黄土高原土壤水库及其影响因子研究评述

土壤是疏松多孔体,具有存蓄和调节土壤水分的功能。就目前黄土高原土壤水库及其影响因子进行了评述,重点阐述了土壤水库功能及其与三个主要影响因子(气象因子、植被因子、土壤因子)的关系,并对今后的研究做了展望。土壤水库下边界的界定、不同因子对土壤水库的影响以及土壤水库模型的构建等都有待进一步的研究。

基于等高线的黄土高原小流域地形虚拟

黄土高原地形三维虚拟是"数字黄土高原"的基础,可为区域水土保持生态建设提供科技支撑。针对直接在地理信息系统软件中观察三维场景存在的控制交互能力不足问题,提出综合利用地理信息系统软件的地形插值算法,基于MFC框架下的OpenGL程序设计的思路,实现地形的真实感三维虚拟。以黄土丘陵沟壑区康家沟小流域为例,等高线数据在AutoCAD和ArcView软件中处理,生成ASCII格式的规则网格DEM数据,依据它们绘制三角形带,采用加权平均法求得各点的法向量,设置光照与材质模式,添加动态天空背景,实现了该流域地形的真实感三维虚拟,并增加交互能力,完成自由漫游与多角度观察。

低压条件下滴灌灌水均匀度试验研究

低压滴灌毛管进口工作压力、铺设长度、地面坡度及毛管管径是影响滴灌灌水均匀度的重要参数。试验研究结果表明,低压条件下毛管进口压力的变化对灌水均匀度的影响并不明显;灌水均匀度随着毛管铺设长度的增大呈降低趋势,管径越小,降低越显著,但在一定管长范围内,毛管铺设长度对灌水均匀度的影响并不明显;逆坡情况下,灌水均匀度随着坡度的增大而减小,顺坡情况下,灌水均匀度随着坡度的增大呈先增大而后减小的趋势,在2‰的坡度时达到峰值;灌水均匀度随着管径的增大而增大,当管径增大到一定程度后,灌水均匀度随管径增大的幅度减缓。

地形可视性分析中观察点设置问题研究

观察点设置问题是地形可视性分析中的一类重要问题，对该问题的研究可以在空间信息辅助决策、通信、旅游、野生动物保护等领域发挥重大作用。本文在对地形可视性分析中观察点设置问题现有研究成果总结和分析基础上对该问题展开深入研究。 首先，针对现有解决方法只从智能算法或地形数据表示方法单一角度进行分析和研究的局限性，提出了一种问题相关的智能算法和数据表示方法相结合的解决问题新框架。该框架考虑了解决观察点设置问题时智能算法的优点和数据表示方式的特点相互配合问题，目的是充分发挥二者各自的优势以提高观察点设置问题解决的准确度与效率。 其次，在深入分析观察点设置问题本身特点的基础上，结合隶属云理论的基本理论和方法，对经典模拟退火算法从退温函数设计、温度产生过程、状态生成过程三方面进行了问题相关的改进，提出了一种适于观察点设置问题的改进模拟退火算法(Improved Simulated Annealing algorithm, ISA)。该算法一方面保持了经典模拟退火算法的稳定倾向特性，保证了算法满足伴随退火温度的不断下降，对恶化的新状态越来越难于接受这一模拟退火算法的最基本特征；另一方面其退火温度的连续性随机变化特性和隐含的“回火升温”过程，则有利于算法有效拒绝恶化解，加速算法收敛，能够更好地满足观察点设置问题对于算法收敛速度的要求。 再次，在分析地形数据的精度、误差等因素对观察点设置问题的解决准确性和解决效率影响程度的基础上，提出了一种基于离散余弦变换的地形数据内插方法(Discrete Cosine Transformation Interpolation method, DCTI)。新方法将传统空域上的地形内插转换到变换域上进行，同时充分利用了离散余弦变换的熵保持特性和能量压缩特性，简化了变换域上的内插过程，提高了地形数据内插的效率和精度。DCTI方法与其他现有典型地形数据内插方法相比，对地形可视性信息获取的准确性和效率影响最小，为平衡观察点设置问题解决过程中时间效率和准确度之间的关系，最终有效地解决观察点设置问题提供了数据基础。 最后，从智能算法和地形数据相结合的角度出发，提出了一种基于ISA和DCTI相结合的观察点设置问题多分辨率处理方法(Multi-Resolution Processing method, MRP)。新方法将模拟退火算法的逐次退火特点和地形数据的多分辨率表示充分结合，达到了发挥算法数据相结合的综合优势的目的。与现有单纯基于模拟退火算法的解决方法相比，在问题解决准确度保持不变的前提下，基于MRP方法的观察点设置问题解决的平均耗时减少85%~95%，为实际工程应用问题的解决提供了一条重要途径。

