ARIMA-LSTM组合模型在基于SPI干旱预测中的应用--以青海省为例

开展干旱预测是有效应对干旱风险的前提基础。利用1958-2017年青海省38个气象站点逐日降水量数据计算多尺度标准化降水指数(SPI),并建立了SPI序列自回归移动平均模型(ARIMA)、长短时记忆神经网络模型(LSTM)和基于二者优点提出的ARIMA-LSTM组合模型;对模型参数进行率定和验证后,利用所建立的模型,以西宁站点为例,对多尺度SPI值进行预测,借助均方根误差(RMSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)和决定系数R2对所有预测模型的有效性进行判定。结果表明:ARIMA-LSTM组合模型在SPI1和SPI12的RMSE值分别为0.159 7和0.181 0,均低于ARIMA模型的1.265 4和0.293 3,说明ARIMA模型与ARIMA-LSTM组合模型对SPI的预测精度都与时间尺度有关,ARIMA模型的预测精度随着时间尺度的增加而逐渐提高;结合GIS并利用实测数据与模型的预测数据相比较说明ARIMA-LSTM组合模型相比于单一ARIMA模型的预测精度更高,且能够很好拟合不同时间尺度的SPI值。

ARIMA-SVR组合模型在基于标准化降水指数干旱预测中的应用

开展干旱预测是有效应对干旱风险的前提基础,本研究利用1951-2017年河南省郑州气象站点逐日降水量数据计算多尺度标准化降水指数(SPI),并建立了SPI序列自回归移动平均模型(ARIMA)和自回归移动平均与支持向量机回归组合模型(ARIMA-SVR),对模型参数进行率定和验证后,利用所建立的模型对河南省郑州气象站点多尺度SPI值进行预测。借助均方根误差(RMSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)对回归预测模型的有效性进行判定。结果表明:ARIMA-SVR组合模型在SPI1(1个月)和SPI12(12个月)的RMSE值分别为80.05和0.74,均低于ARIMA模型的92.25和1.24,说明ARIMA-SVR组合模型与单一的ARIMA模型对SPI的预测精度都与该指数的时间尺度长短有关,都随时间尺度的增加而逐渐提高;SPI12的两种模型预测精度均高于SPI1、SPI3(3个月)和SPI6(6个月)的预测精度。用实测数据与模型的预测数据相比较说明ARIMA-SVR组合模型相比于单一ARIMA模型预测精度更高,且能够很好拟合不同时间尺度的标准化降水指数。

基于遥感和社交媒体数据的城市洪涝灾害监测

城市洪涝监测对灾害管理与应急响应至关重要,单一数据源往往存在各自的缺陷,不利于多维度、全方位地分析城市复杂洪涝灾害灾情。结合不受云雨影响且覆盖范围大的GF-3 SAR影像与实时性较强的社交媒体数据,建立“7·20”特大暴雨郑州市中心城区洪涝监测方法,采用阈值分割、随机森林对GF-3 SAR影像进行多方案的灾前灾中水体提取,获取精度最高的水体提取与洪涝监测结果,分析典型区域的水体提取效果;利用Python工具获取城市内涝的社交媒体数据,对其进行处理、可视化与空间分析;结合GF-3 SAR影像与社交媒体数据洪涝监测结果探讨二者优势互补性。结果表明:SAR影像的水体总体提取效果为随机森林最优,HV次之,HV优于HH,HH优于水体指数SAR水体总体提取精度从高到低依次为随机森林、Otsu阈值法、水体指数法,但是在一些典型区域分析中,随机森林的提取效果低于其他方法;基于SAR影像提取的洪涝淹没范围主要集中在三环外的城市边缘地区与大型水体周围,基于社交媒体数据提取的洪涝信息主要集中在城市人口和建筑密集的三环内。

基于DFT幅度的矢量地理空间数据数字水印算法

基于矢量地理空间数据自身的特点,运用离散傅立叶变换技术,提出了一种基于离散傅立叶变换的矢量地理空间数据数字水印算法。首先根据矢量地理空间数据的顶点序列构造复数序列,然后对该复数序列做离散傅立叶变换,将水印信息转换为符合N(0,1)分布的伪随机水印序列嵌入到变换后的幅度中,再进行离散傅立叶逆变换得到含水印信息的矢量地理空间数据。提取水印时,通过比较嵌入水印的数据与原始数据之间的差异提取出原始水印信息。实验分析表明,该算法在抗矢量地理空间数据处理中常见的删点、数据格式转换、平移、旋转等方面具有较好的效果。

