小波去噪的广西加权平均温度插值研究

针对广西地区探空站稀少,难以获得精确的T_m问题,GGOS atmosphere提供了利用ECMWF的相关资料计算而得到的时间分辨率为6h(UTC 00:00:00,06:00:00,12:00:00,18:00:00)、空间分辨率为2.5°×2°的全球T_m格网数据可以在没有气象数据的情况下获得较高时空分辨率的T_m,该文利用GGOS atmosphere T_m格网数据对广西地区4个探空站插值T_m,并用无线电探空数据计算的T_m检验其精度;对误差进行分析后,选取最优小波基与尺度对其残差去噪,利用去噪后得到的曲线建立T_m的改正模型。实验结果表明,插值T_m经基于小波去噪的模型改正后,其RMSE为1.29K;Bevis模型的RMSE为10.71K;GPT2_1W模型的RMSE为3.56K;改正模型精度优于传统模型,可以达到地基GPS反演GNSS-PWV的精度要求。     

应用条件植被温度指数预测县域尺度小麦单产

选取关中平原2008-2016年的条件植被温度指数（vegetation temperature condition index,VTCI）遥感干旱监测结果,基于最优的干旱影响评估方法确定冬小麦各生育时期干旱对其单产的影响权重,构建县域尺度加权VTCI与小麦单产间的一元线性回归模型,并结合求和自回归移动平均模型（autoregressive integrated moving average,ARIMA）对各县（区）的冬小麦单产进行估测及向前一、二、三旬的预测。结果表明,基于改进的层次分析法与熵值法的最优组合赋权法对冬小麦各生育时期的权重确定较合理,以拔节期（0.489）最大,抽穗-灌浆期（0.427）次之,返青期（0.035）与乳熟期（0.049）较小;加权VTCI与小麦单产之间的相关性显著,单产估测精度较高;向前一、二、三旬的单产预测精度均较高,且以向前一旬的预测精度最高,有76.9%的相对误差小于2.0%,71.6%的均方根误差小于75.0 kg/hm2。     

利用人工鱼群算法优化高斯过程模型及应用分析

基于高斯过程利用传统共轭梯度法搜索超参数,存在对初始值依赖性强、获得局部最优解的不足。本文采用人工鱼群算法对超参数进行智能寻优,建立了基于人工鱼群算法的高斯过程模型对变形体形变进行预测分析。通过隧道和基坑两个工程实例计算比对分析,NN、SE和RQ 3种核函数中NN核函数的预测效果最好,平均相对误差分别为0.69%和1.06%。结果表明超参数优化模型的预测精度得到了较大的提高,改善了高斯过程算法本身存在的超参数求解方面的不足,效果明显。     

马尔科夫链优化Richards曲线的沉降预测模型

针对建筑物沉降具有非线性及随机性的特点,建立了基于马尔科夫链修正的Richards曲线预测模型,以提高模型的预测精度。首先利用Matlab平台的fminsearch函数,以拟合值与实测值误差平方和最小为原则,然后求得Richards模型的最优参数解,最后利用马尔科夫思想修正拟合残差,进行沉降预测。以安阳市某高层建筑实际数据为研究对象,通过实例比较分析模型的预测精度。结果表明利用fminsearch进行Richards参数估计是有效的,经马尔科夫链优化后的Richards模型预测值平均绝对百分误差及均方根误差都比单模型预测小,预测精度有了一定的提高,能更好地反映数据序列随时间发展变化的总体趋势,适合于建筑物沉降预测。     

城市建筑水平特征对城市热环境效应的影响——以大连市中山区为例

以大连市中山区的遥感和建筑等多源数据为基础,结合单窗算法和相关分析方法,研究分析了2002—2014年研究区的地表温度空间分异特征及地表温度与建筑密度的相关性。研究结果表明:(1)2002—2014年地表温度高温区域多分布在中山区西北部、解放路和中南路的沿线,且温度增加明显,东北部由于填海造陆温度明显升高;(2)高密度和较高密度的地块主要分布在青泥洼天津街商业区,大部分低、较低、中密度地块分布在解放路和中南路沿线;(3)2002年、2014年,地表温度与建筑密度呈现中等相关性,相关系数分别为0.514、0.537。     

