基于涡度相关观测的寒区滨河湿地蒸散发特征分析

蒸散发是湿地生态系统水循环的重要组成部分,研究湿地生态系统蒸散发的时空变化规律,对分析湿地生态系统的水量平衡具有重要意义。选取典型寒区滨河湿地——哈尔滨金河湾湿地为研究区,利用彭曼公式计算湿地潜在蒸散发量,并与涡度相关观测的实际蒸散发量进行对比分析;为探明土壤蒸发和植被蒸腾对湿地实际蒸散发的贡献,利用双涌源模型对实际蒸散发进行分解研究。结果显示:试验观测年份,金河湾湿地生态系统全年潜在蒸散发量为847.17 mm,潜在蒸散发量的月变化呈现双峰曲线,实际蒸散发量为420.46 mm,实际蒸散发量的月变化呈现典型的单峰分布曲线,风速与辐射对实际蒸散发的影响最大,降水偏少、气温较高是造成潜在蒸散发量与实际蒸散发量差异的主要原因;实际蒸散发量中土壤蒸发量为182.90 mm,植被蒸腾量为237.56 mm,植被蒸腾占主导地位。     

区域蒸散发分析及模型研究——以河套灌区义长灌域永联试验区为例

以河套灌区义长灌域永联试验区为例,对水均衡法中采用不同时间和空间尺度时的蒸散发估算结果进行了比较分析.然后借鉴由参考作物腾发量(ET0)计算实际蒸散发量的思路,以区域平均埋深和累积生长度日(GDD)为变量,建立综合因子,再结合参考作物腾发量估算出区域蒸散发.利用永联试验区的数据对模型进行检验,结果可靠.该模型需要数据较少,易应用,为实时估算农田区域蒸散发量提供了一种方法.     

水资源总量的计算

过去水资源总量定义为流域产水量，即由降水量减去包气带蒸散发量、水体蒸发和植物截流量。本文认为应将包气带蒸散发量分为包气带地表蒸散发量和植株蒸腾两部分，后者应包含在水资源的总量中。     

公路自然区划Ⅱ1区路基湿度指数优化算法

为了提高公路自然区划Ⅱ₁区路基湿度指数计算精度,建立一种路基湿度指数优化计算方法,其采用FAO-PM法取代Thornthwaite法来估算路基土月均潜在蒸发蒸腾量(potential evapotranspiration, PE),以解决后者对路基土在负温条件下蒸发蒸腾量计算值为零的问题。在分析了各气象参数对路基土月均潜在蒸发蒸腾量的影响规律的基础上,验证了新方法的适用性并简化了路基湿度平衡计算的流程。针对路基湿度的季节性变化特征,提出了阶段湿度指数计算方法,并细化了Ⅱ₁区三级划分区域的路基湿度指数取值范围。结果表明:在负温条件下,路基的月均潜在蒸发蒸腾量在与平均日照时数、平均气温和平均风速正相关的同时,与平均相对湿度负相关,并且总潜在蒸发蒸腾量占全年总量的9.8%~15.7%;路基湿度平衡后的状态可简化为有径流、无径流不干旱和无径流干旱3种,并可采用4阶段湿度指数对其最不利季节进行判别;对于所研究的7个气象站,不同土组的湿度指数计算最小值为-16.5,最大值为33.2,这与现行规范推荐值（-8.1~35.1）相比,不仅数值整体偏小、路基湿度状态更偏干旱,而且自西南向东北逐渐降低。采用该方法可有效计算Ⅱ₁区负温下土壤蒸发蒸腾量,并进而确保对路基湿度指数估算的精度。     

基于MODIS数据的湿地退化监测方法研究——以扎龙湿地为例

由于水资源的缺乏而导致湿地的萎缩和退化是目前我国湿地面临的主要生态环境问题之一.依据湿地生态系统的特征和湿地蒸散发的能量与水分平衡原理,本文构建了湿地水分亏缺指数（WWDI：Wetland Water Deficit Index）对湿地退化进行遥感动态监测,并以扎龙湿地为例,探讨了该方法的可行性.具体步骤是：首先,在地表能量平衡系统模型的基础上,利用MODIS遥感数据产品获得湿地蒸散模型的各项参数,并结合气象数据对湿地的实际蒸散进行估算;采用Penman-Monteith公式估算湿地的潜在蒸散量;在此基础上,利用湿地实际蒸散量和潜在蒸散量之间的比值关系,来反映湿地因缺水而退化的程度和空间分布状况.最后利用该方法对2009年8月29日扎龙湿地的水分亏缺状况进行了实证研究,讨论了该方法进行湿地退化遥感监测的优缺点.     

