用延时交叉相关法确定轮胎硫化温度预测模型参量

轮胎橡胶的最终硫化状态主要由其硫化中经历的温度时间历程所决定 ,但在实际生产中其内部点温度是无法实测的 .本文对实验和有限元计算数据进行了大量分析 ,探寻了内部点温度与表面温度之间的关系 ;用延时交叉相关的方法确定了硫化过程中内部点温度预测回归公式的参数 .

基于交叉相关法的风暴体追踪外推算法

为了提高对风暴体多普勒雷达回波图像外推的准确度,延长预报的有效时间,提出一种多时刻回溯拟合外推算法。把对风暴体的外推分为位置外推与形态外推;利用模式识别中图像匹配技术获得风暴体5个连续时刻的位置与形态信息,通过三维曲线拟合外推该风暴体下一时刻的位置信息;再通过基于核区的子区域划分对风暴体进行形态外推。测试结果显示该方法具有更长的有效时间和更加广泛的适应性。

交叉相关ISAR快速包络对齐方法

逆合成孔径雷达成像(ISAR)的第1步是运动补偿,而包络对齐是运动补偿的第一步,决定了ISAR系统相位补偿,方位向定标等后续处理的精度,因此对于运动补偿非常关键。现有的包络对齐方法,大都基于相邻包络的相关法,容易产生漂移误差,突跳误差和积累误差,影响包络对齐的精度。分析了这3种误差出现的原因,提出了采用交叉相关的包络对齐方法,该方法在不增加运算量的情况下,消除了这3种误差,仿真实验证明了该方法简单有效适合工程应用。

股指期货与现货市场风险高频变化交叉相关性研究

在多重分形分析框架下以MV表征市场风险,将MV与MF-X-DFA算法相结合并加以拓展,实证检验经济转型时期我国沪深300股指期现市场间风险交叉相关性特征和结构性成因,并对当月和次月连续期货合约对现货风险控制效果的差异进行比较。结果表明:我国沪深300股指期现市场间风险的交叉相关性具有正向持续的多重分形特征;在高风险波动期,股指期货对现货风险的整体控制能力不足;次月连续合约无论在风险交叉相关关系的正向持续性还是期货对现货的风险控制能力方面均较当月连续合约更具优势;现货市场风险的长记忆性和期货市场风险的厚尾分布特征是期现市场风险交叉相关多重分形特征的数据结构性成因。

光流法在强对流天气临近预报中的应用

针对强对流降水的情况,提出了使用光流法计算得到的光流场来代替交叉相关法得到的运动矢量场。与简单的交叉相关法相比,光流法从偏微分方程的角度来求解光流场,在计算过程中使用了严格的约束条件,运用递归法进行求解。试验及评价的结果表明,对变化较快的强对流降水天气过程,光流法明显优于交叉相关法。

光流法及其在临近预报中的应用

介绍了一种全新的对流临近预报外推算法——光流法。主要是通过计算雷达回波的光流场得到回波的运动矢量场,并基于运动矢量场对雷达回波进行外推从而达到预报的目的。光流法立足于变化,在计算光流场时既考虑连续时次回波的变化,又考虑相邻位置回波的变化。因此,基于该算法的外推临近预报具有一定的物理意义。利用中值滤波等方法对雷达资料进行质量控制,有效地抑制了噪声等的影响。个例对比分析表明:经过中值滤波等质量控制后回波更平滑,边沿更清晰,回波质量明显改善,能够获得比较真实的雷达回波,也得到了方向更加一致、更加平滑的回波运动矢量场。光流法给出的30、60 min内雷达回波的位置、形状的外推预报和对应时次实况较接近,预报结果具有较好的业务指示意义。对光流法和交叉相关法预报结果进行的定量对比评价表明,对移动型局地生成及强度和形状随时间变化很快的回波,光流法预报效果优于交叉相关法。光流法可以弥补传统的交叉相关法的缺陷,能提升对流临近预报系统的性能。

变分回波跟踪算法及其在对流临近预报中的应用试验

目前业务上0-1 h对流天气临近预报仍旧以客观外推为主,采用不同外推算法,得到雷达回波以及降水的外推临近预报。以业务应用为目标,开展了变分回波跟踪算法在强对流天气临近预报中的应用研究。利用京津冀地区的8部新一代多普勒天气雷达逐6 min雷达组网拼图资料,选取2016-2018年夏季发生在京津冀地区的18个典型对流个例,开展变分回波跟踪算法和交叉相关法的0-1 h临近预报对比试验及检验评估。与传统的交叉相关法相比,变分回波跟踪算法采用变分技术求解雷达回波运动矢量场,在计算中使用两个严格的约束条件,运用迭代法进行求解,其得到的运动矢量场更为准确。结果表明,变分回波跟踪算法优于传统的交叉相关法,得到的30、60 min内雷达回波的形状、位置及强度的外推预报和实况更接近,定量检验评分更高:(1)京津冀地区4次典型对流天气过程临近预报对比试验表明,和交叉相关法相比,变分回波跟踪算法可以更好地预报出未来1 h内雷达回波的位置、形态和强度。(2)通过对18个典型对流个例定量检验,发现当雷达回波强度阈值为35和45 dBz时,无论是30或是60 min外推预报,变分回波跟踪算法的命中率(POD)和临界成功指数(CSI)都明显高于交叉相关法,且虚警率(FAR)更低;分天气类型定量检验发现,绝大多数天气类型,变分回波跟踪算法外推预报效果优于交叉相关法。

