基于C#语言的潮汐分析及预报平台开发

研究潮汐特点,加强潮汐利用,对人类社会的发展具有重要意义。文章基于C#语言设计开发了计算快速并具有良好界面的潮汐分析与预报平台,弥补了现有软件工具的功能缺陷。平台包含数据预处理、调和分析、潮汐预报三个模块,涵盖潮汐数据分析计算的全过程。利用三个验潮站的实测数据对平台进行测试,将测试结果与国际流行的潮汐计算工具包T-tide的计算结果进行比对,结果表明两者几乎一致,验证了平台算法的准确性。

近百年广东沿海海平面变化趋势

为预估本世纪末广东海平面的可能上升量,从探讨近百年来广东海平面上升率的阶段性变化入手,通过对广东沿海验潮站潮位观测资料的统计分析,得出广东沿海海平面近86年(1925―2010年)、近40年(1970―2010年)和近20年(1993―2010年)的上升率分别为2.1mm/a、2.5mm/a和3.2mm/a,存在加速上升的趋势,并与全球大体呈准同步变化。20世纪90年代以来,广东沿海海平面上升和热带西太平洋的海平面出现突变上升有密切关系。

基于长期验潮数据的海平面预测方法与案例应用

在充分考虑长时间序列潮位具有周期性、趋势性和随机性特征的基础上,建立一套基于随机动态预测模型的海平面变化分析方法。模型中的周期项模拟首次采用小波分析与谱分析相结合的方法;趋势项采用逐步回归法拟合;残差序列采用自回归移动平均混合模型进行拟合;三项叠加建立随机动态预测模型,参数的确定采用非线性最小二乘迭代法。应用塘沽验潮站57年的月平均海平面高度数据进行案例分析,通过实测数据验证和预测精度统计学检验,表明此方法对海平面变化的模拟与预测具有较高精度,可为海平面上升预测研究提供有效可行的借鉴与范例。

海洋环境监测系统中关键数据处理技术的研究与应用

结合海洋环境监测系统中关键数据的特点,针对海洋自动监测上位机数据处理中存在问题,分别采用了滑动平均法和数据插值、拟合等方法进行高、低潮潮位值的提取和潮位值的数据补遗。对现场实际数据进行的处理结果表明,此数据处理方法可行,能够实现预期的效果。

基于短期验潮资料的新建港区设计潮位确定方法

在沿海港口工程中,确定设计潮位是一项重要的基础工作。对于新建港区,往往只有短期验潮资料,需要借助附近主港的长期验潮资料,采用短期同步差比法和相关分析法计算设计高、低水位,采用相关分析法和K值法计算极端高、低水位。研究判断潮汐性质相似性的定量指标以及基于多个计算结果的设计潮位确定方法。该方法应用于皮口港区总体规划中,为新建港区设计潮位的确定提供了参考。

数字化水位观测资料的应用研究

在中国地震局实施的首都圈防震减灾示范区系统工程中,河北地区安装了21台套水位数字记录仪,并于2001年10月1日开始与模拟观测并行运转。与模拟观测相比,数字化观测具有数据信息量大,传输速度快,人为误差小的优点,从而增加了水位高频、短周期的信息量,为捕捉地震短临异常信息提供了有利条件。通过对河北地区数字化观测与模拟观测进行对比分析认为,静水位井的数字化观测与模拟观测资料变化特征一致。并着重讨论以往用于模拟观测时值资料分析处理方法在数字化水位观测资料中的应用。

潮位影响下的海堤渗压变化特点

通过先进的潮位和海堤渗压监测仪器及其数据采集系统,获得海堤堤身不同位置实测渗压序列,以及对应的潮位变化曲线,采用序列对比、马氏距离计算、谐量分析方法,对工作在潮位环境下的海堤渗压所具有的一些特殊规律进行分析,归纳总结了渗压与潮位间的关联特点、海堤断面渗压分布规律的多变性以及渗压变化的多周期特征,并对海堤渗压监测模型的建立以及海堤堤身渗压计算提出建议,为有针对性地进行海堤状态的计算、监测、识别提供有效参考。

