基于随机森林和遥感的台风降水云光谱与降水关系研究

台风降水云系的云顶光谱-微物理信息与降水强度的变化密切相关,是卫星遥感定量反演降水的重要参数。以2001—2012年西北太平洋的7个典型超强台风和5个非超级台风为研究对象,基于热带测雨卫星搭载的测雨雷达与可见光红外扫描仪的融合资料,建立了降水云顶光谱-微物理参数反演台风降水的随机森林（RF）模型。结果表明：随机森林模型的交叉验证显示,反演的降水强度与观测的降水强度的相关系数为0.773,均方根误差为0.299 mm/h,表明该模型具有较高的降水反演精度。在随机森林构建过程输入的所有云顶光谱—微物理参数中,3.7μm云顶亮温对模型的方差贡献最大,重要性最高;而由于台风中心云系整体均发展旺盛且云顶较高,10.8μm云顶红外通道亮温以及云光学厚度、云水含量对模型的方差贡献较小,重要性低。     

卫星微波遥感受水成物影响及其敏感度分析研究

对卫星微波遥感水成物辐射效应的理解在云参数反演以及数值预报中使用受云和降水影响卫星资料等诸多应用中都是十分重要的。使用快速辐射传输模式CRTM,通过中尺度数值模式WRF预报输出的水成物信息,分析了云水、雨水、冰、雪和霰5类水成物对卫星微波遥感的影响及水成物辐射效应给卫星微波观测计算带来的误差特征,设计敏感性试验研究了卫星微波遥感对水成物含量、有效粒子半径和垂直分布层次的敏感度。结果表明:卫星微波遥感在多个探测频率上受水成物的影响较大,云水和雨水的影响主要以增温为主,雨水的影响幅度要大于云水,在影响最大的AMSUA 2通道,云水和雨水的增温分别可达到8 K和17 K左右。冰、雪和霰散射效应对卫星微波遥感的影响则主要以降温为主;相比之下,霰的影响量级最大,雪次之,两种水成物对微波遥感影响最大的通道为AMUSB的2通道,可达到-18 K和-9 K左右,冰的作用微乎其微。卫星微波遥感探测通道对水成物含量的敏感与受水成物辐射效应影响对应一致。卫星微波遥感不受云水和冰水粒子有效半径变化的影响,对雨、雪和霰大降水粒子的有效粒子半径较为敏感。同时,敏感性和影响程度随探测频率的不同呈现出影响的复杂性。此外,卫星微波探测对水成物垂直分布层次的敏感性表现为对水成物敏感探测通道的变化,其中AMSUB 3~5通道对高层水物质,包括冰、雪和霰垂直廓线的变化最为敏感。     

基于MODIS多通道合成的江淮暴雨云系分析方法

卫星多通道合成能直观反映出卫星云图上的一些特性,通过采用经过预处理后的MODIS多通道数据,利用“白天自然色”、“白天微物理”、“白天太阳”和“空气团”4种多通道组合,结合实况降水分布和地面气象观测站点资料,以2010年7月13日江淮流域的一次特大暴雨过程为例,定性分析暴雨云系微观物理性质,推断云粒子大小和相态等,并对比高时空分辨率的局地分析预报系统(LAPS)中尺度物理量场以及不同研究个例的多通道合成图分析。结果表明：卫星多通道RGB合成图能以色彩的形式有针对性地突出对流系统、云粒子微观物理性质等属性,具有一定的精确度和普适性,有利于暴雨等中尺度强对流天气的监测。     

