基于IceBridge数据的南极别林斯高晋海的海冰厚度研究

海冰变化与全球气候、 生态系统和人类活动密切相关， 海冰厚度是海冰变化研究的重要参数之一。全面立体高精度观测海冰厚度的最有效手段是航空遥感， 而冰桥计划（IceBridge）是当前南北极最大的航空遥感工程。基于2009 - 2014年冰桥计划的激光雷达高程数据和数字测图系统相机光学影像对南极别林斯高晋海的海冰厚度进行研究， 并结合降雪量等气象数据探讨该区域海冰厚度变化的原因。研究发现该海域的海冰厚度在2009 - 2014年间整体呈微弱增长趋势（0.07 m·a^-1）， 但是在95%置信水平下不具有显著性。2009 - 2011年呈现先增加后减少的大幅度变化， 其中2010年达到极大值2.42 m， 之后开始缓慢增加。海冰厚度的年际变化与降雪和近地表温度等气象要素相关， 二者相比较而言降雪为主要影响因素。     

非连续变形分析中块体大转动问题研究

原有非连续变形分析（DDA）采用一阶近似后的位移增量表达式更新块体构形，推导相关子矩阵，且对不同时步计算出的应变增量直接叠加，当模拟的块体发生大转动时往往会产生较大误差。为考虑块体转动与变形的耦合作用，引入先变形、后转动的块体位移增量表达式。重新推导了惯性力子矩阵，将块体转动时的离心力与科氏力加到荷载矩阵中。计算时对应变分量及其相关变量进行坐标变换与修正，并采用新引入的位移增量表达式计算块体顶点位移，进行后接触修正与更新块体构形。数值算例表明，改进后的程序能够消除转动带来的误差，自动考虑了块体转动时离心力和科氏力引起的变形，应变计算精度更高。改进方法克服了块体体积自由膨胀、应变场畸变等问题，给出了合理的块体应变。     

基于连续帧间差分的抛弃式探头三维下沉运动处理方法研究

抛弃式探头由无人机装载,能够在较远目标区域和危险海域开展海洋水文环境剖面参数的测量。通过安装不同传感器,可以实现对温度、盐度的剖面测量,其深度的测量采用数学方法计算得到。针对双摄像机水箱实验获得的5个不同攻角实验结果,分析了常用的运动目标的检测方法,最终选择基于连续帧间差分法,确定探头的三维坐标位置,进而得到探头下沉运动的三维运动轨迹和速度曲线等信息。探头从水面释放后攻角在下沉过程中不断调整,改变运动姿态,同时伴随自身的旋转,抵消水平方向阻力作用,初始攻角产生的深度测量误差主要体现在加速过程,探头达到匀速运动后测量误差不变,在不考虑横流的情况下,探头最后以匀速垂直下落运动。     

面向双/多变量的连续面域拓扑图可视化方法

面域拓扑图是一种利用区域面积大小定量表达区域属性信息的可视化方法。由于其区域面积本身已经表示某一变量，因此这更有利于双/多变量的制图表达。针对目前基于面域拓扑图的双/多变量表达方法中存在的难以表达相邻区域之间基本状况和不利于不同地理现象的空间分布规律及差异表达的问题，本文提出一种面向双/多变量的连续面域拓扑图可视化方法。首先通过格网密度补偿和积分步长逐步试探的方法对基于扩散模型的连续面域拓扑图生成算法进行部分优化，完成基本变量的表达，然后分别通过空间内插和符号扩展完成第2和第3变量在连续面域拓扑图中的表达。最后以慕尼黑市人口密度和银行/ATM分布（双变量）数据以及奥格斯堡市人口密度数据、幼儿园分布以及规模数据（多变量）为试验数据进行可视化，并通过实证分析验证了该方法的有效性和优越性。     