沿海地区年最高潮位频率分析研究

在资料的一致性检验的基础上,采用P-Ⅲ型分布及极值I型分布,研究了沿海地区年最高潮位频率分析计算方法。结合连云港站历年潮位资料,对比了2种方法的计算效果。计算结果表明,2种方法对不同重现期设计值的估计结果接近。由于年潮位系列CV较小,采用P-Ⅲ型分布计算时,参数CS/CV的比值较大,远远超出水文设计习惯采用的值,加大了经验适线的难度。因此,在工程设计时,建议采用极值Ⅰ型分布进行设计潮位计算。

海平面上升对广西珍珠港红树林分布的影响

以广西珍珠港的遥感影像为底图,综合考虑相对海平面变化、地表沉积及海堤分布,利用平均潮位、平均大潮高潮位数据,借助SRTM数字高程模型,预测未来100 a海平面上升低、中、高3种模式下研究区红树林的分布.结果表明:(1)预测年研究区的红树林向陆边界保持稳定,向海边界向海方向移动,红树林的分布面积增加.绝对海平面上升低、中、高3种模式下,红树林向海边界分别向海推进70、56、46 m,面积分别增加280、225、187 hm2;(2)红树林的向陆边界由于海堤的阻碍保持稳定,红树林的向海边界因沉积速率大于相对海平面上升速率而向海扩展.

滩涂机载LiDAR点云数据滤波方法研究

机载LiDAR点云数据滤波是制作高精度数字地形产品的重要环节。通过分析常用滤波算法基本原理、滩涂机载LiDAR点云数据的特点,提出了一种基于潮汐水位高程约束,移动窗口滤波与三角网渐进加密滤波组合的滤波方法。试验表明:该滤波方法获取的滩涂地形有效点云数据质量与人工滤波结果相当,在一定程度上提高了滩涂区域机载LiDAR点云数据滤波的效率,为快速获取滩涂区域数字高程模型提供了有效途径。

沿海地区设计潮位计算方法探讨

采用P-III型分布及极值I型分布,研究了沿海地区设计潮位计算方法。阐述了资料的一致性检验的方法。结合坎门站潮位资料,对比了两种方法的计算效果。结果表明,两种方法对不同重现期设计值的估计结果相当,但P-III型分布计算时参数的选取与习惯用法不符,因此,建议采用极值I型分布进行设计潮位计算。

一种潮汐模拟测控装置及测控方法设计与实现

针对传统潮汐模拟装置设备庞大、耗能、操作复杂、精度不高等问题,设计了一种新型潮汐模拟测控装置及方法。采用智能水位仪加辅助L型连通管配以任意开度可控的电动阀门来实现水池水位模拟潮汐变化;采用工控机人机界面更便于测控;采用ADAM数据转换模块实现了工控机与电动阀门之间RS485通信。经实际应用验证,该装置所实现潮汐模拟效果好,精度高,操作方便,能够满足海岸工程研究等试验任务要求。

数据融合下的短期潮位预报测试及分析

针对短期验潮数据分析难度大、预报精度低的问题,设计了一种基于数据融合技术的短期潮位预报方法,利用扩展卡尔曼滤波(EKF),将通用的潮汐模型计算水位融合到调和预报模型之中,生成精度更高的融合预报值。数据测试表明,对于3天的验潮数据,EKF方法至少对向后5天的预报有效,融合值较两种源数据的平均优化度分别为33%和60%;对于7天的验潮数据,EKF方法在向后20天的预报中几乎都产生了优化效果。该方法适宜在资料缺乏的海区使用,为短期潮位预报提供了一种新的解决方案。

