应用雷达系统遥测低气压层化学成分

应用雷达系统测定污染气体旋转分子光谱共夺频率的超高频范围,从而解决遥测低气压层的化学成分。本对参数和气体污染动力学的测定方法进行了研究。通过综合考虑雷达信息和适合实际情况的吸收线特性来进行测定。对雷达系统的技术潜力做了评估。     

探地雷达在土层厚度调查中的试验研究

土层厚度是评价土壤质量的一个重要指标,如何快捷、准确获取土层厚度及相关特性一直是土壤、土地、水利、农学等领域专家关注的问题之一。早在20世纪70年代末期,美国的佛罗里达州就开始用探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)等地球物理技术来研究农业土壤性质的变异性。GPR监测可分直接和间接应用两种情形。     

基于GPR的陕北黄土区河北杨粗根分布特征研究

为了探索河北杨粗根的成林过程及其水土保持功能,借助探地雷达(GPR)无损观测树木粗根技术,探测研究了陕北黄土区不同立地条件下河北杨粗根的分布特征。结果表明:(1)河北杨粗根主要集中于10—50cm土层范围内,随着土壤深度的增加,粗根密度先增大后减小,呈现二次抛物线变化趋势。不同径级粗根的分布情况为:在0—50cm土层范围内,0.5~1.5cm径级粗根所占比例最高;在50—70cm土层范围内,1.5~2.5cm径级粗根所占比例最高;在整个根系分布土层内,2.5cm径级粗根所占比例一直都最小,且比例都10%。(2)随着距树干距离的增加,粗根密度呈现幂函数递减变化趋势。不同径级粗根变化情况为:0.5~1.5cm径级粗根密度所占比例先下降后增加,而1.5~2.5cm和2.5cm径级粗根密度所占比例均呈现出先增加后减少的变化趋势,其中0.5~1.5cm径级粗根密度的增加在一定程度上是由1.5~2.5cm径级粗根的分生作用导致。(3)通过对地形因子进行主成分分析及双因素分析得出,坡向对粗根密度影响较大。河北杨的粗根密度在不同坡向间存在显著差异(P0.05),大小排序为阴坡半阴坡半阳坡,说明土壤水分有助于提高河北杨粗根密度。在不同径级根系间,坡向对1.5~2.5cm径级粗根密度的影响相对其他径级要小。综上可见,河北杨粗根分布特征与其根系分生特性有关,同时受到以坡向为主的地形因子的影响。     

河套灌区土壤盐渍化微波雷达反演

目前中国西北干旱、半干旱地区的土壤盐渍化情况日益趋于严重,动态、快速而精确地监测与评价土壤盐渍化显得尤为重要。微波遥感所具有的优点使其成为探测土壤盐分分布的新兴而有潜力的方法。快速获取大范围地表土壤盐渍化的空间分布是一个迫切急需解决的科学难题。该文目的是试验与评价 C 波段 RADARSAT-2 SAR（synthetic aperture radar）数据反演土壤盐渍化的性能。以受盐渍化影响较严重的内蒙古河套灌区解放闸灌域为试验区,基于 SAR 后向散射系数和土壤盐分实测值,利用多元线性回归（multiple linear regress,MLR）、地理加权回归（geographically weighted regression,GWR）和 BP 人工神经网络（back propagation artificial neural networks,BP ANN）方法建立土壤含盐量的定量反演模型,重点构建了8∶140∶1结构的3层 BP ANN 模型,经模型验证发现 MLR、GWR 模型均偏向于弱相关,其标准误差 SE 分别为0.55、0.47 mg/g,而 ANN（BP）模型的内部、外部检验标准误差 SE 分别为0.24、0.33 mg/g,优于前2种模型,其反演的盐渍化面积占比65.4%,与地面验证结果基本一致。该文建立的考虑土壤水分影响、组合雷达后向散射系数反演土壤盐分的人工智能模型,无需复杂的介电常数模型,能够在一定程度上满足土壤盐渍化监测的需要,可促进微波遥感在土壤盐渍化监测中的开拓应用。     

