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[硕士论文] 孙镆涵
公共管理 黑龙江大学 2018(学位年度)
摘要:目前,极端天气事件逐年增多,全球气候变化的影响也在加剧,农业、生态资源由于气候变化也产生了系列连锁的反映,农业和生态资源对气象服务的需求也更加迫切。黑龙江省是农业、林业、畜牧业大省,地处中国最北部,占地辽阔地势复杂,是中国东北方乃至整个东北亚地区的生态屏障。随现代社会对气象服务的新需求,对人工影响天气服务提出了更高的要求。本文从公共管理的角度,对人工影响天气发展的历史脉络和意义进行了梳理,介绍了国内外人工影响天气研究现状,阐述了人工影响天气的相关概念,探索研究黑龙江省人工影响天气管理业务和存在的问题及成因分析,对提升黑龙江省人工影响天气管理水平提出发展建议和实施策略。
[硕士论文] 刘锦晨
机械设计及理论 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:采用碘化银地面发生器播撒碘化银颗粒的方式进行人工增雨时,需将多个烟炉布置于高山迎风坡,以便在可控的时间内使燃烧后的碘化银颗粒具有一定的浓度,并随着上升气流顺利进入云层作为催化剂增加雨滴数量,从而起到人工增雨的效果。为增加人工增雨的效果,在不同的区域布置多套碘化银地面发生器系统,每个碘化银地面发生器系统中布置多个烟炉,每个烟炉中布置多个通道装载多根碘化银烟条,安装在烟炉内的点火控制器控制烟条的点燃、检测烟炉内烟条的剩余状态。安装在烟炉外部的多点控制器控制多个烟炉中的点火控制器,并通过GPRS和北斗卫星通信与远程监控中心进行数据交互,从而实现人工增雨或人工增雪。
  本文研究内容主要包括以下几个方面:
  (1)总体方案的设计。根据系统的功能需求,确定系统的总体方案、系统组成、中央处理器的型号,确定远程通信方案,完成系统子站点供电方案的设计。
  (2)遥控终端软硬件系统的设计。完成电源模块、点火模块、CAN通信模块、状态采集模块、SD卡数据存储模块的软硬件设计。
  (3)远程通信模块的设计。完成GPRS远程通信模块的硬件电路与软件设计流程。确定北斗卫星通信终端的型号,完成北斗通信协议的制定。
  (4)远程监控管理平台的建立。使用C#开发工具,在WPF应用程序中编写上位机界面,完成数据收发的软件流程设计。
  (5)碘化银地面发生器远程遥控系统的在线测试。对远程遥控点火功能、烟炉内剩余烟条状态信息的采集与监测、通信状态的查询进行测试,用测试结果证明系统的有效性和可靠性。
[硕士论文] 王丽萍
信号与信息处理 山东大学 2017(学位年度)
摘要:由于雾霾天气的影响,室外成像设备采集到的图像具有对比度低、颜色暗淡和细节信息难以辨认的特征,导致接收端图像质量差,严重影响其后处理。受信道带宽的限制,室外成像设备采集到的图像进行远距离传输之前需要进行压缩,然而,图像块效应导致接收端图像降质。为了在接收端获得清晰的去雾重建图像,本文对图像去雾和去块方法进行研究,主要完成的工作如下:
  (1)设计了一种基于暗通道先验(Dark Channel Prior, DCP)原理改进的图像去雾方法。利用经过双边滤波的最小颜色分量作为引导滤波的引导图像来精细化处理粗糙的透射率,在此基础上,进一步修正不符合DCP原理区域的透射率并进行色调映射调整整幅去雾图像的色调。实验结果表明:改进的去雾方法能得到比改进之前更好的去雾效果,细节更清晰,颜色更自然。
  (2)设计了单幅图像直接去噪去雾方法。该方法利用去雾对比度增强滤波器直接对有雾图像的含噪透射率进行去噪滤波来获得精细化的透射率,实现图像去雾,进一步理论分析给出了基于DCP原理的去雾方法和直接去噪去雾方法对去雾图像压缩的影响,比较了4种去雾对比度增强滤波器对去雾重建图像质量的影响。实验结果表明:本文设计的直接去噪去雾方法既可以满足图像去雾的要求,也能保证去雾图像压缩之后的图像质量,仿真结果验证了理论分析的正确性。
  (3)设计了一种基于稀疏表示和自适应残差阈值的图像去块方法。通过结合图像块效应盲评价算法为正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)算法设计了一种自适应残差阈值方法。本文设计的图像去块方法能达到良好的去块效果的同时,也具有较高的图像处理速度。
[硕士论文] 倪思聪
大气遥感与大气探测 南京信息工程大学 2017(学位年度)
摘要:为评估重大赛事活动场馆的人工减雨作业效果,利用南京信息工程大学C波段双偏振多普勒雷达(C-Pol NUIST)资料、探空及地面降水等资料,对南京青奥会在2014年8月16日的开幕式和8月28日的闭幕式进行了人工减雨作业效果分析。用交叉相关法TREC(Tracking Radar Echoes by Correlation)追踪回波单体,统计作业点上下游的回波强度比值的变化,分析了反射率因子、径向速度、回波顶高(ET)、差分反射率因子Zdr和相关系数ρhv的回波特征以及风矢位温(V-3θ)图表示的大气结构特征。研究表明,在减雨目标区的目标时段,回波强度和回波顶高均呈减弱趋势,减雨作业在播撒催化剂间歇时段和作业后会导致更显著的短时强降水。研究结果为双偏振多普勒天气雷达回波产品评估人工减雨的最佳作业时间、作业部位和作业效果提供决策依据。