水文资料整编中对“假潮”现象的分析与处理

"假潮"是黄河下游游荡型河道特有的一种水流现象,在资料整编中对上下站水量过程对照及平衡计算影响较大。通过对其成因及变化规律的分析,提出了对Z^Q关系曲线进行误差订正的原理与方法;根据"假潮"的变化规律,在外业测验中,选择合理时机,科学布置流量、含沙量测次,严格控制其变化过程,在进行资料整编中对Z^Q关系线进行合理的修正处理,可以有效消除"假潮"引起的误差。

卫星高度计数据提取中国海潮汐信息及其在西北太平洋的若干应用研究

基于70PEX/POSEIDON卫星高度计资料,利用j,v潮汐模型和调和分析法提取中国浅海潮汐信息,与TOPEX/ POSEIDON卫星自带的全球潮汐模式CSR3.0和验潮站资料分别进行定性和定量的对比,说明在中国浅海的计算结果优于全球潮汐模式。利用提取的中国海潮汐信息对TOPEX/POSEIDON海面高度异常资料进行了修正,并通过TOPEX/POSEI- DON和ERS-1/2三星融合数据对计算结果进行质量评估。研究结果表明:在中国浅海.通过改善潮汐修正模式,TOPEX/ POSEIDON单星反演的海面高度异常数据质量已经可以达到融合产品的水准。结合卫星海表温度数据,利用时滞相关估计技术,研究中国海和西北太平洋的海面高度异常与赤道东太平洋Ni(?)o3区域海表温度之间关系.并成功预测1997/1998 El Ni(?)o/La Ni(?)a后的第一次El Ni(?)o事件。

基于ARMA模型的潮位拟合及内插研究

在水深测量过程中,采集的潮位数据往往存在断缺现象,给水深测量内业工作者造成干扰。针对潮位数据断缺问题,对断缺数据简单预处理后,利用ARMA模型对潮位数据序列变化规律进行分析,拟合潮位时间序列数据变化趋势,然后将拟合的值内插到数据断缺处,以建立完整的潮位改正文件,最后对拟合模型进行精度评价分析。实验结果表明,拟合模型精度良好,可以快速获取符合要求的插值,提高工作效率。

感潮水域水深测量数据处理中的水位改正

水深测量中感潮水域通常采用分带法进行水位改正。利用水位站与测点的平面位置逐点进行水位改正,不需进行分区,同时能有效提高水深测量的整体精度。新方法有利于计算机编程实现。

使用间隔气象数据的余水位分析

余水位是潮汐预报中的"报不准"部分。在现有条件下,许多验潮站在对水位数据进行连续采集的同时,对气象数据还使用间隔时间采集的方式(若干小时采集一次)。使用间隔气象数据,按风向不同对气象数据、余水位数据进行分组,对风与余水位关系进行定性分析,对风-压与余水位关系进行拟合分析,并结合实例,对方法进行说明和检视。

经验模态分解法在PPK潮位测量中的应用

为提高PPK潮位测量的精度,基于连云港车牛山站、油码头站、开山岛站获得的PPK验潮数据,采用经验模态分解对PPK潮位数据进行处理,滤去高频波浪和噪声信号,并与同期长期验潮站潮位数据进行对比。结果表明:1)经验模态分解法能有效剔除PPK潮位测量中的高频噪声序列,可提高PPK潮位观测的测量精度;2)PPK潮位测量精度和基准站与验潮站之间距离呈负相关关系,即验潮站距基准站越远,PPK潮位测量精度越低;3)PPK潮位的精度可达10 cm以内,滤波后可达5 cm左右,可以满足港口与航道工程的需要。

高时频潮位数据日高高潮自动识别

以中山市境内感潮河段几个主要的自动测报站高时频潮位过程数据为识别对象,针对其"抖动"、"平峰"现象突出,不同径潮组合过程线"反峰"、"单峰"、"无峰"等形态各异等特点,设计了其日高高潮特征的基本识别办法和辅助识别方法,编制了相应的识别程序,实现了其日高高潮特征值计算机自动识别。该方法简单、高效,可资自动测报站高时频数据特征值电算整编借鉴。