地上芽植物和一年生植物均很少,反映出辽东山地冰缘地貌区具有夏季温暖多雨、冬季寒冷漫长的气候特点.相对而言,石海、石流坡地貌中隐芽植物较多,石河地貌中高位芽植物较多,表明石海、石流坡地貌具有更为冷湿的小气候环境.     

目标相似性的矢量数据联动更新方法

针对地理空间矢量数据更新和相似性在地理信息领域应用的研究现状,文章分析了不同几何类型目标之间的几何相似性,结合属性相似度,提出了针对数据联动更新的目标相似性的计算模型以及目标匹配方法;在此基础上,提出了数据变化发现和提取方法,并依据数据之间的映射关系实现多重表达矢量数据的联动更新。最后以某省矢量数据的水系要素之间联动更新为实例,证明了本数据联动更新方法能够完成多重表达地理空间矢量数据的更新,同时保证数据之间的一致性。     

利用地标空间关系约束的点实体匹配方法

针对传统的点实体匹配方法的不足,提出了利用地标空间关系约束的点实体匹配方法。该方法以参考点实体、候选匹配点实体与其邻域内的同名地标之间的空间关系为基础构造距离特征向量和方向特征向量,基于距离特征向量和方向特征向量计算点实体的相似度,进而确定点同名实体。实验结果表明,该方法在点同名实体空间位置偏差较大的情况下依然能够取得很好的效果,验证了该方法的有效性。     

大孔径闪烁仪观测中的相似理论适用性分析

利用2009年馆陶站(1-12月)和阿柔站(1-6月和10-11月)的大孔径闪烁仪LAS相关数据,分析了LAS观测中莫宁—奥布霍夫相似理论MOST理论的适用性,并探讨了MOST理论适用性的定量判断方法.结果表明:(1)在不稳定条件下,大尺度涡旋运动、大气湍流发展状况和温度尺度都能对MOST理论适用性产生显著影响;(2)确立了两种新的MOST理论适用性判断方法,即因子分析法和温度结构参数法,并验证了这两种判断方法是合理、可靠的.     

The Neutral, Barotropic Planetary Boundary Layer, Capped by a Low-Level Inversion

The presence of a low-level, capping inversion layer will affect the height and structure of the planetary boundary layer (PBL). Results from models of varying levels of sophistication, including analytical, turbulent kinetic energy (TKE), second-order closure (SOC), large-eddy simulation (LES) and direct numerical simulation (DNS) models, are used to investigate this influence for the neutral, barotropic PBL. Predicted and observed profiles of stress and geostrophic departure components, and integral measures, such as the parameters of Rossby-number similarity theory, are compared for the KONTUR, Marine Stratocumulus, JASIN, Leipzig, Pre-Wangara and Upavon field experiments.Analytical models of the equilibrium value of inversion height z_i, which depend on the surface friction velocity u_*, and both the Coriolis parameter f and the free-flow Brunt-Väisälä frequency N, are found to give reasonable estimates of the PBL height. They also indicate that only the KONTUR and Marine Stratocumulus experiments were strongly influenced by N. More quantitative comparisons would require larger, more comprehensive datasets. The effects of the presence of a capping inversion on the profile structure were found to be insignificant for h_* = |f|z_i/u_* > 0.15.The simple analytical model performed quite well over all values of h_*; it predicted the profiles of the longitudinal stress component (in the direction of the surface stress) better than the lateral component. The more advanced models performed well for small values of h_* (for flow over the sea), but systematically underestimated the cross-isobaric angle for flow over land. These models predicted the profiles of the lateral stress component better than the longitudinal component. The profiles of the analytical model agreed with those of the advanced models when the constant eddy viscosity of the outer layer was increased.Agreement with DNS was achieved by increasing the eddyviscosity of the analytical model by a factor of 5.Zilitinkevich and Esau(2002, Boundary-Layer Meteorology, 104, 371–379)suggest that the neutral, barotropic values of A and B of Rossby-numbersimilarity theory are not universal constants, but depend on the ratio N/|f|. The dependence for A and B is calculated using the analytical model and TKE models. Over the sea (h_* 0.1; N/|f| 100, where we have used the Zilitinkevich-Esau relation to convert between h_* and N/|f|) there is agreement between the model predictions and observations; however over land where the equilibrium boundary-layer height is greater (h_* 0.35; N/|f| 10) the inconsistency between the advanced model predictions (TKE, SOC, LES, and DNS) and observations, as noted previously by Hess and Garratt, still exists. We attribute this disagreement to violations of the strict assumptions of steady, horizontally homogeneous, neutral, barotropic conditions implicit in the observations. At small values of z_i and a strongly stable background stratification (h_* 0.04; N/|f| 1000) both the TKE and analytical models predict that A and B depend significantly on h_*, however observations are unavailable to confirm these predictions. Zilitinkevich and Esau call this case the `long-lived near-neutral PBL', and state that it is found in cold weather at high latitudes.     

空间线群目标相似度计算模型研究

以空间线群目标的空间统计特征为基础,对线群目标的空间关系和几何特征进行了描述。利用拓扑关系概念邻域图定义线群之间的拓扑关系相似度,利用方向均值定义线群之间的方向关系相似度以及利用"环形方差"定义线群目标之间的距离相似度。结合线群的长度和平均长度、线群密度及线群曲折度,建立了线群目标相似度计算模型,对线群目标相似度进行了整体度量。实验结果表明,相似度计算结果与地物特征比较一致,符合人们的直观认知。     

利用相似性特征进行 Web服务语义匹配

通过对传统语义相似性度量方法的分析和比较,利用相似性关系本身所具有的相对性和传递性,选取共同的领域本体作为相似性比较的基准,提出了基于相似性特征的 Web服务语义匹配算法,解决了现有 Web服务语义相似性度量方法中需要外在文本集、无法对相似性进行定量表达以及相似性区分程度不明显等问题.最后,选取德国人工智能研究中心发布的基于 OWL - S的 geography领域服务测试集进行语义相似性度量对比实验,实验结果证明了所提算法的可行性和有效性.