树干圆柱体微波散射与表面粗糙度的仿真和室内观测

作为针叶、枝条和树干的单散射体模型,有限长圆柱体散射模型是微波遥感植被建模的重要基础,但针对实际树干的精确观测数据很少,建模也未考虑表面粗糙度对散射特性的影响。以三维电磁散射模拟软件FEKO和室内多角度多频率后向散射观测数据为基础,分析了树干圆柱体的散射特性,讨论了表面粗糙度对树干圆柱体雷达散射截面RCS(Radar Cross Section)的影响。研究包括：(1)模拟树干圆柱体RCS对圆柱体尺寸、介电常数的响应;(2)FEKO模拟结果与室内测量结果对比;(3)用简化建模和基于真实树干网格模拟的方式探讨粗糙度的影响并对两种方式进行比较。结果显示：(1)尺寸方面,圆柱体RCS随直径的增大逐渐增加,但植物体不同组件RCS呈现出不同的变化规律;(2)介电常数方面,RCS随介电常数的增加逐渐增大,在本实验模拟条件下,含水量每增加10%,介电常数约增加4,RCS约增加1 dBsm;(3)模拟与测量结果趋势一致,R²最高为0.87,最低为0.5,但绝对值存在一定偏差,RMSE在4～6.5 dBsm之间;(4)树干表面粗糙度对RCS有一定影响,但与波长有关,基于真实树干网格...     

基于双树复小波分解的Boosting集成学习土地覆被分类研究

近年来,集成学习（Ensemble Learning,EL）分类方法成为土地覆被分类的研究热点,尤其是Boosting集成分类方法具有分类精度高、泛化能力强,在土地覆被分类中得到了显著的应用。但是,Boosting集成分类方法对噪声很敏感,如果训练样本含有噪声时,Boosting算法可能会失效,这是该方法的局限性。为了解决Boosting集成方法在土地覆被分类中存在的问题,有效克服噪声的影响,减少分类结果中的“椒盐”现象和提高分类精度,提出了基于双树复小波分解的Boosting集成学习分类方法。该方法对影像的光谱波段进行一层双树复小波分解,降低图像的噪声,将分解后的各波段作为Boosting集成学习的输入,得到最终的分类结果。实验先后比较了GBDT、XGBoost、LightGBM 3种Boosting集成学习算法在SPOT 6和Sentinel-2A影像上的分类效果。结果表明：(1)在SPOT 6影像上,3种Boosting集成算法总体分类精度均高于90%;DTCWTLightGBM分类总体精度最高,达到94.73%,Kappa系数为0.93,比LightGBM总体精度提高了1.1%...     

高原高寒露天矿区氟化物与硫化物特征及污染评价

为了明确氟化物与硫化物对土壤重构的影响,选取青海省木里露天矿坑周边土壤作为研究对象,在聚乎更矿区、哆嗦贡玛矿区和江仓矿区采集了9个采坑周边土壤样品29个,在矿区外围采集草甸土壤样品25个。对土壤中氟化物与硫化物的含量进行分析,并采用单因子指数法、内梅罗综合指数法和地质累积指数法等评价方法进行氟化物和硫化物的污染评价。结果表明,矿坑周边土壤中的氟化物含量远大于沼泽草甸土壤中的氟化物含量,超标率为72.4%,矿坑周边土壤中的硫化物含量低于沼泽草甸土壤中的硫化物含量,氟化物对采矿活动和煤矸石堆积比较敏感,存在一定程度的富集和累积效应。评价结果表明,木里矿区周围土壤中硫化物在清洁安全范围内,氟化物整体在安全范围内,部分采坑存在轻度污染迹象。在利用矿渣、煤矸石等作为原料进行土壤重构过程中,应注意改善土壤对氟化物的环境容量,防止硫化物氧化和氟化物的淋滤对土壤环境造成恶化。     

基于GIS的青海湖流域水生态功能分区

湖泊型水生态功能分区是以流域数字高程模型(DEM)为底图,通过水文分析划分出目标流域的自然水文单元和水系,借助流域综合调查资料确定水生态功能分区,也是地学分区面向生态环境领域的发展和应用。基于GIS技术,将研究区7大主要河流水系图、DEM、生态系统服务价值总量图、归一化植被指数(NDVI)图、土地利用类型图等进行统一处理为栅格单元相同的栅格图,使用GS+软件计算各指标要素的空间自相关距离,从而得到各因子之间的空间自相关距离,确定青海湖流域水生态功能一二级分区主导指标和影响指标,运用ArcGIS 10.0软件中的空间叠加法对选定的指标栅格图进行模糊叠加,修正分区边界,确定青海湖流域水生态功能一级分区为8个。以青海湖流域水生态功能一级分区图为底图,在一级分区的基础上确定青海湖流域水生态功能二级分区为27个。青海湖流域水生态功能一、二级分区有助于丰富青海湖流域分异规律研究,为青海湖国家公园的建设提供理论与方法指导。     

格尔木河生态基流研究

基于格尔木河上游纳赤台水文站1968年~2018年、中游格尔木水文站1959年~2018年逐日径流、降水资料,对原始实测水文数据进行Mann-Kendall突变检验,还原修正后,采用Tennant法、Q法、近10年最枯月平均流量法和最小月平均实测径流法,结合格尔木河干旱区河流的特殊性进行分析计算。结果显示,格尔木站突变年为1965年、2009年,纳赤台站突变年为2002年;还原修正后,格尔木水文站的生态基流汛期(4月~9月)为7.26 m^(3)/s、非汛期(10月~翌年3月)为2.42 m^(3)/s,纳赤台水文站的生态基流汛期(4月~9月)为4.20 m^(3)/s、非汛期(10月~翌年3月)为1.40 m^(3)/s。     

