基于EEMD方法的区域降水事件特征分析——以京津冀地区为例

区域降水事件特征影响水循环,进而对社会经济各个方面有着深远的影响。京津冀地区是我国的政治、经济、文化中心,水旱灾害频发,亟需全面了解该地区区域降水事件特征。以京津冀地区173个气象站1989—2018年间逐日降水数据为基础,共识别出552次区域降水事件,采用集合经验模态分解(EEMD)等方法,从持续时间、覆盖范围、降水强度3个要素对京津冀地区区域降水事件特征及时空分布情况展开研究。结果表明:①区域降水事件发生频率有随持续时间、覆盖范围增大而减小的趋势,减小趋势逐渐变缓,区域降水事件的降水强度在10 mm附近频率最高,区域降水事件的3个要素均与综合性强度有着明显的正相关关系;②京津冀地区区域降水事件综合性强度年际变化呈现出10 a左右的周期,但长期趋势性不明显;③京津冀地区区域降水事件沿地形呈“西北少、中部多”的空间分布规律。研究成果可为当地水资源规划、防灾减灾等提供技术支撑。     

我国旱涝交替事件识别及演变规律

为了识别我国旱涝交替事件以及探究其时空演变规律,引入降雨距平指数(RAI),并提出了一种在月尺度上识别旱涝交替事件的简便易操作的研究方法。结果表明:我国旱涝交替事件具有明显的年内分布规律,4—8月份旱涝交替事件发生频次明显增加,8月份以后,旱涝交替事件发生次数减少。不同月份,旱涝交替事件高频区的分布也不同,4—6月份主要在华南地区,6—9月份主要在西南、华中、华北和东北地区。总体而言,全国旱涝交替发生的频率呈现东南高西北低的特点。而旱涝交替强度的空间格局与频率完全不同,呈现出西北高东南低的特点。21世纪以来,珠江流域、黄河、海河流域片旱转涝事件发生频率呈上升趋势;全国旱涝交替事件强度无明显变化趋势。研究成果能为我国旱涝灾害管理与防控提供科学参考,具有较强的实用价值。     

1957-2017年泾河流域降雨量及降雨侵蚀力时空变化分析

泾河流域受土壤侵蚀的影响,水土流失较为严重,为对流域水土流失风险评估和防治等提供参考依据,根据1957-2017年泾河流域5个气象站点的日降水资料,运用ArcGIS空间插值、小波分析、R/S分析等方法,分析了该时段降雨量及降雨侵蚀力时空变化规律。结果表明:泾河流域及各气象站点的降雨量与降雨侵蚀力均呈显著正相关关系;泾河流域降雨量与降雨侵蚀力年内分布不均,主要集中在夏季,分别占全年的67.80%和52.86%;泾河流域年均降雨量和降雨侵蚀力分别为496.83 mm和1 481.24 (MJ·mm)/(hm~2·h),年际总体呈波动上升趋势且未来降雨侵蚀力将延续增加趋势,两者均在1996和2009年出现突变点且第一主周期分别为27和17 a;泾河流域降雨量和降雨侵蚀力在空间上均呈从西北到东南递增的趋势。     

基于目标导向行为和空间拓扑记忆的视觉导航方法

针对在具有动态因素且视觉丰富环境中的导航问题,受路标机制空间记忆方式启发,提出一种可同步学习目标导向行为和记忆空间结构的视觉导航方法.首先,为直接从原始输入中学习控制策略,以深度强化学习为基本导航框架,同时添加碰撞预测作为模型辅助任务;然后,在智能体学习导航过程中,利用时间相关性网络祛除冗余观测及寻找导航节点,实现通过情景记忆递增描述环境结构;最后,将空间拓扑地图作为路径规划模块集成到模型中,并结合动作网络用于获取更加通用的导航方法.实验在3D仿真环境DMlab中进行,实验结果表明,本文方法可从视觉输入中学习目标导向行为,在所有测试环境中均展现出更高效的学习方法和导航策略,同时减少构建地图所需数据量;而在包含动态堵塞的环境中,该模型可使用拓扑地图动态规划路径,从而引导绕路行为完成导航任务,展现出良好的环境适应性.     