数字地图制图与出版模式的研究

从数字制图与出版的核心问题出发,分析当前数字制图与出版的两种模式,针对基于GIS的制图与出版模式中数据获取和编辑的功能强而出版的功能弱和基于CAD的制图与出版模式中出版的功能强而制图的功能弱的特点,提出地图制图与出版一体化的模式及该模式下的相关关键技术。

矢量地图数字水印技术的研究现状和展望

数字水印技术正成为网络环境下矢量数字地图的版权保护和侵权检测研究的热点。本文总结了目前国内外针对矢量数字地图数字水印技术所做的相关工作,分析了矢量数字地图数据在表示及使用方式上的特点、矢量数字地图数据嵌入数字水印的要求以及矢量数字地图数据信息冗余的类型;按空域、变换域及参数变换分类方法,概括了目前典型的针对矢量数字地图数据的数字水印算法,讨论了其优缺点。指出了对矢量数字地图数字水印技术还存在的问题以及对该领域未来可能的研究方向和研究重点进行了展望。

EEMD-ARIMA在干旱预测中的应用——以新疆维吾尔自治区为例

近年来,国内干旱灾害频发,影响了正常的农业生产和经济发展,因此精确预测干旱发生具有重要意义。基于1960-2019年新疆维吾尔自治区气象站点的逐日降水量数据,计算了1、3、6、9、12及24个月时间尺度的标准化降水指数(SPI),利用差分自回归移动平均模型(ARIMA)和集合经验模态分解(EEMD)-ARIMA组合模型,分别对多尺度的SPI进行预测,并通过均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和决定系数(R2)对预测结果进行评价。结果表明:EEMDARIMA组合模型的预测结果与新疆年鉴记录情况较为一致,能够用于对干旱进行预测;组合模型能够有效减少序列的非平稳性,相较单一模型能更好地预测SPI序列;EEMD-ARIMA组合模型在干旱预测中具有明显优势,在各时间尺度,组合模型预测精度均高于单一模型,能更准确地进行预测。

“天绘一号”影像正射纠正实验与精度分析

针对如何有效提高"天绘一号"卫星影像正射纠正精度的问题,本文基于有理函数模型,提出RPC参数+像方误差补偿方案,利用控制点提高RPC模型的精度。通过对连云港、怀柔地区"天绘一号"卫星影像进行正射纠正,对比无控纠正结果验证该方案。实验结果表明:利用RPC模型进行影像正射纠正是正确的、有效的,辅以稀少控制点就能获得较高精度,不使用任何控制点将会导致系统误差偏大,精度较低。本文研究可为修正卫星影像自带RPC参数误差、提高正射纠正精度提供参考。

《苏州市影像地图集》设计和编制的关键技术

以航空遥感影像为主要数据源,介绍了《苏州市影像地图集》的设计与编制思想,以及利用计算机辅助制作影像图的关键技术,体现了计算机辅助制图技术在地图制作过程中提高成图速度、质量以及降低成本等方面的优越性。

基于GIS的园林灌溉系统设计

我国传统的园林灌溉设计多依靠CAD设计,虽一定程度上节省了时间,但CAD的分析和计算功能较弱。本文基于GIS平台开发出一套园林灌溉设计系统,系统利用计算机辅助灌溉工程设计,解决了从管网设计计算到成果输出的问题,充分发挥了计算机在绘图、计算、文件处理等方面的优势,最大限度地节约了设计时间、提高了设计效率。

移动环境下自适应地图可视化研究

本文首先介绍了移动地图学的概念框架,然后在对移动环境下自适应地图可视化中涉及的用户模型、上下文模型进行分析的基础上,提出了自适应地图可视化的处理流程,并详细讨论了移动环境下自适应地图可视化中存取速度、显示速度、界面元素放置、载负量、符号设计、色彩设计、图例设计和方向设计这些关键技术的实现。

BiFeO_3对0.02PNW-0.07PMnN-0.91PZT低温烧结陶瓷微观结构和压电性能的影响

研究了BiFeO3对950℃烧结Pb0.94Sr0.06(Ni1/2W1/2)0.02(Mn1/3Nb2/3)0.07(Zr0.51Ti0.49)0.91O3(0.02PNW-0.07PMnN-0.91PZT)陶瓷微观结构和压电性能的影响。结果表明:少量BiFeO3可加速致密化过程、促进晶粒长大,并导致准同型相界(MPB)向富Ti区移动和晶胞收缩;过量BiFeO3对晶粒长大起到抑制作用,并在晶界处引入较多气孔。微观结构的变化使性能曲线表现出转折点,最优的压电性能在10mol%BiFeO3处获得。

