受地理边界限制的Barnes插值

以地面近实时气象要素分析图Web服务为目标,提出一种基于地理边界的Barnes插值方案,实现地面气象观测数据对格点场的插值。首先使用数值微分法和种子填充法得出地理边界剪裁矩阵,进而从Barnes插值算法中分离出插值权值常量,最后将其用于格点插值分析工作。方案不仅可以改善图形分析品质,而且去除了GIS出图过程中的图形剪裁步骤,明显缩短图形分析产品所花费的时间。该技术已用于中国天气网、四川气象网、成都公共气象服务网、四川农村信息网等多个公共服务网站的二维、三维地面近实时气象要素图形分析服务。     

GIS在公共气象服务网站的应用

给出以GIS分析为核心的公共气象服务网站框架。阐述GIS与多时空尺度气象要素间的相互关系,GIS在系统逻辑分层中的位置,一维、二维、三维分析图的网页功能。同时对GIS应用中所面对的一些关键技术进行了深入分析。如含权地理边界预剪裁气象要素插值算法、netCDF文件产生、二维和三维可视化技术等等。该套系统已经在中国天气网、四川气象网、成都公共气象服务网等网站中得到应用。     

图形非矩形剪裁的一种新方法

本文根据线段平面方程的特性，提出了一种新的图形非矩形剪裁方法。其特点是对图形进行剪裁时，可完全丢弃与剪裁边界不相关的线段，并且能直接确定出线段与剪裁边界的结边相交，从而节省了计算时间，并大大提高了求交效率。     

基于矩阵格的传感器网络密钥预配置方案

为了提高传感器网络的安全性能,在密钥管理中提出了矩阵池、矩阵格的概念,将密钥的预配置建立在多个密钥矩阵之上,并将加密传输机制应用到密钥的传输过程中,以提高密钥传输过程中的安全性。通过借鉴Blom的预配置方案,设计出一个应用于传感器网络的高效密钥对预配置方案。     

气象遥感图像及格点场重采样插值方法

重采样插值方法是气象信息处理领域研究的问题之一。针对气象遥感图像,介绍了基于地图投影坐标转换的直接重采样插值方法和间接重采样插值方法;针对气象格点场,介绍了双线性插值方法和贝塞尔插值方法。以气象业务中不同分辨率的气象卫星（FY2E和FY2D）遥感图像以及欧洲中期天气预报中心（ECMWF）降水预报场为例,分别对不同重采样插值方法进行了分析比较。结果表明：基于间接重采样的气象遥感图像最近邻点插值法的计算量小于邻点权重插值方法,而邻点权重插值方法的效果优于最近邻点插值方法;随着图像的分辨率提高,最近邻点插值法与邻点权重插值方法相比,计算量小的优势更加明显;对于高分辨率的气象遥感图像建议采用基于间接重采样的最近邻点法;对于气象格点场,贝塞尔插值方法的插值效果优于双线性插值方法。     

矩阵池在传感器网络密钥预配置方案中的应用

借鉴传感器网络中基于密钥矩阵密钥对预配置方案,设计出一个应用于传感器网络的高效密钥对预配置方案：应用矩阵池的密钥预配置方案。该方案提出了矩阵池的概念,将密钥的预配置建立在多个密钥矩阵之上,节省了节点的存储空间,增强了网络的可扩展性。将加密传输机制应用到密钥的传输过程中,增强了密钥传输过程中的安全性。通过本文的分析可以看出该方案有一些优良的特性,包括两节点间能以很高的概率成功建立密钥对、对入侵有较强的鲁棒性、低通讯量。     

基于单元划分的复杂岩层面三维建模方法研究

针对现有岩层面三维建模方法未系统考虑含断层、陷落柱等地质条件的复杂岩层面三维模型构建的问题,通过定义投影度和投影单元,给出了不同地质条件下岩层面水平投影单元特征,同时提出一种基于单元划分的复杂岩层面三维建模方法。先划分岩层面水平投影单元和空间插值单元,将水平投影单元边界、空间插值单元边界、岩层面控制点和控制线作为约束条件,对实投影单元进行约束Delaunay三角剖分;然后分别求解各个空间插值单元内三角网顶点对应的岩层面空间插值点,并应用计算机三维图形技术绘制岩层面三维图形。实例分析结果表明,通过划分水平投影单元和空间插值单元,可将复杂岩层面分解为多个一般岩层面,从而降低其三维建模难度;合理进行约束Delaunay三角剖分和空间插值,可有效构建复杂岩层面的三维模型。     

基于边界约束的空间复杂曲面重构算法

针对克里金(Kriging)算法在复杂地质构造应用中的局限性,提出了一种基于边界约束的复杂曲面插值方法.其基本思想是将断层多边形作为层面边界的约束条件,根据种子点与待插值点穿越多边形的关系为依据,判断待插值点与控制点之间的空间拓扑关系,并将满足条件的种子点利用克里金算法进行插值计算.通过实际数据的测试,解决了传统的网格化插值方案层位与断层无法严格相交以及多重逆掩断层构造的层面拟合等难题,为等值线绘制、地质块状模型构建等提供了新的思路.     

二维任意形状寄生电阻电容的边界元计算

由于集成电路技术高速发展,精确提取任意形状寄生电阻电容变得十分重要,本文以直接边界元素法为基础,利用圆弧样条插值近似任意曲线边界,使插值曲线具有整体一阶连续性,并克服了大挠度与多值的困扰。在直线边界使用线性连续元,在曲线边界使用二次连续无。对两邻国为直线的角点,我们曾提出处理角点处存在多重法的导数的一种方法。这里,它被推广到角点邻边含曲线段的情形。数值结果表明模拟器是可行的。     

矩形网格上二元矩阵切触有理插值的新方法

熟知的矩阵切触有理插值的方法都与连分式有关,不仅计算繁琐,而且难以避免出现“极点、不可达点”。用网格点构造有理插值基函数,用型值点构造具有承袭性的各阶矩阵插值算子,通过插值基函数与插值算子作线性运算,构造出二元矩阵各阶切触有理插值函数,有效避免了有理插值的“极点、不可达点”问题。若选择适当的参数,还可以任意降低插值函数的次数,数值例子表明了该方法简单、有效、实用性强。