DNQ3型能见度仪故障分析及校准方法研究

为有效提高国家气象观测站能见度数据的准确性,确保能见度自动观测连续不断,对能见度仪开展故障维修、核查校准和疑误数据质控等工作显得非常重要。该文通过DNQ3型前向散射能见度仪的硬件结构和基本工作原理的介绍,以及对一些典型故障进行分析,总结出能见度仪的检测维修流程,归纳了对应的故障解决措施,凝练出该型能见度仪的核查校准和疑误数据质控方法,为一线业务人员排查能见度仪常规维护、故障排查、运行监控等提供借鉴。     

不同地形条件地面同步光谱定标场对比研究

利用美国ASD公司的FieldSpec Pro FR地面波谱仪,选择5°视场角探头和135cm探头距测试地物高度,开展0°、5°、10°、15°、20°等五种不同地形坡度明、暗地物自然定标场地面波谱测试。通过对比研究不同地形坡度具代表性、能真实反映被测试目标平均自然性的各波谱测试点波谱曲线特征,得出0°、5°地形坡度获取的波谱曲线连续、平滑,信噪比高,没有混入大气水气吸收、仪器噪声等因素导致的剧烈波动、跳跃现象或尖锐锯齿状噪声,波谱特征明显,吸收峰最小值位置清晰可辨,各波谱测试点波谱曲线变化幅度小,整体反射率值变化小,Fe~(2+)、Fe~(3+)、Al-OH、Mg-OH、CO_3~(2-)等分子基团与离子波谱的诊断性波谱特征位置清晰可辨。因此0°和5°坡度地形条件获取的地面同步自然场光谱定标波谱曲线,可以满足航空高光谱遥感数据的大气校正、光谱重建和空、地回归分析等所需的地面波谱数据要求。     

Ablation Characteristic of Ilmenite using UV Nanosecond and Femtosecond Lasers: Implications for Non‐Matrix‐Matched Quantification

Ilmenite (FeTiO₃) is a common accessory mineral and has been used as a powerful petrogenetic indicator in many geological settings. Elemental fractionation and matrix effects in ilmenite (CRN63E‐K) and silicate glass (NIST SRM 610) were investigated using 193 nm ArF excimer nanosecond (ns) laser and 257 nm femtosecond (fs) laser ablation systems coupled to an inductively coupled plasma‐mass spectrometer. The concentration‐normalised ⁵⁷Fe and ⁴⁹Ti responses in ilmenite were higher than those in NIST SRM 610 by a factor of 1.8 using fs‐LA. Compared with the 193 nm excimer laser, smaller elemental fractionation was observed using the 257 nm fs laser. When using 193 nm excimer laser ablation, the selected range of the laser energy density had a significant effect on the elemental fractionation in ilmenite. Scanning electron microscopy images of ablation craters and the morphologies of the deposited aerosol materials showed more melting effects and an enlarged particle deposition area around the ablation site of the ns‐LA‐generated crater when compared with those using fs‐LA. The ejected material around the ns crater predominantly consisted of large droplets of resolidified molten material; however, the ejected material around the fs crater consisted of agglomerates of fine particles with ‘rough' shapes. These observations are a result of the different ablation mechanisms for ns‐ and fs‐LAs. Non‐matrix‐matched calibration was applied for the analysis of ilmenite samples using NIST SRM 610 as a reference material for both 193 nm excimer LA‐ICP‐MS and fs‐LA‐ICP‐MS. Similar analytical results for most elements in ilmenite samples were obtained using both 193 nm excimer LA‐ICP‐MS at a high laser energy density of 12.7 J cm^?2 and fs‐LA‐ICP‐MS.     

基于浮标数据的卫星雷达高度计海浪波高数据评价与校正

卫星雷达高度计是海浪有效波高（significant wave height,SWH）观测的重要手段之一,本文利用时空匹配方法对T/P、Jason-1、Envisat、Jason-2、Cryosat-2和HY-2A共6颗卫星雷达高度计SWH数据与NDBC（National Data Buoy Center,NDBC）浮标SWH数据进行对比验证,并对雷达高度计SWH数据进行校正。全部卫星雷达高度计SWH数据时间跨度为1992年9月25日到2015年9月1日,对比验证NDBC浮标共53个,包括7个大洋浮标。精度评价发现除T/P外,各卫星雷达高度计SWH的RMSE都在0.4~0.5 m之间,经过校正后,RMSE都有显著下降,下降程度最大为13.82%;对于大洋浮标,评价结果RMSE在0.20~0.28 m之间,结果明显优于全部NDBC浮标的精度评价结果;HY-2A卫星雷达高度计SWH在经过校正后数据质量与国外其他5颗卫星雷达高度计SWH数据质量差异较小。     