基于多普勒雷达研发的防雹作业决策指挥系统

以多普勒雷达二次产品为基础,通过计算机模块化设计,将人工防雹作业决策指挥系统分为6个运行模块：①12～6 h天气预警模块;②6～3 h短时预警模块;③3～0 h作业预警模块;④防雹作业决策模块;⑤作业方案确定模块;⑥实时分析及再作业判别模块。以这些模块作为系统的框架,利用线性回归分析,对风暴单体进行外推预报,得到该单体的移向和移速;采用SCIT算法识别风暴及预报风暴位置;根据指标模型自动判别雹云类型确定作业方案。通过雷达图像、地理信息系统、雷达二次产品以及人工防雹最新理论和研究成果等综合技术集成,实现了自动化程度高、科学适用的防雹作业决策指挥系统。     

风廓线雷达在暴雨预报中的应用分析

与探空气球测风相比,风廓线雷达具有快速、连续、时空分辨率高、无需施放探空气球等优点。分析局地暴雨过程中的风廓线雷达资料的特点,提取降水信号,使风廓线雷达资料在短时强降水监测和预报中发挥作用具有十分重要的意义。华北区域的一次实例验证表明,风廓线雷达在暴雨预报中有很好的应用效果。     

基于OpenSceneGraph的无人机雷达载荷视景仿真应用研究

为了实现无人机视景仿真训练中合成孔径雷达（Synthetic aperture radar - SAR）载荷的仿真，本文采用开源仿真平台OpenSceneGraph（OSG），设计一种SAR雷达图像仿真的方法。该方法在OSG的基础上，采用GLSLang（OpenGL Shading Language）渲染技术，解决雷达图像的渲染，并实现雷达图像的地面站显示。最后设计仿真流程并对该方法进行仿真验证。仿真结果表明，本文设计的方法能够实现无人机SAR雷达视景仿真的功能，为无人机雷达载荷视景仿真提供一种新的技术途径，并在某型无人机仿真训练中得到应用。     

天山北坡一次暴雨天气成因初探

利用常规气象资料、探空资料、多普勒雷达资料等对2007年7月16～17日发生在天山北坡的一次大暴雨天气过程进行分析。结果表明:(1)南亚高压双体型造成高低纬度槽脊叠加引导冷空气进入新疆,天山两侧的风切变产生的气旋性辐合加上地形的影响使冷空气堆积,为降水过程提供了有利的大尺度天气背景;(2)地面正负变压区的南北波动使准静止锋移动缓慢,孟加拉湾水汽持续向北输送造成天山地区有大面积水汽辐合区,导致降水持续时间长;(3)k指数的增大、沙氏指数的减小、高低空强烈的风切变以及涡度平流的高低空配置加强了垂直上升运动的发展,使局地大气潜能和不稳定度增加,具备触发暴雨天气发生的条件;(4)冷锋云系范围较大,最大TBB≥58℃。并在移动发展过程中得到了孟加拉湾热带气旋水汽持续补充,并以天山中部为轴呈逆时针旋转,造成大范围的降水;(5)雷达资料表现为混合云降水回波特征,回波呈反气旋方式旋转,在山区一带形成辐合,高低层冷暖平流以及中低层的风切变,为降水的产生及维持提供了有利的动力条件。     

朝阳新一代天气雷达在天气预报预警业务中的应用

朝阳新一代天气雷达作为全国新一代天气雷达组网雷达之一,为临近天气预报和灾害性天气预报提供了高质量的大气观测资料,在短时临近预报和灾害性天气预报、预警业务、人工影响天气业务、重大社会活动和重要专题气象保障服务过程中发挥着不可替代的作用,是气象防灾减灾的重要手段之一,收到了明显的经济效益和社会效益。     

天气雷达定量估测降水技术在人工增雨效果检验中的应用

为检验人工增雨的作业效果,利用新一代天气雷达定量测量降水的技术获取面雨量资料,采取了非随机统计方法,对比区根据地形相似和时间相似方法选择,统计计算作业影响区和对比区的降水相似程度,建立作业区与对比区的自然降水关系回归方程。分析作业后对比区和影响区的3小时累计降水量的变化,即用作业区的实际雨量减去用对比区雨量计算出的作业区雨量,得出人工增雨作业的效果。结合桂林人工增雨作业的实际,规定各作业区与对比区,检验分析发现,作业影响区和对比区的降水总量有明显差异,多年统计平均,增雨率达到15%左右。雷达定量测量降水资料对人工增雨作业效果的检验有很好的帮助作用。