高分辨率压力修正算法在全速流动中的研究与应用

高分辨率压力修正算法在全速流动中的研究与应用（精选3篇）

篇1：高分辨率压力修正算法在全速流动中的研究与应用

高分辨率压力修正算法在全速流动中的研究与应用

采用高分辨率压力修正算法求解任意马赫数下的.流动情形.在非正交适体曲线坐标系下采用了同位网格下的有限体积方法对控制方程离散,并以速度的协变物理分量作为基本求解变量.对流项差分格式使用一致精度高分辨率有界差分格式(UHRBS),该格式绝对稳定,满足有界性,并且具有三阶计算精度.该算法结合高分变率有界差分格式称为高分辨率压力修正算法.计算表明方法具有一致的计算精度,能适合任意马赫数下流体的流动情形.

作 者：潘国培 苏莫明 钱泽球 PAN Guo-pei SU Mo-ming QIAN Ze-qiu  作者单位：西北工业大学,西安,710072 刊 名：汽轮机技术  ISTIC PKU英文刊名：TURBINE TECHNOLOGY 年，卷(期)： 50(3) 分类号：O351.3 关键词：高精度   压力修正   全速流动   一致精度  

篇2：高分辨率压力修正算法在全速流动中的研究与应用

1 总体思路

1.1 数据源的选择

首先要根据实际需要购买遥感影像数据源。影像分辨率是决定影像精度的一个重要指标, 影像精度要满足相应比例尺地图对于影像识别能力和成图精度要求, 同时又要考虑成本。冗余的分辨率会增加卫星影像购买成本和加重数据处理的负担而若分辨率达不到一定要求, 就无法判读细小的地物、降低卫星影像图视觉上形象、逼真的效果, 满足不了成图精度。因此我们在选择数据源时, 并不是分辨率越高就越好而是要针对现实情况, 综合考虑成本、数据的可得性、成图比例尺等因素。Quick Bird遥感影像, 重访周期1~6天, 现势性好, 地面分辨率高 (全色波段为0.61米, 多光谱为2.44米) , 空间纹理清晰息。其多光谱波段光谱信息丰富, 进行屏幕矢量化时, 成图比例尺可达1∶10000或1∶5000;全色波段分辨率高达0.61米, 但因影像上地物颜色比较一致, 无法准确分辨地面复杂地物。因此, 有必要进行二者之间的数据融合, 在保留Quick Bird多光谱影像丰富的光谱信息的前提下提高其分辨率, 增强图像的视觉效果, 提高地物判读准确性, 一般来说, 融合后的数据可以满足精度1∶2000比例尺图件成图的需要。

其次, 遥感影像分辨率的选择除了考虑不同比尺成图对影像分辨率的要求, 还要考虑现有可获的遥感影像产品规格, 在好几种遥感数据都能满足成图比例尺的情况下, 要考虑的是数据源的稳定性、性价比以及选择这种卫星的何种等级的数据产品。

再次, 遥感影像的拍摄时间、拍摄时的天气状况也是选择数据源时要考虑的。在土地整理工作中制作项目区地形图, 为保证现势性, 我们要尽量使用最新日期拍摄的数据为保证地面地物不被遮盖, 要尽量选择无云或云量尽可能少的数据源。

1.2 遥感数据处理

这里所说的遥感数据处理是指供应商提供的影像到提供给作业员进行影像解译之间的一系列处理, 影像处理的质量也直接影响更新精度。影像提供给用户之前一般都会根据用户的要求进行各种不同级别的处理。作为地形图测绘, 首先是要将影像处理成正射影像, 这时就需要供应商提供IA级的处理 (经过辐射校正、CCD探测器阵列均衡化处理) , 其它校正由用户完成。

2 实现过程

2.1 室内解译

解译标志是遥感图象上能直接反映和判别地物信息的影像特征, 它是室内解译的依据。主要从目标地物的大小、形状、阴影、色调、纹理、图型和位置与周围的关系等推断出目标地物的属性等相关信息。外业调查是内业解译的基础。通过实地调查, 了解研究区的自然、社会、经济状况和水土流失特点、水土保持治理措施等情况, 并建立实际地类与影像的对应关系, 即影像解译标志。对于Quick Bird这样的高分辨率影像的解译标志比较好判断, 从图像上基本可以辨别出地物类别。我们在土地整理工作的实际操作也只需要将居民点、道路、沟渠、林地、园地、旱地等地类特征直接沿影像特征的边缘准确勾划出地类界线, 进行图斑勾绘。