  1、用交叉相关法TREC(Tracking Radar Echoes by Correlation)追踪回波单体,统计作业点上下游的回波强度比值的变化。发现地面作业后约30分钟后回波强度减弱,但在作业间歇时间回波强度将迅速增强。
  2、结合作业过程分析双线偏振多普勒雷达反射率因子、径向速度、回波顶高(ET)、差分反射率因子Zdr和相关系数ρhv的回波特征。发现使用飞机进行暖云作业可以影响对流层中层的水汽含量,但对于5km以上的大气影响效果不明显。
  3、分析风矢位温(V-3θ)图表示的大气结构特征。研究表明,在增雨作业和减雨作业后,可迅速减小500hPa以下大气中水汽含量,使大气处于偏干的状态。闭幕式的连续作业后,对强回波仍具有一定影响,可在强回波区中心造成空洞区,达到了对奥体中心附近区域的减雨效果。
[硕士论文] 王冀
软件工程 电子科技大学 2016(学位年度)
摘要:人工影响天气指运用云和降水物理学原理,采用向云中撒播催化剂的方法,使某些局地天气过程朝着有利于人类的方向转化的一项科学技术,从而达到避免或者减轻气象灾害的目的。因广西地理条较复杂,幅员较为辽阔,因监测预警手段不到位,以往各地外场作业主观随意性大,在实施高炮和火箭人工影响天气作业较为盲目,且时常贻误作业良机,阻碍了作业效益的提高。
  本文将研究建立一个具有综合功能强大、合理业务操作流程、作业指令传递时间短,同时可满足广西人工影响天气不同作业决策指挥需求的综合指挥系统,以便决策者提高作业指挥的科学性。
  系统以C#语言为主,利用微软公司Visual Studio2010平台进行开发,结合MICAPS系统、地理信息系统MapInfo插件完成数据处理、作业站点坐标定位等并在地图上显示,使用Microsoft SQL Server2005数据库搭建系统数据库,完成对作业指令收集整理、作业人员信息管理等,其中SMS(短信息发送)的技术采用基于AT命令的PDU模式传输。
  本文的意义在于系统的建设将使地面高炮、火箭的人工增雨、防雹作业指挥更加系统化、标准化、规范化,从而实现地面人工影响天气作业指挥的业务化。通过多种气象资料分析,使用计算机技术提高作业指令生成的自动化程度,不断修改完善地面人工影响天气作业流程,利用现代通讯手段加快作业指令的传递速度,整体提升广西人工影响天气地面作业的科学性、现代化水平。我们研究的主要目的是利用地面人工影响天气作业指挥系统高效、可视、快速指挥作业炮点的高炮或火箭进行人工增雨、防雹作业。
[硕士论文] 李旭
大气科学·气象学 兰州大学 2016(学位年度)
摘要:人工增雨在国内外已有多年的研究历史,但是对于增雨的响应效果分析还存在着不确定的因素,这也是人工增雨事业难以回避的重要环节。本文采用了一种新的人工增雨实际产生的催化效果量化评估计算方法,并对其中关键数据的处理方法进行了研究,主要研究结果如下:
  (1)通过一次积层混合云飞机人工增雨催化试验实例对人工增雨催化响应进行分析。人工催化后催化响应区比背景区的较小云滴数浓度和过冷水含量有较大的减小,表明在催化剂作用下,被液态CO2冷冻的云滴由液态转变为固态冰晶过程中,自身被消耗掉,即消耗了过冷水。地面天气雷达回波强度显示出伴随播撒催化剂的呼应变化,催化响应区的回波强度增强、强回波区范围扩大。相同冰晶尺度对应的冰晶浓度是催化响应区远高于背景区,尤其是小尺度段更为明显,说明对积层混合云实施人工增雨催化作业试验是有效的。
  (2)利用大量地面雨滴谱资料进行统计计算分析,得出了具有代表性和可研性的数据。利用雨滴谱资料,结合自动站雨量通过算术平均法、加权平均法以及平均直径法,分别对小雨、中雨、大雨下落过程中雨滴的体积进行计算,得出火箭弹、炮弹、焰条和液态CO2的增雨量,并结合白山增雨的实际进行对比分析,得出了能够应用于人工增雨效果分析的一种全新的实用方法。利用这种雨滴谱的统计数值方法,通过增雨效果与增雨效果统计量关系进行效果分析,结果表明了催化作业增雨效果显著,说明该方案是一种较为客观的评价方法。
  (3)研究了雨滴谱、大气可降水量等人工增雨催化作业相关数据的计算方法,结果表明以上资料可对实际人工增雨作业条件的选择起到指导作用。
  本文的研究结果可为人工增雨催化效果量化评估提供技术基础。
[硕士论文] 周国威
兵器工程 南京理工大学 2016(学位年度)
摘要:针对旧式炮弹射高偏低、引信瞎火率偏高的问题,以新研制的37mm口径人工防雹增雨炮弹及其引信为研究对象,借助有限元分析和动力学仿真手段并结合相关设计要求,对弹丸外形进行了气动特性优化设计,对弹丸起爆破碎性进行了仿真分析,对引信膛内点火机构动态性能进行了系统、深入的研究。
  在原榴-1引信外形基础上提出了4种外形优化方案,利用Fluent仿真软件对配用这5种外形方案引信的弹丸阻力系数进行仿真,并将所得数据拟合成有理式函数,再进行质心外弹道计算,得到各方案的最大射高。引信头部外形方案以抛物面方案减阻增高效果最佳,增高约4%。