热带气旋客观定位的红外亮温方差方法

目的 热带气旋（TC）是生成于热带或副热带洋面上的强烈天气系统。在TC的监测分析和预报工作中,准确地确定其中心实时地理位置至关重要。此外,TC的精确位置也是TC强度估计的重要参数。对此,提出一种利用偏差角方差定位TC中心的方法。方法 首先,从红外卫星云图中截取热带气旋主体云系区域,并分别利用Bezier直方图和K均值聚类方法分割得到主体云系二值图像和红外亮温变化剧烈位置二值图像。其中,主体云系二值图像可将TC的主体云系从卫星红外云图中分割提取出来,用割提取出来的图像进行定位可以剔除掉外散环流的小云块对定位结果的影响;而红外亮温变化剧烈位置二值图像则可分别将TC中心密闭云区,螺旋云带和外散环流的边缘及梯度较大区域分割出来,这些区域是最后TC中心定位的主要依据。将上述两幅二值图像相与得到气旋主体云系红外亮温变化剧烈位置的二值图像,这一步剔除了TC的外散环流,而得到的二值图像便可分别将TC中心密闭云区和螺旋云带的边缘及梯度较大的区域分割出来。然后,对得到的气旋主体云系红外亮温变化剧烈位置二值图像进行Hough变换检测以减小气旋中心的搜索范围。最后,以检测区域内每个像素点为参考中心计算得到偏差角矩阵,并计算偏差角矩阵的方差填入对应检测区域内作为参考中心像素点的位置得到方差矩阵,将方差矩阵中值最小的位置作为气旋中心。因为TC除了少数特别强的时候大多数可以用圆形描述,而绝大多数时候TC要用螺旋线描述,但是具体是几度螺旋线来描述合适很难确定,本文用偏差角的方差就可以衡量这些云带、边缘的偏离状况是否集中,方差越小就表示偏离状况越集中。结果 运用该方法对400幅无眼TC红外图像和197幅有眼TC红外图像进行中心定位,分别与中国气象局（CMA）、日本气象厅（JMA）和美国台风预警中心（JTWC）的主观定位结果进行比较并取平均偏差,本文方法对有眼TC定位平均偏差约为27 km,无眼TC平均偏差约为45 km。具体到分别与CMA、JMA和JTWC的比较,对于有眼TC定位偏差分别为26.82 km,26.05 km和27.84 km,无眼TC定位偏差为45.84 km,44.84 km和47.15 km。结论 就结果而言,本文方法定位与CMA、JMA的偏差比较接近,与JTWC的偏差较大。就西北太平洋的TC而言,CMA和JMA的定位精度较高,JTWC精度稍低,这是与认知相符合,并且也证明了本文方法具有较高的可信度。此外,本文方法为TC定位提供了新的参考依据。     

基于位置的天气实况数据服务接口设计与应用

为保证气象部门各单位对外服务时天气实况数据的统一、准确和高时效,针对基于用户位置服务的应用场景,对我国区域范围内1 km分辨率的天气实况数据,按照经度进行1°间隔的切块整合,设计了分块数据处理、存储和查询模型;并采用微服务应用模式开发了天气实况数据服务接口,数据服务延时提升到分钟级,系统支持20万以上访问并发量,为解决同一时刻同一位置不同应用发布的天气实况数据不一致的问题提供了技术支撑.截至2021年12月,已向全国气象部门54个应用提供天气实况数据,单月访问量超过1亿,系统的高并发、高时效、高可用得到验证.     

基于BP神经网络的智能电表动态测量数据自动化分类

目前由于智能电表的测量标准单位的不同,在数据测量上存在难以统计的情况.为了提高分时段用电量测量的准确性,使用BP神经网络对用单一单位电量和区域单位电量进行分时段测量,以此得出更高准确值,从而指导分时段供电功率.BP神经网络算法对用电量进行测量,可以看出单一用户在10:00～20:00用电量较高,在(16kW.h,21k...     

资源型地区碳排放时空演变和影响因素分析

针对县域尺度资源型地区碳排放研究不足的问题,基于2001—2020年夜间灯光数据和土地利用/覆盖数据计算了20年间山西省县域碳排放,研究了区域碳排放时空演变,借助地理探测器探索了山西省县域碳排放影响因素。结果表明：山西省碳排放总量总体呈上升趋势,其中“2001—2007年上升”“2007—2009年下降”“2009—2014年上升”“2014—2016年下降”“2016—2020年呈碳排放增速逐渐放缓的上升趋势”;山西省县域碳排放有着“中间高,两侧低”的空间特征,碳排放迅猛增长区域占全省总面积的5.49%;经济发展水平对碳排放贡献最大,土地利用影响最不显著,2012年后山西省产业结构调整对碳减排促进作用明显。     