基于水热耦合平衡理论的嫩江流域蒸散发估算

由于区域蒸散发时空变异性较大,难以采用点位监测方法来测定,因此,流域蒸散发估算是目前水文学领域的难点和重点问题。从水热耦合平衡理论入手,采用傅抱璞公式估算嫩江流域及典型汇水区的实际蒸散发。结果表明,傅抱璞公式的逐年蒸散发估算结果具有较高精度,且干燥度较大的汇水区的估算结果精度较高。然后,对嫩江流域蒸散发进行时空演化分析。结果表明:在1956—2000年,年实际蒸散发和潜在蒸散发均无趋势性变化;在2000—2013年,多年平均实际蒸散发与潜在蒸散发在空间上呈相反分布,整体上从上游至下游递减(递增)。最后,分析了下垫面参数w的分布规律,其表现为由上游至下游随植被覆盖率的减小而减小的特征。研究表明,傅抱璞公式为流域的蒸散发估算提供了可靠的方法,对于流域水资源预测和生态需水推求等具有十分重要的意义。     

基于CSA-SIM-LSSVM的不同时间尺度参考作物蒸散发估算研究

参考作物蒸散发(ET0)是估算作物需水量的基础指标,对区域农田用水灌溉、管理和调配具有重要指导意义.针对ET0估算模拟精度不高的问题,基于最小二乘支持向量机(LSSVM)模型,利用由耦合模拟退火算法与单纯形法组合得到的CSA-SIM算法,进行模型参数的自适应调节,以此提出CSA-SIM-LSSVM模拟模型.以华北平原边...     

SWAP和SWAT在柳园口灌区的联合应用

以河南柳园口灌区为背景,利用SWAP和SWAT分别建立模型,并进行了率定和验证.利用SWAT模型提取各水文响应单元的水平衡要素作为SWAP的输入,实现作物产量的空间分布式模拟.联合应用SWAP和SWAT模型模拟分析了不同灌溉水源及作物种植结构下灌区水平衡要素、作物产量和水分生产率的变化规律以及水分生产率随尺度的变化规律.结果表明,区域平均蒸发蒸腾量、产水量、土壤含水量变化、渗漏量都随着井灌面积比的增加而减少,合适的井灌面积比有利于控制适宜的地下水埋深,从而减少潜水蒸发损失,防止由于地下水埋深过深而导致取水困难;现有水稻种植区改种旱稻,区域平均蒸发蒸腾量、产水量、土壤含水量及渗漏量都减少,但变化幅度较小,同时水分生产率降低;现状条件下随着尺度的增大,灌溉水分生产率增大,蒸发蒸腾量水分生产率稍微降低,毛入流水分生产率变化不大.     

大豆生态需水的变化规律研究

以黑龙江省水利科学研究院自行研制的称重式蒸渗仪为测试手段,在国家“863”计划项目核心试验区甘南县,测试了半干旱区主要旱作物大豆的蒸发蒸腾量,结合大豆的生理指标,分析和研究了大豆生态需水的基本规律和特点,并进一步提出了大豆叶面蒸腾量和土壤表面蒸发量（即通常所说的棵间蒸发量）,可为半干旱地区发展节水灌溉提供基本参数。     

基于改进SWAT模型的区域蒸发蒸腾量模拟

运用改进的SWAT模型,以漳河灌区三干渠内杨树垱小流域为研究对象,针对"间歇灌溉"、"淹灌"、"薄浅湿晒"3种不同灌溉模式下的流域内ET模拟分析,结果表明该区域ET从大到小的顺序依次为"淹灌"、"间歇灌溉"、"薄浅湿晒",同种灌溉模式下ET随水稻种植面积比的增加而增大.对3种灌溉模式下的稻田ET分项(植株蒸腾、稻田水面蒸发、稻田土壤蒸发)模拟分析表明,3种模式下植株蒸腾比较稳定,维持在37%~40%;"间歇灌溉"和"淹灌"模式下的稻田水面蒸发占稻田ET的55%以上,而土壤蒸发只占6%和0.4%;"薄浅湿晒"灌溉模式下稻田水面蒸发和土壤蒸发分别占33%和27%.     

