基于视觉辅助导航的小旋翼机群编队穿越障碍技术

该文基于单目视觉定位方法和LiDAR激光测高滤波算法,结合主?从式无人机编队策略,提出了一种低精度GPS条件下多传感器融合的小旋翼无人机编队穿越障碍技术。通过对该旋翼机编队系统的硬件架构、传感器分配、机载自组织网络以及机载编队地面站软件接口等关键模块的设计,最终搭建了一套完整的旋翼机编队测试平台。在完成视觉定位算法、激光数据时域滤波、ROS下编队飞行等仿真验证的基础上,进行了室外测试场地实机编队飞行测试,并利用该技术实现了对多组随机位置的门框类障碍的编队穿越、在线路径规划、一键式起飞返航等编队飞行任务,验证了该技术在室外复杂飞行环境中的可行性。     

黄河源弯曲河流的河段尺度横向冲淤特征研究

弯道横向迁移是弯曲河流周期性演变的主要特征,也是横向冲淤的累积性结果。为认识弯曲河流年际时间尺度下的河岸迁移规律,2018—2020年在黄河源麦曲和兰木错曲河段开展了连续3年的无人机航测。通过影像后处理技术生成高精度地形,对河段尺度的河岸迁移和弯道冲淤特征进行探讨。结果表明:边滩的淤积外延驱动边滩-凹岸宽度的变化,所以弯道河宽变化值超过0.1B（B为河宽）的河段总是位于弯顶段。两个弯曲河段凹冲凸淤特征明显,凹岸侵蚀峰值与凸岸淤积峰值在弯道出口段呈对称分布。麦曲河段的凸岸边滩冲淤共存,但整体淤长,凹岸岸线的冲退宽度反映了河岸侵蚀状况。     

中小河流鱼类生境适宜性评估模型与等级分区

以浙江省龙游县社阳溪厚唇光唇鱼为代表性鱼类,通过2017—2020 年现场鱼类群落与生境影响因子调查,采用广义可加(GAM)模型和栖息地适宜性指数(HSI)模型,构建了社阳溪厚唇光唇鱼生境适宜性评估模型,并分析其生境适宜性阈值范围及分区。结果表明:采用GAM 赋权的算术平均算法(AMM)具有最好的模型拟合度,流速、水深及叶绿素a 的质量浓度是生境适宜性指数模型的关键解释变量,其偏差贡献率分别为61. 5%、21. 0% 和12.5%。厚唇光唇鱼最适宜流速为37 ~58 cm/ s,最适宜水深为40 ~63 cm,最适宜叶绿素a 质量浓度为0. 10 ~0. 35 mg/ m3。厚唇光唇鱼生境分区具有较强的时空差异性,在空间上,最适宜生境主要分布在中下游河段;在时间上,2019—2020 年生境适宜度明显变差。     

河流分汊成因与演变机制研究综述

基于较系统的文献调研,介绍了分汊形成机制如中心沙坝沉积、横向沙坝转换、斜槽切断、复合沙坝切割和河道决口,水沙分配影响因素如汊道几何形态、汊道河床地形、汊道内的水力特性和潮汐等因素,和水沙分配计算方法等主要方面的研究进展,并以长江中下游分汊河段为例,总结了其分汊河道的水力特征和演变规律。最后探讨了分汊河道研究中还需解决的问题,以及数值模拟方法在分汊形成与演变研究中的应用及前景。     

北三河流域水资源供需平衡对降水变化的敏感性

分析不同区域水资源供需平衡对降水变化的敏感性,并结合考虑云水资源和降水效率的空间分布,有助于常态化人工增雨作业地点的确定,对实现空陆水资源的统筹利用具有重要意义。以北三河流域为研究区域,基于新安江模型和彭曼-蒙特斯公式分析了研究区需水量对降水变化的响应,并探讨了不同计算单元水资源供需平衡对降水变化的敏感性。结果表明:当降水量增加时,流域平水年产水量增加的比例大于枯水年与特枯年,农田灌溉需水量随降水量的增加大致呈线性减小趋势;在不考虑外调水和地下水超采的情况下,自然降水情景的流域资源性缺水量分别为35.46亿m3（降水频率p=50%）、43.17亿m3（p=75%）和46.30亿m3（p=95%）,缺水峰值分别出现在5月、7月和8月;各单元缺水量对降水变化的敏感性主要由产水变化主导,空间上呈由北向南逐渐递减的趋势,当平水年降水量增加20%时,北部地区缺水量相对减少率达到150%以上,中部介于30%~50%,南部则小于15%。     