2.2 外业调绘

室内解译过程结束后, 要将解译结果带到野外进行实地验证, 验证的主要内容是检查解译图各图斑的划分与实际情况的一致性和范围界限的准确性, 对解译有误的地方重新进行解译与修改;利用GPS先布设好图根控制点, 实测控制点坐标, 采集图斑实地边界和新增线状地物的坐标数据及相关几何数据, 并实地调查该变化图斑的位置、土地利用状况等属性, 将其填写外业记录表上.并绘制外业调绘图。

2.3 地形图的制作

将野外采集的各种数据上传至电脑中, 在GIS平台下利用数字成图系统, 对变化图斑和新增图斑以及新增线状地物进行矢量勾绘, 并建立完整的拓扑关系, 利用软件相关功能计算出图斑变化面积, 再根据外业调查、量测情况, 经过添加高程信息, 进而编绘生成地形图。主要技术流程, 见图1。

3 应用中要注意的问题

在利用高分辨率遥感影像数据进行土地整理的地形图制作时, 有以下两点问题需要注意。

(1) 目前土地利用数据信息或图斑变化主要依靠目视解译方法来判读, 造成了它易受人为因素影响的局限性, 例如:一条干涸的小河流就有可能在卫星遥感图上被误判为一条沙石路;公路两侧的干沟渠被误判为道路等, 这就要求作业人员具有丰富的专业知识和作业经验。 (2) 室内解译完成之后一定要进行外业调绘, 尤其是一些新增的线状地物或零星地物, 决不能主观臆断, 一些在图上难以判断的图斑必须到实地去调查是否变化及测量变化前后的面积, 其位置无法在图上直接标出时必须进行实地的野外测量。

4 结语

随着遥感技术的发展, 遥感技术将成为土地调查的重要手段, 高分辨率遥感影像数据具有现势性好、空间、时间分辨率高等优点, 能及时、准确、快速地反映土地利用变化情况, 将成为获取土地利用变化的重要信息源。与传统的土地调查方法比较, 利用高分辨率遥感影像调查具有快速、省时、省力等特点, 能基本满足现代土地利用调查的需要。

参考文献

[1]党安荣, 王晓栋, 陈晓峰, 等.ERDAS IMAGINE遥感影像处理方法[M].北京:清华大学出版社, 2003.

篇3：高分辨率压力修正算法在全速流动中的研究与应用

遥感卫星图像具有反映情况客观、准确、时效性高等特点，为我国规划建设和监督执法提供了一种系统有效的高技术手段，在城市的规划建设管理中可以起到重要的辅助作用，在违法建设监测方面可以发挥良好的成效。

卫星查违主要是采用遥感卫星拍摄的高分辨率遥感影像进行城市建设变化监测,并且与GIS、GPS技术相集成，利用基础的空间数据、历史遥感影像数据和最新的遥感影像数据，通过检测变化、人工比对、空间分析等技术实现对城市建设的监控，为城乡规划管理部门在第一时间提供精确的决策信息。

一、监测流程

自2001年开始，北京市规划委员会开始利用低分辨率遥感卫星进行违法建设监测，从2009年开始，北京市规划委员会联合北京市遥感信息研究所，利用高分辨率光学遥感卫星（1 m），全面开展对北京市违法建设进行定期监测的实际应用工作，已形成从遥感卫星发现到执法人员查处完善的工作机制，为防止新生违法建设的产生提供了有力的支持，使规划监督检查工作由被动查处转变为主动出击，成功将遥感高新技术应用到政府实际工作中去，收到了良好的效果。

在北京市违法建设定期监测工作中，整个违法建设监测流程主要分为:数据生产、违法建设核查和成果汇总上报三部分（见图1）。

数据生产的具体工作流程包括原始数据筛选、图像正射校正、图像镶嵌、变化检测、数据入库、人工对比分析、审批成果核对、图斑勾画、质量检查、数据输出等步骤。数据生产流程由利用高分辨遥感卫星进行违法建设监测系统各子系统模块实施完成，并向违法建设核查人员提交变化图斑监测数据。

违法建设核查分为内业和外业两个步骤，内业主要是对提交变化图斑监测数据进行分类统计、综合数据核对和核查数据更新；外业主要是核查人员借助GPS导航设备，依据变化图斑监测数据进行现场核查。

成果汇总上报主要是对现场核查成果进行汇总、分类和统计，上报相关部门和领导，进入行政执法程序。

二、监测指标

违法建设监测是一项处理复杂、环节繁多的业务过程，涉及遥感图像处理、变化检测、对比分析、GPS导航和实地核查等多个技术环节和任务流程。为了保证各个技术环节衔接和任务流程通畅，必须对工作流程中涉及的多项技术指标进行严格的要求约束，主要需要考虑如下几个方面：最小监测面积、定位精度和遥感图像质量。