水文地貌关系正确DEM的建立方法

水文地貌关系正确DEM(hydrologically correct DEMs,Hc-DEM),是指符合水文地貌学基本原理,正确反映水文要素(水流方向、水流路径、水系网络、流域界线等)与地貌特征发生和位置关系的DEM。区域尺度水文和土壤侵蚀等研究中,地形因子参数只能利用DEM来提取,为了准确反映地面形态,有效提取地貌和水文特征因子,建立Hc-DEM是必需的。笔者对Hc-DEM的概念、建立方法进行了讨论和介绍;以黄土高原为例,提出了利用多种比例尺数字地形图和ANUDEM软件建立DEM的关键参数;通过与TIN方法建立的DEM的比较,对所建立的DEM进行了简要评价。研究表明,利用我国已有的数字地形图和ANUDEM软件,可以建立Hc-DEM,为流域水文和区域尺度水土流失定量分析模拟、区域尺度植被适宜性评价等研究提供更加直接的数据支持。

黄土丘陵沟壑区1∶1万及1∶5万比例尺DEM地形信息容量对比

黄土丘陵沟壑区地形变化异常复杂 ,1∶5万地形图对原始 1∶1万地形图等高线形态综合、取舍程度很大 ,这些都在不同程度上影响了地形分析结果的准确性。以高精度的 1∶1万比例尺DEM为校准值 ,运用 1∶1万及 1∶5万比例尺DEM叠合比较分析的方法 ,研究 1∶5万DEM的地形信息容量及提取不同地形要素的精度。试验结果表明 ,在黄土丘陵区 ,与 1∶1万DEM相比 ,1∶5万DEM在所提取的地面坡度、地面曲率、沟壑量等地形定量指标方面均都存在着较大的误差。

Modeling All-sky Global Solar Radiation Using MODIS Atmospheric Products: A Case Study in Qinghai-Tibet Plateau

The surface solar radiation (SSR) is of great importance to bio-chemical cycle and life activities. However, it is impossible to observe SSR directly over large areas especially for rugged surfaces such as the Qinghai-Tibet Plateau. This paper presented an improved parameterized model for predicting all-sky global solar radiation on rugged surfaces using Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) atmospheric products and Digital Elevation Model (DEM). The global solar radiation was validated using 11 observations within the plateau. The correlation coefficients of daily data vary between 0.67-0.86, while those of the averages of 10-day data are between 0.79-0.97. The model indicates that the attenuation of SSR is mainly caused by cloud under cloudy sky, and terrain is an important factor influencing SSR over rugged surfaces under clear sky. A positive relationship can also be inferred between the SSR and slope. Compared with horizontal surfaces, the south-facing slope receives more radiation, followed by the west- and east-facing slopes with less SSR, and the SSR of the north-facing slope is the least.

The temporal and spatial evaluation on China's agricultural policy output since 1978

Since reform and opening up, how much contribution has China's implementation of new agricultural policy made to agricultural output? This paper is trying to establish an agricultural policy output econometric model for doing a quantitative analysis of China's new agricultural policy. The results show that China's agricultural policies on agricultural output have an average contribution rate of about 7% since 1978, which is consistent with the OECD's basic forecast. There are obvious temporal and spatial differences. Generally speaking, we can divide the contribution of agricultural policy into three periods, which are the start-up phase from 1978 to 1991 (14 years), the stationary phase from 1992 to 2002 (11 years) and the rising phase from 2003 to 2008 (6 years). In space, the contribution of agricultural policy underwent a process from the all-low in the start-up phase, the gradual increase in the stationary phase to the all-high in the rising phase. Northern and western regions are more sensitive to policies. There are three major factors that can affect the contribution of regional agricultural policies, which are the process of national industrialization strategy, terrain and the level of local finance.

古龙咀周围海区沉积物粒度特征及海底地形变化

对古龙咀周围浅海区沉积物的粒度进行了测试与分析，结合相关的地质水文资料，探讨了海岸形态对沉积物粒度的影响。研究区表层沉积物平均粒径在海湾浅海区呈带状由岸向海变细，中等水深和岬角处分布着细粒区，向外海粒径相对变粗；除险岛湾砂质区外，分选差；偏态多数为正偏或近正态；整体峰形极窄，峰型多样。底质类型以粘土质粉砂和砂质粉砂为主，由东北经古龙咀岬角向西南形成S形粘土质粉砂分布带，险岛湾地区沉积物呈带状由砂逐渐过渡到粉砂。潮汐和波浪是本区沉积物输运的主要水动力，岬角的存在影响了沉积物粒度的分布。粒度趋势分析表明沉积物整体有向岬角汇聚的输运趋势。 对收集到基于1954年、1969年、1982年测量绘成的地形图水深数据进行数字化，结合2005年测量的水深数据，分别建立各时期DEM图，在此基础上分析研究区的地形特征。四个时期海底DEM呈现出大体一致的趋势，在险岛湾及白沙口海湾内为浅水区，水深值在-1～-4 m之间，深水区主要分布在南黄岛南端至古龙咀连线以南区域，呈扇形展布，水深由南黄岛两侧向中间逐渐加深，水深值在-10～ -17 m之间。从整体上看，研究区海底地形呈NW-SE方向逐渐加深。 将数字化后的水深数据统一校正到1956黄海高程系，分别建立DEM，运用GIS的栅格计算分析得出冲淤变化图。相关结果表明：1954～1969年研究区整体近岸为冲（险岛湾除外），离岸海域为淤；1969～1982年研究区总体处于弱淤积状态；1982-2005研究区海域近岸为淤，外海以弱冲刷状态为主。