  在弹头外形优化的基础上,依据底凹减阻和外形减阻原理提出了炮弹底部结构的6种减阻改进方案,借助Fluent软件对其进行气动特性分析并进行了质心外弹道计算。通过仿真和计算发现,底凹开孔并倒圆角方案与抛物线轮廓方案减阻效果接近,增高效果均可达9%以上。
  借助AUTODYN仿真软件对弹底外形优化后的弹丸进行起爆破碎性仿真分析,检验发现弹底结构气动优化后不能完全满足破碎性设计指标,需要进一步改进。
  结合ANSYS/LS-DYNA仿真所得引信(或弹丸)所受的冲击过载,利用ADAMS软件对膛内点火机构在跌落试验、震动试验、发射过程、锤击试验和爆炸完全性试验的投掷过程中的运动情况进行仿真,并与试验结果进行对比以验证模型的正确性。利用所得仿真模型分析了击针簧刚度和预压量、针刺火帽质量、冲击过载峰值和持续时间对膛内点火机构运动的影响,发现增大击针簧刚度和适当选择击针簧预压量均有利于保证引信勤务处理安全性;增大针刺火帽(或戳击体)的质量有利于提高引信发火可靠性;根据膛内点火机构对冲击过载峰值和持续时间的响应情况,在勤务处理过程中引信跌向刚性目标(冲击过载峰值大,但持续时间短)时不发火,但在跌向软目标(冲击过载峰值小,但持续时间较长)时有可能会发火作用,导致事故的发生,因此在进行引信膛内点火机构设计时应予以特别考虑和关注。
[硕士论文] 伍威
工程 桂林理工大学 2015(学位年度)
摘要:本研究主要针对喀斯特坡地特殊的生态环境和土壤侵蚀过程,利用自制土槽模拟喀斯特坡地构造特征,通过人工模拟降雨实验,研究不同裸岩覆盖度、裸岩位置、裸岩厚度大小条件下的喀斯特坡地的降雨产流、产沙特征。本研究深化了喀斯特坡地土壤侵蚀过程的认识,为防治喀斯特地区坡地水土流失、合理布设水土保持措施及开展石漠化综合治理工提供了理论依据。本研究结果如下:
  (1)在其它条件一致的情况下,降雨产流量随裸岩覆盖度变化呈先增加后减少的变化趋势。具体表现在从0%的裸岩覆盖度增加到20%的裸岩覆盖度条件下,坡面的总径流量是持续增加的,但从20%的裸岩覆盖度到30%的裸岩覆盖度时,坡面的总径流量是减少的。
  (2)在其它条件一致的情况下,裸岩覆盖度越高,降雨产沙量越高;而随着裸岩覆盖度的增加,地表产流表现为先增加后减少。
  (3)地面岩石位置不同时,降雨产流产沙量变化明显。表现为裸岩位置越是在坡面的低处,地表的产流产沙都是越少的。当裸岩位置发生变化时,裸岩的存在阻截雨滴的范围也发生的变化,作用于入渗速率也发生相应变化,导致坡面的产流产沙也相应的发生变化。
  (4)在其它条件一致的情况下,当裸岩大小增加,其平均径流速率是先增加后减少的,入渗速率则是先减少后慢慢增加的。
  (5)当保持一定坡度及其他条件一定的基础上,随着裸岩大小从小到大的增加,其平均输沙率大致是持续减少的,如裸岩厚度大小较小的话,裸岩对降雨径流能降低动能,并且截留的作用更明显些。
[硕士论文] 张学飞
机械制造及其自动化 安徽农业大学 2015(学位年度)
摘要:随着天气状况的恶化,人工影响天气作业可能会越来越广泛。由于缺乏有效的信息化手段,使得人工影响天气作业参数的检测、上报等技术相对落后,造成作业参数精度相对较差,作业实时性不强,还有很大的提升空间。提高人工影响天气作业参数的自动检测水平以及开发可视化的指挥平台、数据实时传输技术有利于提高人工影响天气作业的效率。因此,研究相关检测技术开发相关的地面作业信息采集与控制系统具有一定的现实意义。
  本论文所研究的人工影响天气作业信息采集与控制系统,核心的芯片是采用意法半导体公司生产的STM32F103单片机以及HMC5883L地磁传感器和MPU-6050加速度、陀螺仪传感器。本文以人工降雨作业为例,对以往人工降雨作业系统的优缺点、作业原理、作业装备以及作业参数的采集以及姿态角度解算的理论知识进行了分析,介绍了姿态角度的解算方法以及卡尔曼滤波器的设计。其次,完成了系统的功能需求分析,设计了信息采集与控制系统的总体结构和工作原理框架,选择了适合本系统的STM32单片机以及实现系统功能所需的别的相关芯片。然后采用模块化的结构思想,分别对姿态采集模块及其相关电路、主控模块及其相关电路进行电路设计研究。介绍了系统的通信协议以及迪文触摸屏的配置情况,对系统的主要软件流程进行设计,最终开发出具有人工降雨作业信息检测功能、和指挥中心通信功能、指导现场作业人员作业功能的信息采集与控制系统。系统通过姿态采集模块采集作业的俯仰角和方位角、通过SIM908芯片实现GPS定位和GPRS通信功能、通过触摸屏实现信息的显示和控制功能。本文的主要研究内容如下:
  (1)分析了传统人工降雨作业系统的优缺点,研究了人工降雨作业过程和人工降雨作业的原理。
  (2)介绍了姿态角度解算的相关信息,针对本系统设计了卡尔曼滤波器,通过设计卡尔曼滤波器可以减小系统输出姿态角度的误差,提升姿态角度的精度。
  (3)设计了人工降雨作业信息采集系统的硬件电路,对各电路模块进行介绍,并完成了电路PCB板的设计和研制。
  (4)介绍了和指挥系统之间的通信协议以及迪文触摸屏的相关变量的配置情况,给出了各功能模块程序设计的流程图,并进行了简单介绍。通过试验验证系统的部分功能,并进行了相关分析。
[硕士论文] 黎济东
机械设计及理论 南昌大学 2014(学位年度)