多时相遥感影像的变化检测方法应用试验与分析

基于地理国情监测的项目发展需求,通过分析国内外现有的各种变化检测方法,选取其中提取信息丰富的变化矢量分析法和精度较高的交叉相关分析法进行程序开发与改进,形成改进的交叉相关分析法,并对三种方法进行试验与精度评估分析,得到改进的交叉相关分析法从时间、效果与精度方面都优于其他两种方法,变化矢量分析法其次的结论。本文同时也分析了影像预处理工作对该三种变化检测方法实际应用的约束条件。

融入视觉注意机制的模板匹配算法

为了提高图像模板匹配算法的主动性、实时性,借鉴人类的生理学,提出一种融入视觉注意机制的模板匹配算法.该算法在基于视觉注意机制的基础上提取亮度、颜色、方向等视觉特征,并采用抑制机制和WTA机制得到注意焦点,生成显著特征图,经过图像坐标变换得到目标图像,根据归一化相关交叉法计算模板与目标图像的相似性,实现图像匹配.实验结果表明,该算法使图像能更加主动、实时地匹配,能够更好地符合人类的视觉注意机制.

光流法在强对流天气临近预报中的应用分析

在强对流天气的临近预报中,获得较为直观的矢量图是十分重要的一个步骤,光流法在此方面可以帮助技术人员获得较为光滑而准确的短时内对流天气矢量图,并可以此作为预报的依据。

基于机器学习与数值预报技术的电网短期临近气象预警模型设计

电网短期临近气象预警是预防电网故障发生的重要手段之一,故对其进行及时、准确地预警可有效减小因灾害性天气带来的损失。针对电网短期临近预警问题,文中开展了基于机器学习与数值预报技术的电网短期临近气象预警模型设计的研究。该研究对收集到的风速、温度与湿度等数据进行预处理与三性分析,并将得到的数据转换为经纬度网格数据。同时根据气象模型设计预警流程,采用VC++6.0平台完成对雷达数据的处理,且通过小波融合算法提高了红外数据的准确度。利用交叉相关法进行时间序列分析以提高数据识别的准确率,进而解决了短时预警问题。实际算例结果表明,所提出的方法能够有效预警极端天气,且预测精度可达96.88%。

基于雷达数据的风暴体识别、追踪及预警的研究进展

基于雷达数据的风暴体识别、追踪及预警方法是最早出现的临近预报技术,也是天气雷达系统和强天气预警业务的基本组成部分。风暴体识别、追踪及预警方法可以分为三大类:持续性预报法、交叉相关法和单体质心法,它们都属于外推预报法。其中,持续性预报法目前已经被后两者取代。首先较详细地介绍了交叉相关法和单体质心法的研究历史和主要算法,然后集中介绍了近几年来在外推预报基础上发展起来的一些新方法。最后,结合悉尼奥运会期间的FDP项目,讨论了临近预报技术的检验和准确性评价,重点介绍了列联表方法。

利用多普勒雷达资料作站点雨量及面雨量临近预报

通过对近两年收集的降水过程的雷达回波资料进行统计分析，得到本地区主要降水过程类型及其回波演变特征；利用反射率因子的基数据和风廓线产品数据等资料，运用交叉相关法计算区域速度、读取风廓线得到环境风速度，自动判别降水回波类型、识别回波整体及单体移动速度；应用本地实时的dBz-I关系及线性外推法计算未来1～2h站点降水量及面雨量，实现降水临近预报自动化；应用自动站雨量资料及雷达联合自动站资料所作的雨强实时分析场对1h站点雨量预报及区域雨量预报进行初步检验，1～24．9mm和≥25mm以上站点预报的平均相对误差分别为58％、33％；区域雨量预报的雨区范围及中心分布与实况具有较好的一致性；2h降水预报在回波较稳定时，仍有较好的预报效果。

多普勒雷达风场资料在临近预报中的应用

为了研究对流单体移动的运动学和动力学特征,本文综合应用多普勒雷达反射率因子资料和径向速度资料进行雷达回波的外推预报。采用速度方位显示方法（Velocity Azimuth Display,VAD）和交叉相关法（Tracking Radar Echoes by Correlation,TREC）,分别得到设定的8个高度的水平风场,并作为回波的引导风,对相应高度的等高平面位置显示（Constant Altitude Plan Position Indicating,CAPPI）反射率因子进行外推。通过两次降水过程分析比较两种方法的外推结果,表明用这两种方法获得的未来60 min内的回波位置与回波实况较吻合;二者在某些高度上预报的评分接近。从两个个例的外推试验发现,预报效果最好的高度层与实际天气过程有关,关键是与降水回波中水平风的垂直分布有关,而不仅仅限于2.5-3.0 km高度。