西北太平洋上层海洋对连续多个台风的响应

【目的】研究Merantia、Malaks、Megi、Chaba4个连续台风引起上层海洋的响应。【方法】基于遥感和再分析数据,分析台风前海洋环境、台风做功(W)、强迫时间(tf)、降水等要素分布特征,探讨上层海洋稳定度、上升流、湍流混合动力机制如何影响中尺度涡区域的海表温度(SST)、浮游植物繁殖程度,引入动力学参数S判断海洋内部上升流和混合重要性。【结果和结论】冷涡(CE)区域海洋表层降温(SSC)(3.5℃)和叶绿素a(Chl-a)质量浓度(0.5mg/m3)对于台风响应比暖涡(AE)区更为剧烈,与其内部热力学结构有关,出现在Megi过境CE区,主要原因是海洋本身CE特征、强上升流(EPV)=2.5×10-4 m/s,S<1,台风向海洋输入巨大的能量(W>80 kJ)引起剧烈的混合夹卷、强降雨,导致海水迅速重新层化、逐渐加强的非线性CE有更强的封闭性,这些机制的共同作用将底层(营养盐跃层100m以下)富含营养盐的冷水输送到上层;Malaks过境CE(124.9°E,22.3°N)缺乏强上升流(EPV=5×10-5 m/s),以湍流混合为主(S>1);Merantia使CE区域表现下沉流(EPV<0),SSC主要是湍流混合的作用(W>25kJ),Chl-a浓度增长到0.27mg/m3。AE热力学结构比较稳定,连续台风导致SSC<2℃,Chl-a增加仅200%,Merantia、Malaks过境AE(125.1°E,20.6°N)分别以强上升流(S<1)和湍流混合(S>1)为主,混合层厚度约80 m,同时AE周围无强障碍带,易与周围水体交换,Chl-a浓度微弱增加。     

大兴安岭南部二叠系—三叠系界线及沉积环境演化

北方陆相二叠系—三叠系界线研究是界线地层研究的重要问题之一,对采自内蒙古巴林右旗幸福之路组二段建组剖面的安山质岩屑晶屑凝灰岩开展锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,结果为(255.5±1.1)Ma,火山岩上部多个层位粉砂质泥岩中发现孢粉化石,计17属20种,时代为晚二叠世—早三叠世,推断幸福之路组的时代为晚二叠世—早三叠世,大兴安岭地区二叠系—三叠系界线在幸福之路组内部,二者为整合接触。幸福之路组以红层做为划分标志,岩性为正常沉积碎屑岩夹火山岩,见大量泥灰岩夹层、钙质结核及干裂现象,反映了炎热、干燥及强氧化条件的气候环境,大兴安岭地区晚二叠世晚期(幸福之路组二段下部)就已出现反映干旱气候的红层沉积,与相邻的华北及新疆准噶尔盆地相似。     

构建煤矿开采沉陷区似大地水准面的实践与分析

基于CORS-RTK技术的煤矿开采沉陷区域的正常高数据获取是煤矿地面测量工作的重要部分。本文利用煤矿地面GNSS和水准测量数据,采用曲面拟合和多面函数拟合模型构建某煤矿地面开采区域的似大地水准面,旨在解决煤矿开采区域的GNSS-RTK测点正常高计算问题。算例计算表明:该法确定了较高精度的似大地水准面的拟合面,较好满足了煤矿后续工程中的正常高求算。     

IGU精密星历在CORS网监测中的应用

针对IGS数据处理中心发布的最终精密星历不能用于CORS网实时监测的问题,分析了IGU(超快速精密星历)用于CORS网实时监测的可行性。根据不同IGU精密星历产品的精度和时延性,基于TEQC将美国康涅狄格州10个CORS站单天观测数据平均分为4个时段,利用GAMIT/GLOBK依次进行了精密定位解算,并与最终精密星历基线解算和网平差结果进行比对。结果表明:利用IGU预测部分与最终精密星历的基线解算结果坐标分量较差最大为0.17 mm;网平差后点位坐标分量偏差最大为0.11 mm。因此,IGU预测轨道可以对CORS网进行实时监测。