水沙变化下松滋口大湖口河段健康评价及影响分析

松滋口是长江向洞庭湖输运水沙的重要通道,长江上游水库群的修建改变了其水沙模式,一定程度上对河湖健康产生了影响。基于松滋河东支大湖口河1991-2017年的实测水沙数据,分析其水沙年际及突变变化,建立考虑水沙过程的大湖口河健康评价模型,综合物理形态、生态环境、社会服务3个方面,对其健康状况进行评价并分析变化趋势。结果表明：1991-2017年大湖口河径流量年际无明显变化,但输沙量呈显著减小趋势,减幅达98.5%;研究期水沙突变时间节点为1997、2003和2006年,与上游水库的修建及运行时间较为一致;大湖口河整体健康水平处于中等,在现有水沙变化条件下,大湖口河的健康水平呈现下降趋势,需要采取进一步治理修复措施。     

基于稳定同位素的策勒河流域山区河流蒸发损失估算

为探究昆仑山北坡山区流域水体蒸发损失垂直变化情况,基于2016年5-12月昆仑山北坡中段策勒河流域不同水体同位素数据,运用蒸发富集模型和稳定同位素（¹⁸O和²H）方法,研究了流域内不同水体的同位素时空变化特征,分析了策勒河流域的补给来源,并根据蒸发富集模型估算了流域内不同海拔地区同位素的蒸发损失。结果表明：流域内不同水体同位素的特征呈高山区贫化、荒漠区富集的趋势;策勒河河水与地下水存在密切的水力联系;策勒河流域在不同海拔的平均蒸发损失：高山区为24.99%、中山区为29.04%、荒漠区为35.00%。研究结果对理解区域水平衡及其对山区生态系统气候变化的响应具有重要意义。     

城市河流生态修复技术研究

城市河流作为城市环境要素的一部分,在城市发展中发挥着不可替代的作用,但由于过去粗放式的发展模式,引发了一系列生态环境问题,导致河流生态环境受损,河流部分功能丧失,影响了城市的未来发展。本文通过对当前城市河流普遍存在的问题进行分析总结,梳理了城市河流生态修复的发展历程。在此基础上,展望了未来的研究重点,可为我国的城市河流治理提供理论借鉴。     

小水电梯级开发河段地貌单元识别与异质性分析

河流地貌单元的科学分类与识别有利于准确定位水生生物栖息地,为科学评估小水电生态影响、开展受损河流生境修复提供依据。本文根据长江一级支流大宁河1972—2016年水文数据,利用累积距平、滑动T检验、IHA-RVA等方法确定了2个水文突变点,并分析对比了变异前、变异阶段Ⅰ和变异阶段Ⅱ3个不同阶段的水文改变程度;在归纳前人分类体系的基础上,依据水文改变程度较低时段下的实地调研观测数据,结合地貌单元过程-形式关系,确定了研究区域自上游至下游R1—R8河段地貌单元的类型及其空间分布,并引入地貌单元丰富度指数(R)、密度指数(D)和多样性指数(H_d)3个指标对研究河段地貌异质性进行了定量评价。结果表明,与变异前相比,变异阶段Ⅰ、变异阶段Ⅱ各月份水文改变度的平均值为15.53%、24.42%;R1—R4(小水电梯级开发河段)的R、D、H_d的平均值均小于R5—R8(较为自然段),分别相差9%、32.1%、17.2%,小水电梯级开发河段的地貌异质性有待提高。该研究定量评价了河段的地貌异质性,可从河流地貌角度为小水电分类整改工作提供决策支持。     

讨赖河流域泥沙输移规律及其成因分析

以讨赖河流域内的讨赖河与洪水河为研究对象,采用嘉峪关水文站和新地水文站1954-2018年的月平均流量和月平均悬移质含沙量数据,对讨赖河流域的水沙输移规律及其影响因素进行了统计分析。结果表明：讨赖河流域水沙年内分配不均,其输沙量和径流量基本集中在6-8月的汛期,且其变化趋势基本一致,呈“单峰型”分布。M-K非参数检验法和相关性分析显示讨赖河干支流径流量差异显著,与水沙显著相关,说明水沙同源。分析表明人类活动是影响讨赖河干支流径流量和输沙量变化的关键因素,其对讨赖河和洪水河输沙贡献率分别达到了55.72%和67.14%。