利用FY-2E红外和水汽波段对强对流云团的识别和演变研究

使用FY-2E静止气象卫星的红外1(10.3~11.3μm)和水汽波段(6.3~7.6μm)时序图像,对强对流云进行识别和短时预测。亮温阈值法是将强对流云和其他高云区分开的常用方法,但是合适的亮温阈值是随着时间和空间而变化的,过高的阈值会将许多卷云包括进来,太低的阈值会排除掉云顶发展还不是很高的强对流云。水汽波段所在的位置是水汽的一个强吸收带,而高度在400 h Pa上下的大气层是水汽波段的一个强吸收层,大气在垂直方向上的对水汽波段辐射吸收的分布模式使得卫星接收到的水汽波段辐射主要来自于400 h Pa以上的大气中高层,而卫星接收到的红外波段辐射主要来自于大气中低层,两个波段间辐射来源的差异使得不同光学厚度的高云的辐射观测值在红外—水汽光谱空间中的分布具有明显差别,并且这种差异具有时空的稳定性。本文将一定范围内的云团的象元测值在红外—水汽光谱空间中的分布的拟合直线斜率作为强对流云识别的依据,结果表明相对于亮温阈值法,本文的识别方法不仅能够较好地区别卷云和强对流云,同时也能更有效地识别未达到旺盛阶段的对流云。在对强对流云进行识别后,根据相邻时间段的卫星图像,利用交叉相关法反演得到强对流云团顶部的位移矢量场,并根据后向轨迹法对强对流云团位置形状进行短时预测,预报结果在短时间内(0~1 h)较好,并且对面积较大的云团的预报效果要优于较小的对流云团。此外文中还利用逐半小时的云顶黑体温度(Temperature of Black Body,TBB)资料分析了云顶亮温的分布变化,得到了整个强对流过程的演变特征。

消费心理预期与股票涨跌关系的初步研究

在间隔两个月重复测试我国城市居民消费心理预期水准的基础上 ,采用交叉滞后相关法 (CLPC)研究了消费心理预期水准与股票涨跌幅之间的关系 ,发现 :消费心理预期是导致股票涨跌的主要因素 ,从而证明消费心理预期是影响消费需求的重要因素。

不同天气背景下京津冀降水临近外推预报

基于2019—2020年京津冀地区不同天气系统影响下的降水过程,采用交叉相关法和光流法对快速更新多尺度分析和预报综合集成系统(Rapid-refresh Multi-Scale Analysis and Prediction System-Integration,RMAPS_IN)的降水分析产品进行0~2 h临近外推预报的批量试验。结果表明:由交叉相关法和光流法计算的两种外推矢量在大小和方向上存在一定差异,直接差异与影响降水的天气系统位置有明显的对应关系,而方向差异受地理位置的影响更明显,台风类降水呈弧形带状分布,低槽冷锋类、低涡类、气旋类、暖切变线类等几类降水均呈西北大东南小的特点;预报效果方面,总体上交叉相关法优于光流法,尤其是预报时效超过30 min以后,各种降水类型的批量检验结果显示交叉相关法的预报评分优于光流法,且预报时效越长、优势越明显,但预报时效为10 min时,光流法在低涡类、台风类、暖切变线类的空报率上优于交叉相关法。此外,基于外推的临近预报方法对京津冀地区台风类降水的预报效果最好,其次为暖切变线类、低涡类、低槽冷锋类、气旋类。

深圳市气象局临近预报技术进展

深圳市气象局从2006年开始进行基于雷达的临近预报方法研究。在引进和吸收了国内外对流风暴追踪技术算法的基础上,2008年开发了基于卡尔曼滤波的交叉相关法临近预报方法。但交叉相关法对局地生成和时间空间变化很快回波的预报会出现明显偏差。2013年开发了局部约束光流法临近预报方法,该方法对雷达基数据采用中值滤波进行质量控制,对变化较快的回波预报效果好,但对飑线等西风带系统的临近预报能力稍差。2015年成功研制了粒子滤波融合算法,该方法对局部约束光流法和Harris角点法获取的运动矢量场进行融合获取更接近回波真实运动的运动矢量场进行临近预报,对雷达基数据采用双边滤波进行质量控制,该方法改善了飑线的临近预报。为适应智能临近预报发展形势,2017年开展了基于生成对抗网络(generative adversarial networks,GAN)的人工智能临近预报方法研究,取得一定的成果。持续的临近预报方法研究,极大提升了深圳市气象局临近预报预警水平。

Method of correlation function for analyzing cross-sensitivity of strain and temperature in fiber grating sensors

A novel method of correlation function for analyzing cross-sensitivity between strain and temperature is reported for the first time in this paper. Using the new method,the correlative characteristics between strain and temperature of fiber Bragg grating sensors are studied both theoretically and experimentally The experimental results accord with the theoretical calculations.