摘要:通过对降雨弹系统的可靠性进行分析研究,以准确掌握降雨弹系统的可靠性水平,有效识别其存在的薄弱环节,进而在设计开发及生产过程阶段予以相应改进,对提升其质量具有重要意义。
  首先,论文对降雨弹的结构及工作原理进行分析,明确降雨弹系统的工作任务模式,确定与降雨弹系统可靠性相关的元器件。结合降雨弹元器件的质量检验判定标准与可靠性失效判据相同的特点,采用降雨弹元器件的质检抽样数据,利用Bayes方法对降雨弹的元器件进行可靠性评估。对BL-1A型降雨弹的实例分析表明,利用质检抽样数据对降雨弹元器件进行可靠性评估是可行且有效的。
  其次,通过对自毁工作任务模式的分析,建立了基于经典内弹道理论的降雨弹自毁子系统工作原理的数学模型。以此为基础,提出了综合考虑相关影响因素,应用Monte Carlo方法进行仿真分析的降雨弹自毁功能的可靠性分析模型。对于BL-1A型降雨弹的应用研究结果与工程实际结果具有较好的一致性,表明所给出的模型及其分析方法能够有效应用于降雨弹可靠性的分析与设计。
  最后,论文分析了降雨弹的工作任务模式,建立了降雨弹系统可靠性故障树模型,并在此基础上提出了基于BDD故障树的降雨弹系统使用可靠度评估方法。将该方法应用于BL-1A型降雨弹的可靠性评估,验证了所给出的模型及方法的正确性。
[硕士论文] 邓军英
环境科学 东华大学 2014(学位年度)
摘要:人工增水作业是开发利用空中水以缓解水资源短缺的途径之一。同时,对于严重威胁人体健康的重度灰霾和城市热岛效应加剧导致的城市极端高温等大气环境灾害,人工增水作业也不失为危急情况下的有效应急干预措施。为了科学地开展人工增水作业,减少人力物力投入的盲目性,本文首先利用CloudSat卫星资料对新疆地区人工增水潜力云—层云与层积云的微物理属性垂直分布特征进行了研究,然后通过分析北疆大雪—特大暴雪和暴雨过程,揭示了降水过程中云微物理属性的垂直分布规律,并探讨了降雨云微物理属性与降雨量的关系,对比分析了降雨云与降雪云的异同点,以期深入认识云和降水物理机制,为有针对性设计人工增水播云方案和强降水预报预警提供新的科学观测事实和理论依据。研究结果表明:
  层云所在的高度比层积云高,层云中冰云分布在1.0-11.0km,水云分布在0-9.0km,而层积云中的冰云和水云均分布在0-9.0km。层积云粒子等效半径、数浓度及水含量均大于层云,从这方面看,层积云更适合作人工增水对象。层云与层积云在春、夏、秋三个季节出现较多,冬季相对出现少,特别是层积云更是少见。层云上部云粒子等效半径、数浓度及液态水含量夏季大于其他季节。
  降雪过程中云类型以深对流云和层状云为主。冰粒子等效半径(IER)在垂直高度上呈明显的分层现象,随云层高度的增加呈变小趋势,低值段粒子(IER<50μm)分布在整个云层,云层上部分布较多,而高值段粒子(IER≥100μm)则分布在云层下部2.0-5.0km,中值段粒子(50μm≤IER<100μm)最多,占总冰粒子的48.8-74.9%;对高度层进行平均后发现,冰粒子数浓度在云层中下部随云层高度的增加快速增大,达到一定高度后,趋于稳定值。云层底部几乎仅出现粒子数浓度小于50L-1的冰粒子,而高值主要分布在云层中上部;冰水含量在垂直高度上主要呈单峰分布,大值出现在4.0-6.0km。
  强降雨过程中云类型以深对流云、积云和层状云为主,冰云分布在2.0-11.0km,水云在6.0km以下。冰粒子等效半径(IER)在垂直高度上存在明显分层现象,随云层高度的增加呈变小趋势,高值段粒子(IER≥150μm)占总冰粒子的18.1%,集中分布在2.0-4.0km。85.6%的中值段粒子(50μm≤IER<100μm)分布在2.0-6.0km。而低值段粒子(IER<50μm)占总冰粒子的26.9%,分布在整个云层,且分布比例随云层高度的增加而增加。水云分布在6.0km以下,水云粒子等效半径高值出现在云层中部,峰值出现在3.0km处,云层顶部和底部是水云粒子等效半径低值区。等效半径小于5μm的水云粒子占总水云粒子的71.2%,分布在整个云层,且在3.0-4.0km分布最多。粒子等效半径大于20μm的水云粒子仅占总水云粒子的1.3%,集中分布于水云层中部2.0-5.0km;冰粒子数浓度随云层高度的增加呈增大趋势。水云粒子数浓度在垂直高度上存在明显的分层现象,云层越低,水云粒子数浓度越高。数浓度小于20cm-3的水云粒子占总水云粒子的25.3%,且出现频率随高度的增加而增加,大于60cm-3的占12.3%,主要分布在2.0-5.0km,在云层中下部分布较多;冰水含量在垂直高度上呈近似正态分布,高值分布在云层中部6.0-7.0km,且正在降雨地区的云冰水含量和冰水柱含量大于非降雨地区。而液态水含量随云层高度的增加呈减小趋势,冰水含量大于等于500.0mg/m3的粒子仅占0.1%,集中分布在2.0-3.0km。
  降雨云与降雪云微物理属性的垂直分布规律略有不同,但总体来说,云中冰粒子等效半径随云层高度的增加而减小,云层下部降雪云冰粒子等效半径变化幅度较降雨云大;云中冰粒子数浓度在云层中下部随高度的增加而快速增大,达到一定高度后,增长趋缓,降雨云中冰粒子数浓度在云层顶部略有减小;云冰水含量在垂直高度上有单峰和双峰两种分布形式,降雨云以单峰为主,降雪云中两种形式均有,峰值均出现在云层中下部。
