地理信息系统与地下水资源评价模型集成应用研究

以常州市区与武进市地区为研究区域，在对该地区孔隙地下水分布特征、水文地质条件等方面进行调查分析的基础上，构建了常武地区地下水资源评价研究的概念模型，在此基础上构建了第Ⅰ与第Ⅱ承压水流的数学模型，并将地下水资源评价模型与地理信息系统(GIS)进行有机集成，充分利用GIS的空间分析功能及其可视化表达能力，研究地下水资源评价过程中含水层空间与模拟时间的可视化离散、计算参数的可视化赋值、模型的可视化拟合及其评价结果可视化表达的方法，基本实现了地下水资源评价过程的可视化。为常州、武进地区地下水资源的科学管理提供了空间辅助决策支持。     

基于系统动力学的地下水资源承载力仿真研究

研究地下水资源承载率准确预测问题,关于地下水资源承载力是对区域地下水开发利用状况的一种定量描述.地下水资源承载力研究很重要.采用定性和定量相结合的方法,建立地下水资源承载力系统动力学模型.以陕西省为例进行仿真,预测2011-2025年陕西省不同发展策略下各指标数值.在此基础上,采用综合评价方法计算不同策略下地下水资源承载力的数值,最终得出承载状态.仿真结果表明:地下水资源承载力系统动力学模型能够动态仿真和调控地下水资源承载力.研究结果可为陕西省地下水开发利用规划的制定提供一定的理论依据.     

运用NOAA AVHRR和Landsat TM数据估算多年水稻种植面积

介绍了综合运用NOAA AVHRR和Landsat TM数据进行多年水稻种植面积监测的一种方法,以湖北省为例,首先运用Landsat TM数据计算了该省1992年的水稻种植面积;接着运用1992年和1994年的NOAA AVHRR数据分别计算这两年的水稻像元数,以这两年水稻像元数的变化来反映水稻种植面积的变化;最后运用线性模型,估算1994年的水稻种植面积。所得的1994年水稻种植面积与湖北省农调队资料相比精度为84.5%。运用同样的方法估算1995年该省的水稻种植面积,精度达90%以上。     

海南岛水资源可利用量估算

水资源可利用量的分析计算是水资源评价工作中一项重要的内容,对分析开发利用水资源潜力和研究其承载能力具有实际意义,然而水资源可利用量计算是区域水资源评价的难点。将海南岛划分为6个水资源四级分区,采用最新的海南岛水资源资料,分别采用正算法、倒算法和综合法计算海南岛地表水资源可利用量。从地表水资源量、地下水资源量、地表水资源可利用量、地下水可采量等方面估算海南岛水资源可利用总量,同时分析海南岛水资源开发利用的程度和潜力。     

GNSS几何性能仿真分析

卫星的可见性和几何性能制约着导航定位精度以及定位可用性等.在分析卫星可见性和PDOP理论基础上,为提高导航定位精度,以北京地区为例,使用基于星座轨道模型方向余弦的计算方法,研究分析了三系统的卫星可见性随截止高度角的变化关系,对GDOP值的变化进行仿真试验.同时对在低纬度地区、中纬度地区以及高纬度地区的GDOP值变化做了对比分析.试验结果表明,Galileo系统的卫星满足定位要求,GPS和GLONASS(不包括增强系统)缺少稳定性;在低纬度区域,Galileo几何性能优于GPS,GPS优于GLONASS;在高纬度地区GLONASS具有最优的几何性能,GPS次之,而Galileo则极不稳定.     

中国区域大气加权平均温度的多因子精化模型

大气加权平均温度(T_m)是全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)反演大气可降水量(precipitable water vapor, PWV)的重要参数。文章通过中国区域的2015—2017年探空站资料，构建了顾及温度、水汽压、经纬度、高度和周期等多因子影响的T_m模型(T_m-C模型),并通过2018年的探空站资料加以检验。结果表明，T_m-C模型比Bevis模型、中国区域精化后的Bevis模型(T_m-B模型)和GPT3模型年均RMS值分别减小了30.4%、17.9%和25.4%。为进一步提高T_m-C模型的精度，基于中国地理分区的差异，分别建立了北方地区、南方地区、西北地区和青藏地区的区域T_m模型，4个地区年均RMS值对比T_m-C模型平均精度提升了19.9%。将T_m-C模型应用于GNSS水汽计算，其理论RMS值误差和相对误差分别为0....     