沥青路面动水压力光纤传感测量研究

基于光纤Bragg光栅（FBG）传感原理,设计了一种动水压力光纤传感器,介绍了其压力传感原理,并推导了该传感器波长漂移与压力之间的关系。通过室内试验,对动水压力光纤传感器进行了标定,传感器的压力灵敏度为6．0255nm／MPa。现场测量试验表明：在车辆以20-80km／h的速度行驶时,动水压力作用时间在0．04—0．016S。随着车速增加,动水压力存在时间越短。动水压力数值随着车速的增大而增加,车速为20km／h时,动水压力为0．085MPa;80km／h时,动水压力达到0．234MPa。     

基于2030可持续发展目标的珠三角土地消耗率与人口增长率协调关系评价

量化联合国可持续发展目标SDG 11.3.1“土地消耗率与人口增长率的比率（LCRPGR）”有助于了解城市扩张与人口增长之间的关系,为城市国土空间规划和人口城镇化调控提供数据支撑,并且对指导决策者制定城市增长计划至关重要。基于土地利用产品、夜间灯光数据和人口普查数据,提取了城市建成区,利用地理加权回归模型测算了珠三角地区1 km×1 km格网尺度人口密度。依据SDG 11.3.1指标元数据中定义和公式,对珠三角地区可持续发展进行了可靠评价。结果显示：①1990~2010年珠三角建成区面积扩张4.6倍,城区人口增长3.7倍;②1990~2010年珠三角的LCRPGR值由0.71增长到2.01;城市扩张速度与人口增长速度并非是成比例协调增长关系;③建成区的扩张主要是由耕地和农村居民用地转换而来。综上,自2000年后珠三角地区土地消耗率已经超过人口增长率,城市扩张速度与人口增长速度并非是成比例协调增长关系,二者的差异在增大,应当引起一定注意。     

卫星云图的遗传神经网络集合预测模型研究

针对目前缺乏卫星云图非线性预测技术理论方法问题,采用类似于数值预报模式的集合预报方法,构建了一种遗传神经网络的卫星云图非线性滚动预测模型。通过对每间隔3小时的红外卫星云图样本序列作自然正交展开,将提取出的时间系数作为云图预报建模的预报分量。考虑降水云系的发展变化,主要是受到云团环境物理量场的影响,利用数值预报模式的物理量预报产品作为各预报分量的预报因子,并采用系统降维计算处理方法,分别建立相应的时间系数遗传神经网络集合预报模型。将预报得出的各时间系数与空间向量合成,得出未来时刻的卫星云图预报图。预报试验结果表明,这种非线性预报模型可以较好地预报未来20~30小时的强降水云团发展、移动的主要特征和变化趋势。实况云图与预测云图的平均相关系数达到0.78。     

Only connect: teaching, technology and telesis

Abstract This paper describes an approach to the design of interactive multimedia materials being developed in a European Community project. The developmental process is seen as a dialogue between technologists and teachers. This dialogue is often problematic because of the differences in training, experience and culture between them. Conditions needed for fruitful dialogue are described and the generic model for learning design used in the project is explained.     

European Community policy and the market

Abstract This paper starts with some reflections on the policy considerations and priorities which are shaping European Commission (EC) research programmes. Then it attempts to position the current projects which seek to capitalise on information and communications technologies for learning in relation to these priorities and the apparent realities of the marketplace. It concludes that while there are grounds to be optimistic about the contribution EC programmes can make to the efficiency and standard of education and training, they are still too technology driven.     

一种自适应子融合集成多分类器方法

融合集成方法已经广泛应用在模式识别领域,然而一些基分类器实时性能稳定性较差,导致多分类器融合性能差,针对上述问题本文提出了一种新的基于多分类器的子融合集成分类器系统。该方法考虑在度量层融合层次之上通过对各类基多分类器进行动态选择,票数最多的类别作为融合系统中对特征向量识别的类别,构成一种新的自适应子融合集成分类器方法。实验表明,该方法比传统的分类器以及分类融合方法识别准确率明显更高,具有更好的鲁棒性。     

Avoiding semantic and temporal gaps in developing software intensive systems

Development of software intensive systems (systems) in practice involves a series of self-contained phases for the lifecycle of a system. Semantic and temporal gaps, which occur among phases and among developer disciplines within and across phases, hinder the ongoing development of a system because of the interdependencies among phases and among disciplines. Such gaps are magnified among systems that are developed at different times by different development teams, which may limit reuse of artifacts of systems development and interoperability among the systems. This article discusses such gaps and a systems development process for avoiding them.     