[硕士论文] 姜宗元
软件工程 电子科技大学 2013(学位年度)
摘要:为准确进行预警和指挥汉中地区的人工影响天气作业,发挥CINRAD/CB型多普勒天气雷达和已经建成的二百六十多个区域自动气象站的效益,论文对汉中CINRAD/CB雷达的实时基数据和区域自动气象站的数据进行分析研究,利用多年的人影研究成果,凝炼出具体人影预警作业指标,开发出基于WebGIS技术的人工影响天气预警指挥系统,并对使用GSM Modem发送预警作业短信息的应用进行研究。论文主要研究内容有:
  1.对汉中的区域自动气象站实时数据进行了分析,着重分析其降水量数据,并建立区域自动气象站观测数据库,在此基础上进行数据插值分析,生成降水量色斑图,设计开发区域自动气象站降水量分析处理子系统。
  2.对 CINRAD/CB型多普勒天气雷达基数据进行分析研究,将基于极坐标生成的基数据转换到直角坐标系中。并利用对应的增雨指标:在普遍降水性系统背景下,处在发展阶段的积雨云、浓积云,回波顶高温度在-5℃至-20℃之间,雷达回波强度大于25 dbz;处在降水偏少和比较干旱期间,雷达回波顶高温度在-5℃以上,且处于发展阶段,出现雨幡或降水时,可对大范围的系统降水性层状云作业;防雹指标:初期雷达回波顶高是否生成于5.0km(顶温在0至-5℃)左右高度,45dbz回波顶高大于或者等于7.0km,回波顶温要低于-14℃等。按照条件进行判断预警,设计开发多普勒天气雷达基数据分析处理子系统。
  3.利用GeoServer和PostgreSQL和OpenLayers搭建一个开源的WebGIS平台,将区域自动气象站的降水量色斑图和多普勒雷达的组合反射率图叠加显示在这个平台上,并将适合进行人影作业的区域标记凸显出来,使人影指挥人员能够准确直观地进行人影指挥。设计开发人工影响天气指挥显示子系统。
  4.通过对GSM短信息调制解调器的研究,对GSM Modem串口通讯和At指令及PDU格式分析,以及Java中多线程及非阻塞I/O的研究开发出短信息服务器端,实现只利用一台GSM Modem设备快速准确发送人影预警和指挥短信息。设计开发短信息自动发送子系统。
[硕士论文] 黄巧明
软件工程 电子科技大学 2013(学位年度)
摘要:分析研究了GPS、GIS、GSM、多普勒雷达,计算机及数据处理和通信等技术在人工影响天气作业的应用。采用GPS技术对车载火箭作业车进行实时定位,应用GSM技术实现了车载火箭作业车、指挥监控中心和空管部门的通信,利用GIS技术将车载火箭作业车的位置和状态信息自动显示在指挥监控中心的电子地图上,直观地随时掌握多部车载火箭作业车的位置、并对其进行监控、调度和指挥。运用雷达回波和GIS的结合实现多普勒雷达回波在GIS电子地图上叠加,为人工增雨作业指挥人员提供最佳作业时机和最佳作业区域的信息。对适合的作业点优先申请空域,实施人工增雨作业,提高作业效率。另外,用数据库对人工影响天气的信息进行管理。这些提高了 GPS、GIS、GSM和多普勒雷达等技术在人工影响天气的应用层次,有理论和实践的意义。
  本文主要研究内容
  1.车载火箭作业车实时精确定位过程
  车载火箭作业车上 GPS手机从卫星获取位置信息和当前速度信息后,通过GSM的短信传输到定位服务器的GSM信号接收卡,使用COM端口事件,或定时事件读取数据,储存在定位服务器中;同时通过WinSocket服务控件传到局域网上各个指挥终端的MapX的动态图层上,根据GPS经纬度数据识别各车载火箭作业车,然后再根据接收GPS数据的频率来实时刷新该图层,就可以达到实时定位了。
  2.GSM短信息收发
  车载火箭作业车和指挥监控中心,指挥监控中心和空管部门之间都要传送定位数据或文件数据,需要通过指挥监控中心的短信息收发平台,以实现三者之间的联系。用Visual Studio VB6.0集成SMS控件来实现GSM短信收发模块。
  3.短信息端口堵塞
  方法是在系统里集成SMS短信息收发控件,用模函数分配增加的端口数方法来解决短信息收发堵塞,使用SMS短信息收发控件的诊断功能,实现自动检测短信息堵塞和自动删除GSM卡上堵塞短信息功能。
  4.多普勒雷达回波在GIS电子地图上叠加
  MapX控件的电子地图上对多普勒天气雷达回波进行处理和叠加,可方便确定最佳作业区域和作业时机,提出了直接修改MapInfo的Table数据格式来显示栅格数据,克服了MapX控件每次都经过MapInfo配准处理才能显示的缺点。
  5.人工影响天气的信息管理
  需要对常规气象资料和非常规气象资料,装备信息、作业信息和人员信息等进行管理。客户端用Visual Studio VB6.0编写,实现方便快捷的查询、添加、删除、修改等功能。服务器用SQL Server2000完成建库、建表和备份等功能。
[硕士论文] 齐俏
软件工程 电子科技大学 2013(学位年度)