面向CFD的交互式并行化系统Paractive

该文介绍了面向计算流体力学(CFD)的交互式并行化系统Paractive以及Paractive系统实现时所采用的关键技术。该文根据CFD程序及其并行化的特点提出了CFD程序并行化的区域计算模型以及区域相关的概念。区域计算模型将CFD程序看成区域操作的有序组合,区域相关则以区域操作为基本单位,区域操作本身所具有的对大块数据进行整体操作的特点,使得区域计算模型和区域相关非常适合开发CFD程序中蕴含的数据并行性。另外,该文还介绍了基于程序对象树的增量分析技术以及CFD程序并行化的静态性能预测技术,并在最后给出了使用Paractive并行化CFD实际算例的测试数据。     

地下水空间特征自动化提取方法研究

本文在地下水水位栅格数据模型的基础上,根据地下水汇流方向、地下水降落漏斗以及地下分水岭的水文地质学含义,首先结合栅格数据的特点建立它们的数学模型,然后运用种子算法、数学形态学方法设计了自动化提取算法,并对所提取的结果进行了可视化表达。最后以苏锡常地区为例,通过对提取结果的分析,提出了该地区地下水开采应注意的一些问题。该方法有助于更好地认识地下水时空变化规律,为地下水资源管理提供辅助决策支持,同时也是数字化地下水研究的有益探索。     

词计算和语言动力学系统的计算理论框架

词计算(Computing with Words,简写为CM)是以词或术语(linguistic terms)为对象,而不是以数值为对象的计算方法;而语言动力学系统(Linguistic Dynamic Systems,简写为LDS)就是以词计算为基础,对问题进行动态描述,分析,综合,进而设计,控制和评估的系统本文通过融合几个不同领域的概念和方法,提出基于词计算的语言动力学系统的计算理论框架.这个框架中的主要概念和方法来源于以下四个方面:1)Kosko关于模糊集的几何表示2)Hsu针对非线性动力学系统的计算所提出的胞映射和分析方法;3)数论数值方法中的最佳格点集和均匀格点集;4)最优控制理论中的动态规划算法.根据这个计算理论框架,我们可以利用常规或传统数值动力学系统中已有的成熟概念和方法,对语言动力学系统进行动力学分析、设计、综合,以及控制和性能评估.本文所提出的理论对于模型、目标、控制和反馈主要是以词或文字术语为基础的系统的建模和分析具有重要的应用前景.     

多源遥感驱动的SRM模型在缺资料地区的研究及应用

以MODIS雪盖、风云静止卫星降水、GLDAS气温等多源数据,作为传统SRM模型的输入参数,构建多源遥感驱动的SRM融雪径流模型,并在缺资料地区——青藏高原的年楚河流域进行融雪过程的径流模拟。研究表明融雪后期的瞬时降雪很大程度上影响了插值后积雪覆盖率的精度,在插值的时候考虑降水和气温,排除瞬时积雪干扰,改进线性插值获得每天的积雪覆盖率,可以提高模型模拟精度;遥感驱动的SRM模型在缺资料地区年楚河适用性较好,Nash-Sutcliffe系数(NSE)达到0.681,体积差(Dv)为-0.17%,均方根误差(RMSE)为9.678,模型模拟的精度较高。研究结果可为高寒地区生态水文模型研究提供重要参考,同时可为SRM模型在其他流域尤其是缺资料地区融雪径流计算中的应用提供有效支撑。     

Delineation of groundwater recharge sites using integrated remote sensing and GIS in Jammu district,India

With the increasing demands for water due to increasing population, urbanization and agricultural expansion, groundwater resources are gaining much attention, particularly in the Kandi region of Jammu district, which faces acute shortages of drinking water throughout the year. Groundwater development programmes need a large volume of data from various sources. This study used integrated remote sensing and geographic information system (GIS) techniques to provide an appropriate platform for convergent analysis of multidisciplinary data and decision making for artificial recharge to groundwater. Thematic maps were constructed using merged Linear Imaging Self Scanner (LISS)‐III and Panchromatic (PAN) remote sensing data and aquifer parameter thematic layers were prepared from conventional field data. The thematic layers of the aquifer parameters were integrated and a map showing the potential zones for artificial recharge to groundwater was generated. By superimposing the drainage network map over this artificial recharge zone map, and also considering the terrain conditions for artificial recharge, suitable sites for replenishing groundwater in the study area were identified.     

Water balance study and conjunctive water use planning in an irrigation canal command area: A remote sensing perspective

Water budgeting of the D-36 and D-36 A distributaries confined between Pedda Vagu, Korutla Vagu and Kakatiya main canal of the Sri RamSagar Project (SRSP) Command area was conducted using remote sensing derived crop areas, land cover information, irrigation tank inventory and source-wise distribution of irrigated areas, together with conventional meteorological, canal flows and well inventory data. A semi-empirical water balance model was developed and validated using remote sensing derived objective information of the command area and the validated model used for predicting the groundwater table under normal rainfall conditions. Recharge and water balance in the study area indicated that the net recharge to the aquifer is negative to the tune of 2.54 Mm³ resulting in a fall of the groundwater table by 0.79 m during 1992-93. However, normalized groundwater recharge and water balance estimates indicate an impending waterlogging problem with an annual groundwater table rise of 0.35 m. In view of existing water management practices, a conjunctive water use plan of rotational operation of aquifers and canals is suggested.     