Designing economic np control charts: A programmed simulation approach

This paper presents control charts models and the necessary simulation software for the location of economic values of the control parameters. The simulation program is written in FORTRAN, requires only 10K of main storage, and can run on most mini and micro computers. Two models are presented - one describes the process when it is operating at full capacity and the other when the process is operating under capacity. The models allow the product quality to deteriorate to a further level before an existing out-of-control state is detected, and they can also be used in situations where no prior knowledge exists of the out-of-control causes and the resulting proportion defectives.     

The development of robot art

Going through a few examples of robot artists who are recognized worldwide, we try to analyze the deepest meaning of what is called “robot art” and the related art field definition. We also try to highlight its well-marked borders, such as kinetic sculptures, kinetic art, cyber art, and cyberpunk. A brief excursion into the importance of the context, the message, and its semiotics is also provided, case by case, together with a few hints on the history of this discipline in the light of an artistic perspective. Therefore, the aim of this article is to try to summarize the main characteristics that might classify robot art as a unique and innovative discipline, and to track down some of the principles by which a robotic artifact can or cannot be considered an art piece in terms of social, cultural, and strictly artistic interest. This work was presented in part at the 13th International Symposium on Artificial Life and Robotics, Oita, Japan, January 31–February 2, 2008     

Explanation and prediction: an architecture for default and abductive reasoning

Although there are many arguments that logic is an appropriate tool for artificial intelligence, there has been a perceived problem with the monotonicity of classical logic. This paper elaborates on the idea that reasoning should be viewed as theory formation where logic tells us the consequences of our assumptions. The two activities of predicting what is expected to be true and explaining observations are considered in a simple theory formation framework. Properties of each activity are discussed, along with a number of proposals as to what should be predicted or accepted as reasonable explanations. An architecture is proposed to combine explanation and prediction into one coherent framework. Algorithms used to implement the system as well as examples from a running implementation are given.     

Three Process Perspectives: Organizations, Teams, and People

This paper provides the author's personal views and perspectives on software process improvement. Starting with his first work on technology assessment in IBM over 20 years ago, Watts Humphrey describes the process improvement work he has been directly involved in. This includes the development of the early process assessment methods, the original design of the CMM, and the introduction of the Personal Software Process (PSP)^SM and Team Software Process (TSP){^SM}. In addition to describing the original motivation for this work, the author also reviews many of the problems he and his associates encountered and why they solved them the way they did. He also comments on the outstanding issues and likely directions for future work. Finally, this work has built on the experiences and contributions of many people. Mr. Humphrey only describes work that he was personally involved in and he names many of the key contributors. However, so many people have been involved in this work that a full list of the important participants would be impractical.     

基于复小波噪声方差显著修正的SAR图像去噪

提出了一种基于复小波域统计建模与噪声方差估计显著性修正相结合的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像斑点噪声滤波方法。该方法首先通过对数变换将乘性噪声模型转化为加性噪声模型,然后对变换后的图像进行双树复小波变换(Dualtree Complex Wavelet Transform,DCWT),并对复数小波系数的统计分布进行建模。在此先验分布的基础上,通过运用贝叶斯估计方法从含噪系数中恢复原始系数,达到滤除噪声的目的。实验结果表明该方法在去除噪声的同时保留了图像的细节信息,取得了很好的降噪效果。     

基于QTE的蒙古文显示机制研究与实现

蒙古语言是中国蒙古族使用的通用语言,由于蒙古文区别于其他文字的书写方式和其自身变形机制等特点,在很多通用的文字处理引擎中都不被支持。在嵌入式产品开发与应用领域中Linux加QTE已经成为流行方式。该文给出了一种在QTE环境上实现基于标准Unicode的蒙古文点阵显示和变形算法, 并自定义了支持蒙古文的QTE组件,扩展了QTE功能,为在Linux加QTE方式的嵌入式体系结构中处理蒙古文提供了一种解决方法。