摘要:现代化的人工影响天气工作已成为四川省防灾减灾的重要手段,也是“民生工程”的重要措施,在全省气象防灾减灾、改善城市大气环境质量、重大社会活动保障等方面取得了较好的社会经济效益,据有关统计,全省人影工作投入和效益比达到了1:200,为四川省统筹城乡发展、建设世界生态田园城市发挥了积极作用。该项目实施目的在于建设一套实用的、可推广应用的人影作业指挥与信息收集平台,使人影作业指挥客观化、科学化、指标化,从而切实提高人影作业的技术水平、科技含量及有效性,提高信息交换的时效及准确性。该系统的建设,将显著提高人工影响天气业务的现代化水平,符合现代气象业务发展方向,对人影事业的发展具有重要意义。
  本文以四川省人影作业指挥平台(以下简称 MCIP)建设为背景,以决策系统设计为主线,综合利用CINRAD探测资料,按照四川盆地不同区划、不同作业方式,通过分析分布特征、水汽条件、水平和垂直结构、降水效率、可催化的微物理条件和催化方法,建立了空中云水资源的分布情况、降水云结构特性、空中水量、降水转化率、飞机增雨各分区增水潜力,以及云体的垂直结构、水汽厚度、云水厚度、过冷水含量等影响降水的关键因子,形成了人工增雨、消雹作业判别指标,形成决策处理以及决策应用信息反馈终端,形成集作业条件分析决策、指挥调度、作业监控、效果评估为一体的信息化平台,
  该决策系统系统整合了人影作业相关气象监测资料和数值预报,全面展示人影业务工作,实现新一代多普勒天气雷达产品跟踪及外推、各作业点与指挥中心的语音、文字以及视频信息的双向互通;具备作业条件自动预警、作业指标综合判别、效果评估和作业点、作业工具和弹药管理等科学决策系统功能,实现了人影业务“提前预警、科学指挥、有效评估、科学管理”。形成地基与空基相结合、固定作业与移动作业互为补充、较为现代化的人影指挥作业体系,提升人工影响天气作业在四川防灾减灾和改善生态环境工作中的服务能力有着十分重要的作用,在实际应用中,作业影响面积由3000平方公里提高到8000平方公里,作业有效率提高了10-15%。使得四川省人工影响天气业务服务能力达到全国先进水平。
[硕士论文] 程月
气象学 中国海洋大学 2013(学位年度)
摘要:随着我国经济的飞速发展,人工影响天气的应用也越来越广泛,但是,现阶段由于我们对云、降水发生发展的物理机制还缺乏全面深入的了解,我们在评估人工增雨效果时对自然雨量的估计存在许多不确定因素。因此,如何客观有效的评价人工增雨作业的效果已经成为我们不可回避的一个问题。文中根据2008-2012年泰安自动雨量站资料和2012年泰安人工增雨作业资料对人工增雨进行相应的分析。
  结合历史资料,对泰安市的降水情况进行增雨几率分析,发现根据历史资料7月到9月的增雨几率较大,其中以7月最高。而2012年的情况略有不同,增雨几率最大的是6月到8月,其中以7月的增雨几率最高。在一天内增雨几率最大的时间段,从历史数据来看是在01时和04时,其次是在08时和18时,而以2012年的数据来看,增雨几率较大的是16时和17时。
  为了提高作业区自然降水量估计的准确性,本文根据泰安市2008到2011年4月~10月的自动站雨量资料,选取多个影响区和对比区方案,通过调整影响区的形状和大小,以及样本的筛选条件,最终确定了相关性最好的一个影响区和对应的两个对比区。结果表明,在影响区选择中,以影响区轴线与主要降水天气系统来向相垂直为好。增加少量自动雨量站,影响区和对比区的相关关系变化不大。且不论影响区如何选择,相对于其他对比区,对比区1和对比区4的相关性均最好。
  以选定的影响区和对比区1为例,将原始数据经过柯尔莫戈洛夫检验后,发现当原始雨量经过五次开方处理后,得到的新变量的正态性最好。对泰安市2012年4月~10月的增雨作业结果,分别用区域历史回归试验和双对比试验方法来检验增雨效果。结果发现,采用区域历史回归方法时,第5次和第6次作业的显著性水平较高。采用双对比分析法时,以日作业次序第8次作业效果最好,其次是第3次和第10次作业效果较好。
[硕士论文] 甘圣昊
控制工程 南京邮电大学 2013(学位年度)
摘要:随着我国现代农业科技的发展,人工气候室作为一种可控环境实验室,越来越多的应用于作物培育、良种选育等领域,而对小气候要素的高精度、实时数据采集也显得越来越重要。针对传统人工气候室数据采集系统的布线复杂、维护不便等缺陷,本文提出了一种基于无线传感器网络的人工气候室监控系统实现方案,该系统可以方便地实现温度、湿度、光照、风速、雨量等气候要素的无线监测和调节。
  本设计的目的是从人工气候室内部获取当前环境参数,并对其进行调节控制,故构建了一个无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Network),首先将无线传感器节点放置于人工气候室内,通过小范围的无线传感网络将各类环境参数采集出来;其次,主控制器对从无线传感器网络传送过来的环境参数信息进行相应的处理,并将这些信息通过串口的Modbus协议传送至上位机人机界面HMI,Modbus协议是一种主从通信协议,主控制器发送数据给人机界面的同时接收人机界面的控制命令,主控制器通过对这些控制命令的处理,从而控制继电器的输出,打开相应的现场调控设备,达到对人工气候室内环境因素的有效调节;上位机人机界面显示人工气候室内各环境参数的变化情况,发出参数控制命令至主控制器,同时通过局域网与远程控制端连接,达到远程控制的目的。
