中国岛礁区热带气旋不同空间分辨率风场模拟比较研究

中国岛礁数量众多,地形复杂,受热带气旋灾害影响大。高空间分辨率热带气旋风场模拟有助于表达风速空间异质性,对面积相对较小的岛礁地区开展高分辨率模拟具有重要意义。文章利用热带气旋路径、岛礁分布、土地覆盖以及数字高程数据,按照1000、90和30 m分辨率风场模型模拟了中国岛礁区历史热带气旋风速,分地形类型对比分析了各分辨率下岛礁模拟风速大小的差异性,并比较了不同空间分辨率热带气旋100 a一遇风速的差异。结果表明:1)30 m空间分辨率风速模拟准确率更高,模拟风速与8个站点实测风速的均方根误差为4.28 m/s,比90和1000 m模拟结果误差分别降低了0.08和1.04 m/s;2)不同空间分辨率模拟风速误差与地形类型相关,浙江省舟山市朱家尖岛90和1000 m模拟风速与30 m模拟风速的对比表明,平均风速模拟差异比例在山峰地形下分别为6.57%和7.61%,山谷地形下分别为21.28%和17.35%,峭壁地形下分别为22.85%和23.37%,且30 m模拟风速对于迎风坡与背风坡地形转换更敏感;3)对于100 a一遇热带气旋风速,30 m模拟风速会出现最大的风速值且空间差异更大。以浙江省舟山市朱家尖岛为例,1000、90、30 m分辨率下的模拟风速最大值分别为71.13、73.18和79.97 m/s,标准差分别为3.88、3.72和7.18 m/s。

岛礁陡坡地形上波浪破碎试验研究

通过波浪水槽系列模型试验对岛礁地形上的波浪破碎位置进行试验研究。试验中将岛礁地形概化为向海陡坡与水平平台相连接的模型,研究3种陡坡(1∶1. 5、1∶3和1∶5)、3种相对水深(0. 1、0. 17和0. 24)下的波浪破碎位置。结果表明,波浪相对破碎位置与Irribarren数、礁坪相对水深以及前坡坡度有关,且随Irribarren数和相对水深的增大而向岸侧移动,随坡度的变陡而向海侧移动。同时,也给出了波浪破碎位置计算方法。

基于LIDAR点云海岛的DTM生成算法研究

提出一种基于LIDAR点云的海岛DTM生成算法。先将LIDAR点云数据规则格网化,对每个格网内的点云数据进行三次曲面拟合,在拟合基础上初步区分每一格网内的地面点与非地面点。若靠近格网边缘处有足够多的地面点,则认为此格网内地面点与非地面点可分,记录其中被初步归为地面类的点;若格网四周没有足够多的地面点,则用其邻域格网内初步确定的地面点推测本格网地面信息,并以推知的地面信息确定本格网内点的归属。初步确定的地面点决定了初始地形,在初始地形上对点云进行迭代曲面拟合滤波,从而精确识别地面点及非地面点,平滑地面点数据得到最终的DTM。

海岛礁及周边区域海陆一体化三维建模研究

对海岛礁及周边的复杂地形环境及特点进行了分析,针对岛礁区域复杂地形要素的特点,提出了适用于海岛礁及周边复杂地形海陆一体化三维建模的方法,能够有效地对海岛礁及周边复杂地形进行建模。以舟山群岛附近海域海岛及周边地形作为实验数据,对海岛礁及周边复杂地形进行了海陆一体化三维建模,并在GeoGlobe等平台上进行了验证。实验表明,该方法对海岛礁及周边区域海陆一体化三维建模有较好的实用性。

燕窝山陆岛交通码头工程水域平面布置

某工程建设于岛礁地形,水域波浪掩护条件差、潮流强劲、泥沙含量高,对建设陆岛交通码头极为不利。如何掩护港池、归顺水流、减少淤积是该工程水域平面布置的重难点和关键技术问题。通过分析建港条件,结合模型试验结果提出密排桩防波堤和码头水工建筑物相结合的设计方案。该工程在建设期间经受了台风、寒潮等考验,挡浪效果明显,解决了建设难题,也为相似岸线的开发、利用提供了新的设计思路。