联合Argo浮标、卫星测高和GRACE数据研究海平面变化

利用2004-01—2010-12间Argo浮标采集的温度和盐度数据,通过数值积分方法计算了65°S～65°N间的比容海平面异常,并通过最小二乘拟合得到比容海平面变化的长期趋势为(0.63±0.45)mm/a,与Llovel得到的结果吻合较好。利用卫星测高数据得到该时间段内海平面变化趋势为(2.52±0.71)mm/a,GRACE反演得到的海水质量变化引起的海平面趋势为(1.84±0.13)mm/a,结果表明海水质量变化成为引起海平面变化的主要因素。最后对联合卫星测高、GRACE得到比容海平面变化与相应Argo浮标数据计算结果的空间分布特征进行了比较。

基于Torus的GOCE卫星重力场确定的方法研究

确定高精度高分辨率地球重力场模型是现代大地测量学的主要科学目标之一,对大地测量学、固体地球物理、海洋学等学科的研究和应用具有重要意义。目前利用GOCE卫星引力梯度数据解算卫星重力场模型的方法有直接法、时域法、空域法、张量不变量方法、Torus方法等,其中Torus方法还未应用到GOCE的实测数据处理中,该方法同时用到2D-FFT技术和块对角最小二乘方法,可基于海量观测数据快速确定高阶重力场模型。本文深入研究了基于Torus方法确定GOCE卫星重力场模型的理论和方法,主要研究内容及成果如下:(1)深入研究了Torus方法的基本原理及与其相关的理论与方法。推导了利用顾及相移的2D-FFT技术实现Torus面上观测值的球谐综合与球谐分析的实用公式,并研究了其实现的方法及块对角最小二乘法。

机载LiDAR数据的多回波信息分析及滤波方案

本文通过分析机载LiDAR系统获取的激光数据的多回波特性,阐述了多回波信息对地物类型信息的揭示作用,并将多回波特性用于减少参与滤波的激光脚点数量。实验证明,本文提出的滤波方案,可以预先剔除掉大部分的植被激光脚点和部分的建筑物激光脚点,这既减少了参与滤波的数据量,又可以改善滤波算法对建筑物和植被的滤除效果。

利用GOCE模拟观测反演重力场的Torus法

在介绍Torus方法反演地球重力场模型的基本原理和方法的基础上,基于圆环面上均匀分布的卫星引力梯度模拟观测值解算了200阶次的地球重力场模型,在无误差情况下,Torus方法解算模型的阶误差RMS小于10-16,验证了该方法的严密性。利用61dGOCE卫星轨道上无误差的模拟引力梯度观测值解算了200阶次的地球重力场模型,分析了格网化误差、极空白对解算精度的影响,迭代3次后,在不考虑低次系数情况下,模型的大地水准面阶误差和累积误差均较小,最大值仅为0.022mm和0.099mm。在沿轨卫星引力梯度模拟数据中加入5mE/Hz1/2的白噪声,基于Torus方法和空域最小二乘法解算了200阶次的地球重力场模型,Torus方法的精度略低于空域最小二乘法的精度,在不考虑低次项的情况下,两种方法解算模型的大地水准面阶误差最大值分别为1.58cm和1.45cm,累积误差最大值分别为6.37cm和5.55cm。但由于采用了二维快速傅里叶技术和块对角最小二乘法,极大地提高了计算效率。本文数值结果说明Torus方法是一种独立有效的方法,可用于GOCE任务海量卫星引力梯度观测值反演重力场的快速解算。

资源型城市转型过程中热岛效应监测与分析

从遥感的角度,分析了徐州市资源型城市转型过程中地表覆盖的变化和徐州1990-2010年城市热岛空间分布的变化,并重点研究了热岛效应与地表覆盖类型的关系,为徐州市转型过程中的城市规划和生态环境治理提供辅助决策。研究表明:徐州市热岛效应明显,城郊平均温度差异2.334℃,且1990-2007年热岛效应有逐年增加的趋势,2007-2010年有所缓解;不同地表覆盖其地表温度差异明显,建筑区温度最高,耕地次之,林地和水域温度较低。因此增加城市绿化、保持水域、适当控制建筑面积有助于城市热岛效应的缓解。

遥感影像解译系统“平台/插件机制”设计与实现

针对遥感影像解译系统中存在的多种解译工具,提出利用"平台/插件"模式对解译工具进行架构,本文阐述了平台/插件模型,并介绍了接口设计、插件设计、注册、通信、调用过程。"平台/插件"架构方式将解译工具以插件的形式实现。当作业过程中需要用到新手段时,可以利用提供的接口开发出新的功能插件,由系统注册以后,用户就可以直接使用。实验表明采用平台/插件架构模式不仅能够快速地满足用户需求,而且减少系统冗余,提高了系统灵活性。

集成多源遥感数据的PM_(2.5)浓度空间分布制图

针对传统地面稀疏站点监测PM_(2.5)浓度以点带面的缺陷,本研究拟借助多源遥感数据开展了地面大气细颗粒物PM_(2.5)浓度空间分布模拟研究。以京津冀地区2013年的年均、季均PM_(2.5)浓度模拟图为例,用简化的气溶胶反演算法(SARA)反演了1 km高分辨率AOD,并结合高分辨率遥感提取污染相关地理要素,对研究区PM_(2.5)浓度空间分布进行地理统计模拟及优选。结果表明:1 SARA算法反演的AOD与地基AERONET相关性达0.99,能准确地反映研究区AOD的时空分布特征;2集成多源遥感数据的地理加权回归模型拟合度高(平均R2-0.66),其空间模拟显示研究区平均PM_(2.5)污染南部城镇最重,中东部城区次之,西北山区较轻;3研究区PM_(2.5)污染程度高,全年平均模拟浓度高达75μg/m3,在气候环境及主要污染源季节性差异驱动下,浓度分布季节性特征显著,冬季污染最严重,而夏、秋季相对较轻。该成果对于精细把握PM_(2.5)污染特征,指导污染防控具有重要意义。

指数型多尺度影像序列的C-V模型SAR岸线快速自动分割

为提高SAR影像岸线自动分割的精度和效率,针对传统二进制(影像序列生成的金字塔步长底数为a=2)多尺度C-V模型对初始条件敏感、收敛速度低的问题,提出指数型(影像序列生成的底数为a≥1)多尺度影像序列生成方法,本方法将传统多尺度影像序列的生成方式的底数2量化为a≥1的任意数,并应用筛选因素进行自动地快速识别海岸线。从海岸线分割结果和所需时间方面与已有传统二进制C-V模型算法进行对比,实验表明本文算法在保证精度的条件下单次迭代逼近海岸线的计算量上小于传统即二进制多尺度C-V模型的单次迭代计算量,总迭代次数有所减少,时间效率有所提高,提高了岸线自动分割的精度和效率。