  本课题将ZigBee无线传感技术、远程控制技术以及ARM技术相结合,以嵌入式微处理器为核心建立了一个集无线数据采集、现场调控以及远程控制的网络平台。本课题最后对整个人工气候室监控系统进行了测试,测试表明本系统实现了预期的各项功能,解决了布线复杂、维护不便的缺陷,并且用户可以通过远程控制的方式实时监控现场,具有广阔的市场前景和应用推广价值。
[硕士论文] 张慧
软件工程 电子科技大学 2012(学位年度)
摘要:柴达木盆地属典型荒漠化和半荒漠化干旱性气候,年降水量较小,而蒸发量较大,近年来受全球气候变暖的影响,冰川退缩,雪线上升,溶雪性补济减少,河流径流减少。气象部门经常开展人工影响天气作业活动,以此来达到人工增雨、人工消雹等目的,为了提高人工影响天气工作的效率,需要开发一套全面的人工影响天气指挥系统。本研究是以柴达木盆地为实验区,建立人工影响天气指挥系统体系架构,通过系统的集成,构建一套完善的系统,为气象部门开展干旱灾情预报和旱灾评估业务提供基础的平台。根据此研究结果,相关部门可以进行科学指挥决策,避免指挥决策的盲目性,提高指挥决策的科学性、正确性、精度和工作效率。
  本文详细介绍了基于地理信息系统(GIS)的人工影响天气指挥系统的设计与实现过程。本系统采用 Client/Server(客户端/服务器)结构体系,由指挥决策系统服务器端软件平台以及指令接收客户端软件两部分组成。整个柴达木盆地人工影响天气指挥决策系统使用GIS技术显示需要人工增雨地区的地理信息及气象信息,实时获取并显示与人工增雨密切相关的雷达图、卫星云图、风向图等资料,为人工影响天气作业指挥人员的决策提供数据支持。人工影响天气指挥人员确定作业区域和作业时间后,本系统平台自动为相关火箭、高炮作业点生成详细作业参数,指令接收程序端显示来自服务器端的作业指令,并能够将作业人员输入的回执信息反馈到增雨作业指挥中心。系统除了能够实现人工增雨的基本功能外,还可以实现操作确认、人员点名、数据库记录和日志备份等辅助功能。本系统使得人工增雨、防雹作业的指挥决策及效果评估进一步系统化、科学化,对提高人工影响天气作业效果具有积极的意义。
[博士论文] 张金鑫
水土保持与荒漠化防治 中国林业科学研究院 2012(学位年度)
摘要:为揭示荒漠生态系统对未来降雨时空变化的适应策略,探讨降水增加情境下荒漠植物的生理生态变化特征,本文选择甘肃民勤荒漠生态系统定位观测研究站的天然白刺灌丛作为研究对象,采取5种开放式人工模拟增雨梯度(+0%、+25%、+50%、+75%和+100%多年平均降水量),分析白刺灌丛土壤水分时空动态变化、枝叶形态特征及其生理生态指标对不同增雨梯度的响应,揭示叶片性结构状指标与功能性状指标的关系及其对不同增雨梯度的响应,研究的主要结论如下:
  (1)不同增雨处理对白刺灌丛不同土层含水量的影响随时间变化存在差异。增加75%、100%多年平均降水量的条件下,白刺灌丛10 cm土层含水量能够得到显著提高。2011年在5、7月增雨后1天的30 cm土层和增雨后第3天的50 cm土层,100%增雨处理的土壤含水量均显著大于0%处理。
  (2)2010年和2011年的6—9月,100%增雨处理能够显著增加白刺当年生枝叶生长的增长量,75%增雨处理显著增加2011年白刺当年生枝叶生长的增长量。2011年75%、100%增雨处理的以上5项枝叶形态指标增长量出现显著差异的阈值明显低于2010年。
  (3)增雨处理能够提高白刺叶片对光合有效辐射的利用范围,增强对光的吸收、转化和利用能力。白刺叶片光响应参数的最大净光合效率、表观量子效率、光饱和点随增雨梯度的增加而增加,而光补偿点和气孔限制值则呈减小趋势。其中,100%增雨处理的白刺叶片表观量子效率比0%处理的显著增加70.00%。
  增雨处理能够促进白刺叶片的生理代谢活动。白刺叶片水势、蒸腾速率在整个生长季随增雨梯度的增加而增加,但水分利用效率却减小。7—9月增雨后第1天,100%增雨处理的以上指标均与0%达到显著差异。白刺叶片净光合速率与水分利用效率、叶水势的关系在不同月份存在差异。
  (4)白刺叶片结构性状指标对不同增雨处理的响应存在差异。7—9月,白刺比叶面积、氮素利用效率随增雨梯度的增加而增加,但叶片干物质含量、单位面积叶氮含量、平均叶寿命则呈降低的变化趋势。其中,25%、50%、75%、100%增雨处理的平均叶片寿命比0%处理的显著缩短2.00 d、2.25 d、5.00 d、7.75 d。白刺的平均叶寿命与叶片干物质含量、单位重量叶氮含量、单位面积叶氮含量呈正相关,而与比叶面积呈负相关。
  (5)叶片结构性状与功能性状具有的良好关系表征了白刺对环境的趋同适应策略。白刺单位重量叶氮含量、单位面积叶氮含量在7—9月随叶片净光合速率的增加而增加,平均叶片寿命与净光合速率、氮素利用效率具有显著负相关,而与叶片水分利用效率呈显著正相关而与花枝长度、营养枝长度、花枝基径、营养枝基径、花枝干重、营养枝干重均具有极显著负相关,与10 cm土层含水量具有显著负相关。通过本研究所建立的回归方程可知,白刺单位面积叶氮含量对叶片寿命的影响最大,而氮素利用效率对叶片寿命的影响最小。
[硕士论文] 靳占虎