（一）遥感卫星可监测违法建设的最小面积

违法建设监测精度取决于遥感图像的分辨率，最小监测面积与遥感图像分辨率的2次方成正比。千米级(1000～5000 m)的气象卫星，只能用于宏观现象的调查和监测，如大陆飘移等，多属全球级巨型环境特征。陆地卫星可承担环境资源调查、环境质量评价、农作物监测等，一般在百米级(80～100 m)的地区范围内，监测面积从数千平方米到上万平方米，多属国家级、省级的大型环境特征的监测任务。SPOT卫星多光谱图像可完成中型环境特征如作物估产、林火、污染监测等任务，监测面积在数百平方米范围。违法建设属于小型环境特征，较小的建设变化一般在5～10 m的地区范围内，面积约50～100 m2，因此违法建设监测主要依靠高空间分辨率卫星图像和航空像片。

1.最小监测面积。在近十年的北京市违法建设监测中，利用不同分辨率的遥感图像进行了监测应用，积累了大量较小面积的变化图像。经大量实践应用，3 m分辨率的遥感图像最小可发现75 m2左右的城市建设变化，2 m分辨率的遥感图像最小可发现35 m2左右的城市建设变化，1 m分辨率的遥感图像最小可发现8 m2左右的城市建设变化。在实际的监测应用中，用于监测的遥感图像分辨率取决于违法建设监测最小面积指标。

2．定位精度。遥感图像的定位精度直接影响变化监测和对比分析效果以及GPS能否正确导航到实际的监测区域，由于城市地形较为复杂，既有平原，也有起伏较大的丘陵和山区。对于地形起伏大的地区（丘陵地、山地、高山地），必须采用地面控制点（GCP）和DEM对遥感图像进行正射纠正。卫星遥感数字正射影像的精度点位中误差（图上距离）平地不得大于0.7 mm，丘陵地不得大于0.84 mm，山地不得大于1.1 mm。最大限差不超过2倍中误差。一般2 m分辨率遥感图像纠正控制点在优于1∶10000比例尺地形图上选取。

3．遥感图像质量。违法建设的发现，是通过对遥感图像计算机变化监测和传统目视判读完成，遥感图像的质量极大地影响到变化监测和目视判读的效果，因此，卫星遥感影像应纹理清楚、层次丰富，反差适中、清晰易读，目视效果好；融合后的影像色彩真实自然，无偏色；镶嵌影像拼接处应灰度、色彩过度自然。

三、监测要求

违法建设监测的迟缓和失误将给国家和社会带来经济损失和负面影响，不利于国家规划政策的贯彻执行。这就要求违法建设监测工作更快、更准、更客观，主要体现在以下两个方面：时效性和准确性要求。

（一）时效性要求

违法建设具有严重的社会危害性，如果得不到及时严肃制止，其危害性更大，这就对卫星查违提出了更高的时效性要求。对于违法建设单位，如果在建设初期就被及时纠正，可以极大降低经济损失；建成以后再拆，必将造成重大的经济损失。对于纠违执法部门，如果在建设初期及时查处，大大减少执法的阻力，节约人力和物力，提高执法效能；反之，执法难度、行政以及司法成本就会大大提高。因而，提高卫星查违的时效性，即缩短卫星查违的监测周期对维护良好城乡规划管理秩序和保护国家的有限资源具有重大意义。

（二）准确性要求

利用遥感卫星监测违法建设准确与否，关系到执法效率和政府威信，违法建设监测的准确可以有效降低执法成本，增强执法部门的威慑力，违法建设监测的准确率主要与图像解译、卫星图像分辨率和传感器类型密切相关。图像解译水平依赖于解译人员素质和经验；卫星遥感图像分辨率越高，违法建设的监测精度就越高，解译人员越容易发现违法建设，违法建设识别的准确率越高。

四、实际应用措施

（一）缩短监测周期，提高监测时效性

利用遥感卫星监测违法建设的周期主要由三个子周期组成：数据获取、数据处理和核查验证。通过数据及时跟踪、工作流程优化和工作手段提升，可以有效缩短以上三个子周期，提高监测时效性。着眼于这三方面，以下分别介绍在实际监测工作中所采取的有力措施。

1.数据获取。数据获取是指利用遥感卫星对监测区域照相过程，一般较小违法建设面积在百平方米左右，对遥感图像质量要求高，清晰无云图像方能进行变化检测和对比分析，因而，数据获取时间便是获得覆盖整个监测区域清晰无云遥感图像的周期。主要影响因素有：天气状况和卫星数量，在雨雪、阴霾、多云天气情况下，无法获取清晰无云图像；如果卫星数量多，可大大缩短监测区域重访周期，节省数据获取时间。