轮-腿复合移动机器人构型控制及越障策略

本文构型和越障控制研究的是如何控制机器人的姿态和如何控制机器人以一系列的构型翻越障碍物,构型及越障控制是轮-腿复合移动机器人技术领域的研究重点,针对轮-腿复合移动机器人的结构特点以及早期方法存在的不足,本文提出了在不平整地面上的构型控制方法和针对沟、坎典型地形环境的越障控制策略,并利用六轮-腿复合移动机器人试验平台开展了验证实验。

轮腿复合移动机器人自主越障姿态设定及轮腿运动协调算法实现

轮腿复合移动机器人具有很好的地面适应能力和越障能力。本文通过对机器人系统结构的分析和其越障高度的静态分析,计算出机器人能够越障的最大高度,并提出了针对典型地形环境(沟、坎、台)越障问题的机器人构型优化以及轮腿运动协调控制算法,而且通过实验验证了算法的有效性。

野外地面移动机器人系统设计与实现

本文针对机器人在野外地形环境下的高机动性要求,设计开发了减震机构,针对机器人轮-腿复合结构和驱动冗余特点,提出并开发了面向高速行进的牵引力控制算法和面向越障的构型控制算法,通过与环境建模技术结合,实现了机器人的遥控、自主导航、自主越障等功能,构成了机器人的分层式控制系统。

轮-履复合可变形机器人的移动机构参数分析

针对非结构环境地形特点,结合轮式、履带式移动机构在复杂地形环境中的运动特点,设计了一种适应于非结构环境的轮-履互换、履带几何形状可变化的复合型移动机器人。该轮-履复合型移动机器人的机构系统由一个控制箱体和两个相同的轮-履复合移动单元模块组成。每个轮-履复合移动单元模块由运动轮和几何形状可变的履带轮构成,在一个驱动力的作用下根据不同的约束环境而表现为轮式和履带式两种运动特征,同时此单元模块具有轮-履互换、履带几何形状可变等特点。运用理论推导、参数优化等方法对轮-履复合移动单元模块的机构参数进行了分析综合,并经仿真分析验证了机构参数选择的合理性,为轮-履复合、履带可变形移动机器人的机构参数化设计提供了理论依据。

全地形轮式移动机器人运动学建模与分析

提出全地形轮式移动机器人的正逆运动学问题。将机器人看成一个混合串-并联多刚体系统,从每个轮-地接触点到机器人车体分别构成一个串联子系统,抛弃车轮纯滚动假设,在轮-地接触点处建立瞬时坐标系,考虑车轮的平面滑移,从而对每个串联子系统形成一个封闭的速度链。对于每个速度闭链,可直接在驱动轮轮心处写出从机器人各驱动轮到机器人本体之间的运动方程,将每个速度闭链的运动方程合并即可得到机器人的整体运动学模型。以一个具有被动柔顺机构的六轮全地形移动机器人为对象进行推导,该方法既考虑了地形不平的影响,又考虑了车轮的前向、侧向及转向滑移,已知机构参数后就可以直接写出机器人的速度方程,且便于运动学求解。该方法对于轮式移动机器人的运动学建模具有一般性,且具有物理意义明确、推导过程简洁等特点。

月球机器人仿真中一种消除轮地交互误差的方法

利用虚拟现实技术虚拟出月球机器人在月面上的作业环境和作业过程,是提高机器人作业的安全系数和工作效率的一条有效途径。在3D重建得到的虚拟月面环境中,如果采用通常的单纯基于运动学(或者动力学)模型的仿真方法,对机器人的作业和运动进行虚拟,那么机器人与地形交互的过程中容易产生接触偏差。而且,随着仿真时间的推进,这种接触偏差会逐渐积累并不断增大,进而严重影响仿真测试的精度和效果。为了消除月球机器人仿真中的轮地交互误差,在分析误差来源的基础上,提出了基于运动学优化的解决方法。最后利用实际的虚拟现实仿真系统,验证了所提出方法的有效性。