水土保持与荒漠化防治 中国林业科学研究院 2012(学位年度)
摘要:在全球气候变化的背景下,有研究认为未来我国西北干旱区的增雨量会有所增加。为了预测该区植被的变化,选择该区典型植被——唐古特白刺为研究对象,在内蒙古磴口县、甘肃敦煌以及甘肃民勤县设置三个人工模拟增雨平台。分别以该区多年平均增雨量为基准,设置4个增雨处理(25%、50%、75%、100%)和一个对照,每个处理和对照设置4个重复,共20个样地。在植物生长季(5-9月),利用全光照喷雾设备进行人工模拟增雨。本文主要基于内蒙古磴口县的实验数据,该实验地自2008年开始试验,2008年增雨为一月两次,此后调整为每月增雨1次,每月的增雨量没有变化。主要研究了:不同增雨量下土壤含水量的时空动态特征;不同增雨处理对当年生枝条表型可塑性的影响;增雨对茎效率的影响。主要结论如下:
  (1)不同深度土壤水分含量在不同增雨量下随时间变化的变化趋势相似。表层土壤含水量都是在增雨后第一天有较大幅度的上升(5%-8%),随时间增长又逐渐降低,但在7天内表层含水量(第七天含水量在2%-4%)都明显高于增雨前一天含水量(不足1%)。下层30cm和50cm深处含水量在50%以上的增雨梯度下有着影响,增雨量越多,下层含水量的变化越明显。25%增雨样地只对表层含水量有较明显影响。同时,在实验过程中有2次小的自然增雨事件(分别为0.1mm和1.4mm),影响有限,只能影响表层含水量且维持时间较短。根据人工模拟增雨实验来看,单次人工模拟增雨7.5mm及其以上会对表层含水量都有显著影响,而且可以维持在7天以上。另外,不仅仅年内前期增雨会对后期下层土壤含水量(30cm和50cm深处)产生影响,年际间,之前年份增雨对今年下层土壤含水量也表现出累积效应(25%增雨处理除外)。表现为5月份增雨前一天,50%及其以上增雨处理样地的含水量(1.3%-2.1%)明显大于对照样地含水量(0.9%)。此外,100%增雨有更大的动能,能够快速入渗到30cm深处。
  (2)增雨能够改变白刺的表型可塑性。对茎叶形态而言:增雨促进了白刺茎的生长、增粗,枝条生长有徒长倾向,茎木质密度有下降趋势,其中100%增雨样地的花枝枝长和 H/D(枝长/枝截面积)与对照样地有着显著差异(P<0.05),75%和100%增雨样地的营养枝枝长和100%增雨样地的枝基部直径与对照样地有显著差异(P<0.05)。增雨能够促进白刺叶片的生长,表现为增雨后,白刺叶片叶长、叶宽、面积、周长、长宽比都整体有增加趋势,其中100%样地各叶形态指标有着显著的增加,相对于对照样地,叶长增加40%、叶宽增加30%,面积增加50%,周长增加30%。此外,增雨样地的比叶面积(SLA)也显著的高于对照样地(p<0.05)。对生物量而言,白刺营养枝和花枝生物量的变化规律有较大的差异。随水分的增加,花枝枝条生物量并没有明显的变化趋势,而营养枝生物量有着明显的增加趋势。同时花枝的叶茎比(叶干重/茎干重)也没有明显的变化趋势,而营养枝的叶茎比表现出显著的增加趋势。对含水量而言,无论花枝还是营养枝,叶含水率(大于60%)均显著高于茎含水率(不足50%)。营养枝茎含水率高于花枝茎含水率,说明营养枝的投入到茎构件中的能量更多。
  (3)在同一增雨梯度内,随茎的增粗(或茎干重)的增加,小枝所支撑的叶面积也增大。同时随着增水量的增加,茎的效率也有增加趋势,增雨样地的“叶面积/茎重”显著高于对照样地(p<0.05),即单位茎所支撑的叶面积有增加趋势,进一步证实了当环境压力减小时,一定截面积(或茎干重)的茎可以支撑更多的叶面积。
[硕士论文] 李振海
软件工程 电子科技大学 2011(学位年度)
摘要:我国是一个自然灾害频发的国家,每年因为各种各样的气象自然灾害,都会给我国人民和政府带来巨大的经济损失。因此,大力发展人工影响天气作业已经成为我国一项防灾减灾的重要手段。为了该项工作的开展,加快我国人影数字化发展的步伐,研制开发新型的人影指挥系统就成了一个迫切需要解决的问题。基于以上角度,本文从理论和实践两方面进行了较为全面的探讨和研究,设计并实现了一个面向服务的分布式、开放式人影指挥系统。
  首先本文深入研究了人影指挥系统的相关技术,并提炼出详细的系统需求,对整个指挥平台的逻辑结构、工作流程、功能子系统的具体实现过程进行了详细阐述,并为实施中遇到的实际问题提供了可行的参考方案。其次,本文研究了等值线图的制作、填充、矢量图形的裁剪和基于GIS平台的显示。最后本文利用GIS技术设计并实现了加载卫星云图及雷达图像的可视化系统。它可以向用户展示红外、水汽、可见光三类卫星云图以及雷达图像,提供缩放、拖拽等操作,通过反演手段,可获取鼠标所在图像位置的地理经纬度、温度等实用数据,并实时显示在图像下方,让使用者可以从图像中获取更多的信息,从而对天气情况做出更准确的判断。
  同时,本文完成了整个指挥系统的测试过程,并对测试过程进行了经验总结。通过实际项目实施,证明本指挥系统在功能、性能以及扩展性上均达到了设计要求,并取得了良好效果。这无论在理论上还是工程实践中都有可借鉴的价值。
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