时序平滑多尺度叠加动态红外云场景仿真

天基红外观测场景中云场景具有几何结构动态变化复杂、尺度变化随机、辐射动态变化不确定的特点且与天基动态探测链路耦合,对系统探测效能造成极大影响。因此,开展云场景仿真方法研究对天基红外光学卫星系统设计具有非常重要的意义。针对传统仿真方法在大尺度动态云图像仿真应用中计算效率低、占用内存大的问题,提出了一种基于时序平滑多尺度叠加方法的动态云图像仿真方法,在基于多尺度叠加算法进行云层整体位置移动仿真的基础上,利用帧间插值的方法实现动态云层形状结构变化,计算效率提高10倍以上,真实模拟云场景的整体移动与内部变化,实现大尺度动态云图像的仿真。

基于多级叠加和注意力机制的图像语义分割

针对目标空间复杂度高容易造成小尺度目标丢失和边界分割不连续等问题,借鉴DeepLabv3+网络结构,建立基于多级叠加和注意力机制的图像语义分割模型。在编码器阶段,采用不同尺度的平均池化操作构建多尺度平均池化模块,使用不同扩张率的空洞卷积组成多尺度叠加模块扩大卷积运算的感受野,增强对局部特征的获取能力,并利用由通道和空间组成的注意力机制模块抑制无意义的特征,增强有意义的特征,提高对小尺度目标及局部边界的分割精度。在解码器阶段,通过双线性插值法对特征图进行分辨率恢复,并结合通道维度信息进行像素填充补充特征信息,并使用Softmax激活函数进行语义分割的输出预测。实验结果表明,该模型在PASCAL VOC2012和SUIM公开数据集上的平均交并比分别达到85.6%和60.8%,在整体分割精度和小尺度图像的分割效果上明显优于多数图像语义分割模型。

基于多尺度DTM的坡式梯田三维可视化研究

针对黄土高原梯田可视化问题,以往的相关研究基本解决了水平梯田的三维可视化,但关于坡式梯田的研究尚为空白。坡式梯田因其具备更加突出的人工微地形特性,难以通过传统的DEM可视化方法实现其三维可视化。该文提出了多尺度DTM叠加法,利用偏移线法、高程增量法等方法提取田埂坡度特征,将研究区的低分辨率格网DEM(G-DEM)、坡式梯田分布区的高分辨率坡度DTM及G-DEM融合为一体,对坡式梯田进行三维叠加可视化。与传统G-DEM可视化方法相比,多尺度DTM叠加可视化法不仅所需数据存储量更小,而且具备更加逼真的坡式梯田三维可视化效果,能够有效显示坡式梯田的平坦田面和陡直田埂,是对基于DEM的梯田地形三维可视化的有益探索。

求解非线性动力学方程的模态叠加多尺度法

在充分考虑摄动法和数值分析法特点的基础上,提出一种既能对弹性机构非线性动力学方程求得较高精度的解、又能深入研究这类弹性机构动力学特性的新方法——迭代式模态叠加多尺度法:首先利用多尺度法求解系统动力学响应的一次近似解,然后将该一次近似解作为系统广义坐标初值,利用迭代式模态叠加法求得系统动态响应的精确解,其精确度通过预先设定的一个小的正数来控制.算例分析表明,该方法是可靠、有效的.

“4·29”山东近海10级以上雷暴大风的成因分析

2021年4月29日山东近海出现10~13级雷暴大风,造成一艘渔船翻扣。基于多普勒天气雷达、地面加密自动气象观测站、ERA5再分析及常规观测资料,分析了此次雷暴大风的成因,结果表明:东北冷涡后部强盛的西北气流携带干冷空气叠加在低层暖温度脊之上,强烈的位势不稳定层结和垂直风切变为当天产生强对流天气提供了有利的环境条件。高空强劲的西北气流,一方面导致阵风锋移动速度快,另一方面高空动量下传,增大了下沉气流的角动量。阵风锋移动速度快、持续时间长,是造成所经之地产生10级以上雷暴大风的直接原因。对流层中低层大气干燥,高层水凝物下落过程中蒸发降温,在近地面形成厚度高达120 hPa的冷池。小尺度冷池造成的加压与大尺度气旋后部增压叠加,与气旋的减压区形成变压风。冷池与日照暖温度脊之间产生的密度流与变压风叠加,造成地面大风强度增强。冷池小高压入海后气压梯度方向转变造成风向发生旋转,增加了渔船翻扣的风险。日照上空的蒸发作用、锋区梯度、密度流强度、多尺度天气系统的叠加效应均比青岛强,导致处于青岛雷暴边缘的日照市出现10级以上雷暴大风的强度和范围均比受青岛雷暴主体影响的青岛市大。