巴音河流域高时空分辨率叶面积指数数据集

叶面积指数（Leaf Area Index,LAI）是表征地表特征变化的重要指标之一,也是陆表、水文等模型的重要参数。本数据集是基于增强型时空自适应反射率融合模型（ESTARFM）,将全球陆地表层卫星（GLASS）LAI(8d/500m)、中分辨率成像光谱仪（MODIS）MOD13A1和MYD13A1、陆地卫星Landsat-7 ETM+和Landsat-8 OLI数据,进行融合,得到8 d/30 m分辨率的LAI,通过分段线性内插最终得到巴音河流域高时空分辨率LAI(1 d/30 m)。对比高时空分辨率LAI(1 d/30 m)与GLASS LAI产品的时空特征,验证数据集精度。结果表明：与原始GLASS LAI相比,本数据集在空间上具有与GLASS LAI一致的分布特征,且轮廓与纹理更为清晰。在时间上,二者具有相同的月际变化特征,且由1 d/30 m LAI估算的区域月平均LAI和区域8日平均LAI与原始GLASS LAI存在显著正相关性,R2分别为0.95、0.94,Pearson积矩相关系数均为0.97,P值均小于0.01。此数据集可为陆表过程、水文循环等模拟提供重要的数据支持...     

青海湖沙柳河流域水汽再循环研究

陆地蒸发水汽是水循环过程的关键环节,深刻影响内陆河流域的水资源和生态环境,研究水汽再循环比例对区域水资源调配和管理具有重要意义。选取2019年5—9月份青海湖沙柳河流域13个采样点的月降水同位素数据,利用基于稳定同位素的水汽再循环模型,分析了再循环水汽对流域降水的贡献比例,以期为该流域水循环研究提供基础数据和理论参考。分析结果表明：(1)2019年5—9月份青海湖沙柳河流域逐月平均水汽再循环比例分别为11.01%、12.64%、8.13%、9.48%和14.97%,平均为11.25%;其季节变化特征明显,5月份流域水汽再循环比例开始增加然后降低,到9月份达到最大值,呈先增加后降低再增加特征。(2)各月水汽再循环比例空间分布状况存在差异性。(3)6—8月份流域河源地区水汽再循环比例均大于河口地区,从河口地区到河源地区呈现明显的增加趋势,水汽再循环比例最高值均位于流域的西北部山区。(4)5—9月份水汽再循环比例主要受500 m高度东向水汽来源和海拔影响。沙柳河流域水汽再循环是该流域重要的降水来源之一,关注流域水汽再循环有利于流域的水资源管理和有效利用。     

基于综合水质标识指数法的湟水水质评价

综合水质标识指数法是一种既相对简单又能综合反映河流水质整体水平的方法。采用综合水质标识指数法对2000—2010年湟水干流4个断面的水质监测数据进行评价,结果表明:湟水各断面的综合水质类别达到或优于水功能区的目标要求。将综合水质标识指数法评价结果与国标推荐的单因子标识指数法评价结果进行比较表明,单因子标识指数法评价结果(水质类别)要差于综合水质标识指数法评价结果,表明单因子标识指数法以最差的水质类别作为水质综合评价的结果,不能全面反映水质的整体状况,而综合水质标识指数法能综合反映河流水质的整体状况。     

齐家文化时期(4 200~3 600 cal. a BP)青藏高原高庙盆地植被重建及与现今对比

高庙盆地是青藏高原史前文化重要活动区域,也是青藏高原东北缘植被垂直地带性最为显著的地域,是揭示自然环境与人类活动相互作用的典型区域。对高庙盆地店子坪遗址剖面开展了年代学与孢粉研究,重建了齐家文化时期的区域植被状况。结果表明:孢粉组合以松属、云杉属、蒿属为主,并伴有少量桦属、鹅耳枥属、榆属、沙棘属、藜科、菊科;结合高庙盆地现今地貌与植被分布特征,推测齐家文化时期(4 200～3 600 cal. a BP)盆地内植被类型为森林草原,低阶地以松林为主,并有少量的榆、鹅耳枥和桤木等温带落叶阔叶性树种,属于温性针阔混交林,高阶地及中山地为以蒿属为主的温性草原,沟谷阴坡则可能生长以松、云杉为主的针叶林;与现今植被相比,青藏高原东北缘河谷地带低阶地现今已无松林,全被杨树林等人工林替代,云杉、松分布区较齐家文化时期显著萎缩,仅在中—高山地带呈岛状不连续分布,推测历史时期人类活动可能是青藏高原东北缘河谷地带植被变化的重要驱动力。     

近年来青海三江源区河川径流变化特征及趋势分析

依据三江源区1956-2012年57年水文监测资料,采用距平分析,集中度、集中期、不均匀系数等方法,分析了自2005年青海三江源生态保护工程实施以来,三江源区河川径流变化特征及趋势。结果表明:三江源区2005-2012年系列径流的空间分布特征是由南向北递减;2005-2012年径流距平自东南向西北逐渐增大,最大为长江源头区,距平在80%以上,最小为源区东南部地区,距平在-10%左右;2005-2012年长江、澜沧江、黄河吉迈以上径流集中度、不均匀系数呈减小趋势,集中期有所推后,说明径流的年内分配趋于均匀、最大水量出现时间有所滞后;2005-2012年期间源区径流总体呈偏丰状态,各站径流较多年均值有明显增加;1956-2012年期间,长江源区径流有明显上升趋势,澜沧江、黄河源区径流无明显上升或下降趋势。