新灰色组合模型在沉降变形预测中的作用

提出以传统灰色模型、初始值修正值、背景值优化后的预测数据及组合模型预测值作为B样条曲线的型值点进行曲线拟合,得到新的灰色组合模型。新灰色组合模型能够在一定范围内更好地反映沉降序列变化的曲线,获得较好的预测效果。该方法既保留了灰色模型的短期预测精度高的特点,也具备了B样条曲线局部性、连续性的特点。实例计算结果表明,该新灰色组合模型预测效果能够更加逼近实际沉降序列,较单一传统模型预测精度高,能够达较好的预测效果。     

基于改进等维信息灰色模型的高铁隧道沉降预测研究

等维信息灰色模型是对传统灰色模型的改进,但其模型背景值仍设定为0.5,为了使模型的预测性能得到提高,本文提出了基于粒子群PSO算法的等维信息灰色模型来优化模型的背景值,以消除灰色模型本身固有的偏差。根据已有的高铁隧道沉降监测数据,对其进行小波去噪处理,再分别建立传统GM(1,1)模型、等维信息GM(1,1)模型和PSO-等维信息GM(1,1)模型进行拟合预测,并与原始数据进行对比。预测结果表明,改进后的等维信息GM(1,1)模型的预测精度更高。     

山西芦芽山地区树木年轮记录的1676 AD以来5～7月温度变化

在山西芦芽山地区采取了符合国际树轮库要求的油松样本,通过交叉定年和应用区域生长模型,建立长度为328 a的标准宽度年表.根据RCS序列所揭示的气候低频变化特征,确定1676 AD以来夏季温度可划分为两个时段:1676—1865 AD和1866—2003 AD.在1676—1865 AD时期,夏季温度变化主要表现为“冷强暖弱”,其中1710—1720s为最冷时段.1866—2003 AD时期,夏季温度呈现出“总体持续变暖,冷暖交替频繁”的变化特征.     

秋季北印度洋超级气旋风暴年代际变化的成因分析

利用1979—2018年美国联合台风警报中心发布的热带气旋数据和ERA-Interim提供的1°×1°再分析资料分析了北印度洋秋季超级气旋风暴的活动特征。结果表明:1998年以后,北印度洋秋季生成的超级气旋风暴数目显著增多;1999—2018年北印度洋平均最大潜在强度指数高于1979—1998年;与1979—1998年相比,1999—2018年更高的平均海面温度和海洋热含量为超级气旋风暴的生成和发展提供了有利的条件,更弱的垂直风切变、更强的水汽通量和低层气旋性涡度输送促进了热带风暴强度的持续增长。     

全球干旱指数研究进展

干旱是世界最严重的气象灾害, 是自然灾害中经济损失最重、影响范围最广的灾害。我国深受干旱灾害的影响, 近几十年干旱事件频繁发生, 给社会造成的不利影响和对人们生存环境的危害日趋严重。因此, 讨论全球干旱指数研究进展对于我国干旱研究及防旱抗旱工作具有重要意义。该文系统介绍全球特别是欧美等国气象干旱指数、农业干旱指数、水文干旱指数、遥感干旱指数以及综合干旱指数研究进展, 并与我国干旱指数研究情况对比。探讨我国在干旱研究领域存在的主要问题, 包括干旱指数适用性比较不足, 新的机理性干旱监测指数研究不足, 干旱预测预警研究不足。因此加强干旱机理机制研究、开展干旱监测准确性定量评估和加强数值模式在干旱预测预警中的应用是未来研究的重点和难点。