烧结温度对PNW-PMN-PZT陶瓷结构和力学性能的影响

CeO2掺杂Pb0.94Sr0.06(Ni1/2W1/2)0.02(Mn1/3Nb2/3)0.07(Zr0.51Ti0.49)O3(PNW-PMN-PZT)陶瓷采用传统固相烧结法制备。借助X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能谱分析(EDAX)及密度、硬度和弯曲强度研究了烧结温度对陶瓷结构和机械性能的影响。研究发现,烧结温度的提高可使三方-四方相变、晶体四方度和晶粒尺寸增大,而使晶粒表面的残余应变减小。EDAX结果表明,材料组成和结构的不均匀性随烧结温度的提高而加剧,过高的烧结温度可导致Ni、Ce元素在晶界严重偏析积聚。1000℃烧结的陶瓷具有最佳的力学性能,这与合适烧结温度对材料晶粒尺寸、残余应变、组成和结构的均匀性以及气孔率的影响有关。

PDF文件格式的概貌(续)

三、PDF的特点 PDF格式被赋予的目标以及对它预期的使用决定了它的设计有一些显著的特性: 1.Adobe图像模式。PDF是用Adobe图像模式表示文字和图形。这和用PostScript语言使用的图像模式相同,和一个PostScript程序一样,一个PDF页面描述通过在选择区域着颜色来描述页面。

铬掺杂0.2PZN-0.8PZT压电陶瓷的XRD和Raman散射分析

采用XRD与Raman散射研究了Cr掺杂0.2PZN-0.8PZT压电陶瓷微观结构的变化。Cr掺杂导致三方—四方相变和晶体四方度增大,Raman散射关于晶格参数和相结构的分析得到了XRD的验证。通过研究不同结构中Ra-man振动模式,可揭示掺杂诱导的两相共存压电陶瓷微观结构的变化。

为什么调频加网技术目前难以普及?

调频加网,也叫随机加网(通常叫"FM加网"),即所有半色调微型网点具有非常小且相同的尺寸,每个点子与记录装置单个元素一样小,是图文记录机或打印机能产生的最小点子,但图像单位表面面积中点子的平均数目(或频率)随复制色调值的不同而不同.此外,它们的空间分布是通过算法来仔细分配的,根据色调的统计估算值和图像邻近部分的细节来分布点子,不会出现明显的堆积或不需要的微型点累积.实际上,网点位置是基于"计算的随机性".传统的调幅加网(通常叫"AM加网")方法中,网点间距离相同而网点大小不同;调频加网根据输入像素的明度和黑度,改变网点中心间的距离而网点大小相同.

3D_DP和Quad_TIN支持下的大规模地形自适应LOD算法

将地貌综合的三维Douglas-Peucker方法引入地形LOD中,通过构建Quad_TIN模型,结合离散点的全局重要性分级、地形块的四叉树模型构建、高效的可见性判断及增量更新等策略,提出一种大规模地形实时动态显示的新算法。实验结果表明,在保证地形的自适应快速、逼真显示的前提下,可大大扩展三维Douglas-Peucker和Quad_TIN的适用范围及运算效率,为海量三维场景的逼真快速重构提供了现实可能性。

铁掺杂四方、三方两相共存PZN-PZT陶瓷的Raman散射分析

Raman散射常用于研究温度变化时铁电体的各种相变,如铁电-顺电相变等,但是,利用Raman散射研究掺杂诱导的相变并不常见。本文采用Raman散射研究了铁掺杂Pb(Zn1/3Nb2/3)0.2(Zr0.5Ti0.5)0.8O3(PZN-PZT)铁电陶瓷中三方-四方共存现象。通过分析四方相E(3TO)和A1(3TO)模式与三方相Rl模式,确定了铁掺杂对PZN-PZT陶瓷中三方-四方共存结构的影响。这一结果,得到了XRD相分析的验证。因此,通过对Raman散射中三方-四方振动模式的分析,可以表征掺杂诱导的PZT基陶瓷中三方-四方相结构变化趋势。

顾及自适应多细节层次的八叉树点云管理算法

为了解决大规模点云不易有效组织、动态可视化时冗余度大,且较难实现自适应显示的问题,提出顾及细节层次(levels of detail,LOD)的八叉树点云管理算法.该算法基于八叉树索引将扫描点限定在每个结点范围内,利用自上而下空间分割和自下而上参数计算相结合的预处理策略,减少实时阶段计算量,通过构建保守性模拟误差,使场景各处均可自动满足可视要求,并辅之以高效加速方法,实现了点云的有效组织和自适应流畅显示.实验研究表明,在优化的预处理和辅助加速策略支持下,与经典R树算法相比,该算法实时阶段计算量小,每帧自适应漫游平均时间在0.04 s以内.