总体最小二乘法在相机标定中的应用

对比总体最小二乘方法与最小二乘方法在相机标定中的适用性及优越性。在相机标定中,由于像点坐标和对应的地面点坐标均存在误差,因此采用总体最小二乘方法对误差方程中的系数矩阵及观测向量同时改正,能够建立更加合理的计算模型。文中以相机标定两步法为例,通过实例解算,证明利用总体最小二乘法能够得到精度更高的相机标定参数解。     

Landsat 8热红外数据定标参数的变化及其对地表温度反演的影响

Landsat系列卫星上的TIRS热红外传感器数据已被大量应用,针对TIRS数据的地表温度反演也相继开发出一些算法,并有一些研究对TIRS数据的定标及其地表温度反演算法的精度进行了对比。本文主要就TIRS热红外传感器定标参数的变化,结合这些定标参数变化的时间点对有关地表温度反演算法的适用性和有效性进行分析,特别是对劈窗算法是否适合当前的TIRS数据进行了讨论,以使用户能够对Landsat 8 TIRS热红外数据的正确使用有进一步的认识。总的看来,由于视域外杂散光的影响,TIRS数据的定标精度仍达不到设计目标,TIRS第11波段的不确定性仍成倍大于TIRS 10波段。因此,在Landsat团队未彻底解决这一问题之前,同时用TIRS第10、第11这两个差距较大的波段构成的劈窗算法来反演地表温度,其精度存在较大的不确定性,US6-S团队仍在致力于改进第11波段的精度,改进后的波段可以用劈窗策法。目前应以TIRS第10单波段的方式来反演地表温度为宜。     

国产机载LiDAR系统安置角误差检校方案研究

机载激光扫描仪(Light Detection And Ranging,LiDAR)系统是由多个子系统集成,其中,安置角误差是集成误差中最大的误差源,安置角误差检校的方法多种多样,高效率、高精度的检校方式还需要试验的支撑。本文对平差模型法和几何模型法进行了试验分析,试验结果很好地证明了不同方法的优越性,为机载LiDAR系统的安置角检校提供了参考。     

FDR土壤水分传感器原状土壤标定方法研究

为获得测站准确的土壤水分传感器标定参数,利用自动土壤水分站点的大型原状土壤为样本,在实验室同时进行人工称重观测和仪器自动对比观测,得到一系列的人工自动测量数据,以人工称重数据为准对自动土壤水分传感器进行订正。由于采用原状土壤,样本土壤的质地、密度、土壤颗粒和结合紧密度基本没有受到破坏,订正后的自动土壤体积含水量值能更加真实反映台站实际土壤墒情,能够修订人工对比观测期间由于样本空间不足导致的不合理的田间标定方程。     

FDR自动土壤水分数据标定问题及解决方法

针对目前FDR自动土壤水分数据可用性低的实际情况,本文从FDR自动土壤水分站传感器原理出发,结合数据处理流程与方法对湖南60个站点不同层次的标定参数及部分站点的相关观测数据进行了分析,指出目前田间标定法在自然条件下几乎无法得到覆盖土壤各个湿度区间的均匀样本数据,导致二次标定参数不合理是造成FDR自动土壤水分站数据可用性差的根本原因。二次标定方程参数不合理主要表现为方程斜率过大、过小、负值3种情况,导致观测数据增幅过大、常年不变、与实际土壤湿度变化趋势完全相反等问题。最后针对该问题提出了大样本原状取土,实验室标定的解决方法,并对方法进行了初步验证,结果表明该方法能从源头上有效改善土壤水分站观测数据质量。     

南极长城站验潮站数据处理和潮汐特点初步分析

继在南极中山站建成我国南极首个永久性验潮站后,2012年1月在南极长城站又建成了我国南极第二个永久性验潮站。通过对长城站验潮站相关数据进行分析处理,得到了验潮基准系统的水准网平差结果和验潮仪零点标定结果,以及长城站附近海域海洋潮汐170个分潮的调和常数,并据此进行了潮汐预报,同时分析了长城站潮汐余水位的变化特征,探讨了利用附近的Antarctic Base Prat验潮站的余水位改正长城站潮汐预报的可行性,结果表明使用Antarctic Base Prat验潮站余水位改正长城站潮汐预报,可以显著提高长城站验潮站潮汐预报的精度,余水位改正后2014时段的潮汐预报中误差为±3.42 cm,明显好于改正前的预报中误差±10.43 cm。