2.数据处理。违法建设监测数据处理是一个繁琐复杂处理过程，主要包括：正射校正、图像镶嵌、变化检测、人工对比筛选、审批成果核对、图斑勾画、质量检查、数据输出、统计制表等步骤。处理的工作量与监测区域面积呈正比，如北京全市域违法建设监测工作，需要对40余景遥感图像进行正射校正、图像镶嵌、变化检测等处理，处理任务繁重，数据处理的效率关系到监测周期的长短，我们周密设计监测处理系统，细化处理流程，严格规范过程，明确人员分工，对各处理阶段制定质量检验标准。主要体现在以下方面：

（1）多用户并发机制。系统将最现势、最准确的数据同时提供给多个用户，并且自动维护各个用户之间的逻辑关系，保证了监测成果数据的完整性和一致性，保证多个用户同时工作，提高数据处理效率。

（2）任务管理监控。大区域违法建设监测任务是一个劳动密集型的处理过程，为了提高监测效率，系统将监测任务分为多个子任务，并为各子任务配置所需的数据资源（监测任务所需的遥感图像和矢量数据），结合当前的人员和设备工作情况，将子任务划分给若干操作员，进行多个子任务并行处理，同时对各操作员用户进行权限控制，监督各个操作员的任务执行情况。

（3）数据集中管理。将各类监测数据资源（包括由遥感图像处理子系统处理好的遥感图像和各种资源监测矢量数据）纳入数据库，集中存储、统一管理；建立能够容纳海量数据的空间数据中心，为任务处理提供基础的数据。

3.核查验证。为准确、快速查找到目标点，开发了基于遥感图像的GPS导航辅助核查系统，该系统主要是将遥感图像和变化图斑导入GPS导航系统，采用GPS导航，指引执法人员前往待核查图斑位置，进行实地核查。该系统既标出执法人员当前位置和行车方向，又标出待核查图斑与当前汽车的相对位置，从而高效正确指引执法人员，同时提供高分辨率遥感图像作为导航底图，使执法人员清晰无误认识周围地理环境，快捷准确发现待核查变化图斑。利用GPS导航辅助核查系统大大提高核查效率。

（二）采用高分辨率遥感图像，增强解译能力，提高变化监测准确率

卫星遥感图像解译有别于日常的图像解译，解译对象是从太空中获取远景地表图像，不同于日常观测的自然图像，该类型图像的解译必须十分了解各种地物在航天图像中表现的基本特征，这些特征包括形状、大小、纹理、阴影、位置、布局和色调等。提高解译人员的理论知识水平的同时，解译经验也非常重要，通过内业的对比分析和外业的现场验证相结合的方式，可以增强解译人员对城市建设的感性认识，丰富解译经验，提高变化监测准确率。

为了有效验证遥感监测的准确性，以北京市3个批次部分监测成果（利用3 m空间分辨率卫星遥感图像监测北京市100 m2以上违法建设）为样本，执法人员进行了现场核查验证，变化监测正确率保持在72%之上（见表1），其余为道路、季节或土地形态等变化，不属违法查处范围。

五、典型案例

（一）大型建设变化实例

在北京市2008年10月份违法建设监测中，将2008年8月份的良乡地区卫星图像与2008年10月同地区卫星图像进行变化检测，发现两图有明显变化，如图2-1（2008年8月）所示图斑内区域为平地，到了2008年10月（图2-2）增加许多人工建筑。实地勘测发现这里正在进行院校新区施工建设 (见图2-3)，面积23000平方米，属违法建设。

（二）小型建设变化实例

在北京市2008年2月份违法建设监测中，将2007年12月份的昌平阳坊地区卫星图像与2008年2月同地区卫星图像进行变化检测时，发现两图有明显变化，如图3-1（2007年12月）中所示图斑内区域还是荒地，到了2008年2月已经有建筑出现（图3-2）。实地勘测照片显示该地区已建成仓库 (图3-3)，面积100余平方米，属违法建设。

（三）典型建设变化实例

在北京市2008年2月份违法建设监测中，将2007年12月份的北四环外大屯地区卫星图像与2008年2月同地区卫星图像进行变化检测，发现两图有明显变化，如图4-1（2007年12月）所示图斑内区域为荒地，到了2008年2月（图4-2）增加许多人工建筑。实地勘测发现这里正在进行商品房住宅施工建设(见图4-3)，占地17300平方米，属于违法建设。

六、结束语

高分辨遥感卫星在城乡规划管理领域应用是一项实用、高效、具有良好前景的工作，不仅可以提高工作效率，更重要的是可以提高决策的科学性、准确性和时效性。随着我国高分辨遥感卫星的发展，高分辨遥感卫星的性能、种类和数量将得到大幅度的改进和提高，系统不仅可以提高监测的准确度和时效性，而且有利于拓展遥感技术在违法用地查处、城市布局、城市的调整和改造、历史物化保护、城市交通、防洪救灾和生态保护等方面的广泛应用。

参考文献

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