50年来辽宁省不同等级舒适日数演变及空间区划分析

根据1964—2015年辽宁省23个气象站点的逐日平均气温、相对湿度及平均风速资料,采用人体舒适度指数法计算人体舒适度指数,在季尺度上分析辽宁省不同等级舒适日数演变情况及典型旅游城市最佳旅游期;运用旋转经验正交函数分解法(REOF),分析人体舒适度指数季尺度空间变化特征,并应用ArcGIS软件进行舒适区域划分。结果表明:①辽宁省多年平均冷不舒适日数呈降低趋势,舒适日数呈增加趋势,热不舒适日数也呈微弱增加趋势;舒适程度夏季＞秋季＞春季＞冬季;②除冬季外5座典型旅游城市均适宜旅游,夏季为最佳旅游期;其中,沈阳、本溪更适宜春季旅游,大连更适宜秋季旅游。③辽宁省四季舒适度变化情况可大致划分为辽西、辽中、辽东三个区域,具体划分情况随季节有相应变化,总体舒适度由辽宁东部向西部逐渐递减。     

基于线性时序逻辑的最优巡回路径规划

基于线性时序逻辑(Linear temporal logic, LTL)的路径规划方法中, 多点巡回路径规划问题尚无有效解决方案. 为了在道路网络中实现最优巡回监测, 提出了基于LTL的最优巡回路径规划方法. 首先, 将环境建模成一个切换系统, 用LTL语言描述包含多个巡回点和障碍物的任务需求; 接着, 利用循环移位法构建能够融合任务需求和环境模型的扩展乘机自动机, 以建立路径信息完整的网络拓扑; 最后, 采用基于迪科斯彻法的最优综合算法搜索扩展乘机自动机网络上的最优路径, 从而获得能够满足复杂任务需求的最优巡回路径. 仿真结果表明, 该方法能够有效实现最优巡回路径规划.     

Performance Histogram Curve: Abstractive Visualization and Analysis of NBA Games

NBA game is one of the world’s most exciting sports. Multiple datasets for a NBA game are available, e.g., play-by-play data, shot-position data, twitter and videos. Existing methods for visualizing game data commonly focus on the composition of multi-variate information of a game process. In this paper, we introduce a new parametric modeling approach, Performance Histogram Curve (PHC), that locally and adaptively encodes the game progression with game-related features derived from the play-by-play data. By transforming a PHC into the two-dimensional space with a two-phase projection technique, we create a unique 2D line representation. The 2D representation and auxiliary views abstracts the progress of a game and the performance of each team along the timeline. Our integrated system favor browsing a single play, analyzing game performance, and comparing multiple games. We conducted two case studies to demonstrate the effectiveness of our approach.     

Spatial and Temporal Distinction of Microelemental Signatures of Missouri River Tributaries

The microchemical composition of a fish's calcified structure, such as an otolith, fin ray, or scale, is a ‘biological tag’ that reflects the use of different habitats throughout its life history. Hard‐part microchemistry has the potential to address many fish conservation, management, and behavior questions. In order to use hard‐part microchemistry to address fisheries research questions, elemental signatures of water must be distinct at the spatial scale of interest and ideally temporally stable. The goal of this study was to assess whether spatial differences existed in the concentrations of five elements [barium (¹³⁷Ba), magnesium (²⁴Mg), manganese (⁵⁵Mn), sodium (²³Na), and strontium (⁸⁸Sr)] between and within eight Missouri River tributaries and whether those signatures were temporally stable. All elemental concentrations were converted to molar ratios (mmol mol^?1) using calcium (⁴³Ca) concentrations as the base. Canonical correspondence analysis showed distinct differences in Mg:Ca, Na:Ca, and Sr:Ca concentrations between the eight tributaries. Cochran–Mantel–Haenszel tests showed that sites within a tributary were distinguished using Mg:Ca and Na:Ca concentrations. However, only Mg:Ca concentrations were temporally stable. Results from this study demonstrate the potential for using hard‐part microchemistry to address various questions at multiple spatial scales in the Missouri River riverscape but also highlight the importance of evaluating water microelemental signatures prior or simultaneous to any hard‐part microchemistry study. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于时间冗余的显著测量误差处理方法

提出基于时间冗余的不可删显著误差处理方法。对于该类特殊变量，采用线性回归的方法，根据历史数据进行预测，进而代替实际到量值进行协调运算。大大降低显著误差对协调数据的污染，确保协调物度。通过实例数据仿真计算证实该方法的有效性。