Efficient visualization techniques for high resolution remotely sensed data in a network environment

There are three major research hotspots in efficient visualization techniques of high resolution remotely sensed data in network environment: the data organization and access in disk storage, the image data stitching and fitting methods, and the network transfers and access. In this paper a new method of “Big File” organization for improving the storage access efficiency of high resolution remote data is presented; a “virtual data source” concept is introduced to solve the stitching problem of remotely sensed data from different sources with different resolutions; a remotely sensed data access engine design based on ATL technique is discussed to process the network transfers and access of remotely sensed data. All these techniques have been adopted in a prototype of digital China named “ChinaStar”.     

土流失强度遥感快速调查方法

地表植被的覆盖状况与水土流失强度等级之间有十分密切的相关关系，本文通过深入分析卫星数据的植被指数特性和规律，提出了根据植被指数确定水土流失的强度等级和分布范围的有效方法，通过在浙江新昌回山地区的试验，取得了很好的效果．     

利用先验知识的空时自适应检测方法

针对雷达空时自适应检测中非均匀杂波造成可用均匀训练样本数少的问题,研究了在自适应检测器设计过程中融合先验知识的方法．自适应检测器中的协方差矩阵通常由多个独立同高斯分布向量估计得到,由于这些向量的外积之和服从Wishart分布,所以假定Wald检测器中的协方差矩阵是随机的且服从逆Wishart先验分布,该分布的参数矩阵可根据雷达探测环境的先验知识获得．基于上述假定推导出融合先验知识的Wald准则检测器,不仅利用了训练样本中的信息,还充分利用了探测环境先验信息．仿真实验表明,小样本情况下利用先验知识的Wald检测器的检测性能优于传统的检测器．     

逐日作物需水量预测数学模型研究

根据理论探讨以及对河北与广西旱作物和水稻灌溉试验实测成果的分析，提出了预测逐日参照需水量的方法与模型，探究作物正常供水和水分胁迫条件下需水量、作物系数及士壤水分胁迫修正系数的变化规律，提出了计算作物系数与土壤水分胁迫系数的数学模型；据此，提出了预测逐日作物需水量的方法与模型，并介绍应用实例．理论分析与实际应用的结果表明，所提的方法与模型理论严密、精度较高．     

多源遥感影像数据融合方法在地学中的应用

应用遥感影像数据融合理论,研究了光学遥感、热红外遥感、微波遥感卫星在地质学中的应用, 论述了不同类型的遥感数据及其他地学数据在不同层次上的同一传感器多波段数据融合、不同SAR图 像数据融合、HIS变换、遥感影像与地球物理、地质和航磁等数据的融合。结果表明,数据融合技术在突 出地质特征信息方面具有能突出线性构造、断裂构造、地形地貌的优势。     

高分辨率遥感影像并行处理数据分配策略研究

在高分辨率遥感影像信息提取过程中,为提高信息提取的精度,采用基于特征基元的尺度分割方法;为提高信息提取的速度,采用并行计算机制实现遥感影像的信息提取.在采用并行计算实现遥感影像特征提取过程中,提出非均匀数据分配策略,并对其进行基于MPI的实现及效率的分析.结果表明,非均匀的遥感数据划分策略在针对特定图像的并行处理时能够得到比常规均匀划分策略更高的效率.     

黑河流域上中下游潜在蒸散发变化及其影响因素的差异

通过黑河流域及其周边气象站点的气象数据,对比分析了1958~2005年黑河流域上中下游潜在蒸散发变化的不同趋势及气象因子的不同影响.黑河流域上游山区潜在蒸散发具有弱增大的趋势,主要表现为辐射项的增大;中下游绿洲潜在蒸散发具有显著下降的趋势,主要表现在空气动力学项的减小.通过相关性分析发现,太阳辐射和平均气温是辐射项的主要因素,而风速和相对湿度是空气动力学项的主要因素.气温升高对上游山区潜在蒸散发的增大具有显著影响,而风速下降对中下游绿洲潜在蒸散发的影响非常显著.     

绿色屋面对雨水径流控制效果及影响因素

为了评估杭州地区绿色屋面对雨水径流的控制效果,提出基于实测数据进行对比分析和统计分析的方法.建立7个绿色屋面装置和1个非绿色屋面装置,一年内连续监测降雨、屋面的径流流量特征以及屋面的水分蒸腾量（2016年2月-2017年3月）.根据土壤水分蒸腾速率的变化规律,分段进行绿色屋面截留率的多元回归分析.结果表明：相比于非绿色屋面,绿色屋面能够有效减少屋面径流量,截留率均值高达53%~62%,径流峰值平均削减50%,延迟8 min.绿色屋面的截留效果不仅受屋面坡度、基质和是否栽种植物的影响,还与降雨深度、前期干燥天数（ADWP）显著相关.分段回归分析大大提高了回归模型的预测精度.