卫星遥感计划精度的定量分析方法研究

从分析影响卫星遥感计划精度的相关因子入手，应用GIS分析方法研究建立了卫星遥感计划精度分析模型，并利用实验区域数据对分析模型进行了应用验证，应用结果表明该模型可应用于卫星遥感计划精度的定量分析。     

基于多源遥感数据融合的土壤水分反演研究

土壤含水量作为地表的重要参量之一,对地球能量循环、水循环、碳循环及生态环境都有十分重要的意义。以南京市金川河流域为研究区,融合哨兵 2 号 L2A 数据和 Landsat 8 遥感数据 2 种数据源,分别采用偏最小二乘法(PLSR)、最小二乘-支持向量机(LS-SVM)、反向传播神经网络(BPNN)和随机森林(RF)4 种建模方法,建立遥感数据与土壤含水量之间的关系,并进行模型的验证与评价。结果表明：1)土壤含水量与哨兵 2 号和 Landsat 8 各波段反射率均呈负相关关系,和海岸带监测波段(波长为 430~450 nm)和近红外波段(波长为 2 100~2 300 nm)相关性最佳;2)融合后的遥感数据相较于单一遥感数据源,预测土壤含水量的能力更佳, 最优模型 R2 达 0.996,均方根误差仅为 0.003 g/g;3)4 种建模方法中,建模效果从好到差依次为 PLSR,RF, LS-SVM,BPNN。融合哨兵 2 号 L2A 和 Landsat 8 数据,结合 PLSR 建模方法可进行土壤含水量的精准反演, 相较于现有研究反演精度大大提升,对研究该地区地表与地下水循环和生态环境治理有一定参考价值。     

CropStraw Fire Remote Sensing Monitoring and Its Algorithm Implementation

in order to obtain the information and achieve the effective control of crop straw fire spatial distribution in Central China Region.The MODIS L1B remote sensing datasets during 2014 for the main data source in this article,and combined with land use data,the farmland of Central China Region was taken as study region.Based on the enhanced contextual fire remote sensing detection algorithm,and make full use of the theoretical knowledge of quantitative remote sensing and Geospatial Data Abstraction Library (GDAL)and other technical means,to achieve the crop straw fire recognition in Central China Region.Using Ministry of Environmental Protection of the People’s Republic of China release the daily newspaper of crop straw fire in China and the standard fire products (MYD14)of MODIS for the comparative analysis of the quantitative and spatial.The results indicate that the algorithmof this paper can achieve crop straw fire remote sensing monitoring of this study region effectively,and the parameters can be adjusted in real time based on the characteristic of the study region,and improve the automation and working efficiency of crop straw fire monitoring.     

Satellite remote sensing of groundwater: Quantitative modelling and uncertainty reduction using 6S atmospheric simulations

Remote sensing has been successfully used in the exploration of natural resources such as groundwater. Satellite data with different spatial, spectral and temporal characteristics have been evaluated for their potential use in groundwater detection in arid and semi-arid regions. However, distortions and noises caused by the presence of the atmosphere in the radiometric wave transmission become serious impediments for quantitative analysis and measurement work. In the present study, oasis and desert ecotone (ODE), a nonlinear ecological transitional belt, in Qira, Xinjiang Uyghur Autonomous Region of China was selected for this research. The ODE boundary was defined on the basis of widely collected information from the study area, including environmental, sociological and economic data. A model of groundwater level distribution using remote sensing (GLDRS), which empirically relates satellite sensor spectral radiance with groundwater level, is developed via in situ measurement and field examination of soil moisture and groundwater. Next, the second simulation of the satellite signal in the solar spectrum (6S), a code enabling simulations of radiative transfer process on the Sun-target-sensor path, is used to reduce uncertainties in the calculation of groundwater level. Then, groundwater level is evaluated using 6S atmospheric corrected and uncorrected Landsat-7 Enhanced Thematic Mapper (ETM)+ images respectively along with isochronous meteorological information. Greater correspondence between field examined and satellite monitoring data is obtained from 6S atmospheric corrected image (correlation coefficient is 0.94) than from the uncorrected image (correlation coefficient is 0.83).     

遥感水分收支对区域水资源估算潜能

为获得遥感水分收支对区域水资源估算潜力，利用遥感降水与蒸散发数据，通过研究中国十大水资源一级区及省区尺度上遥感水分收支平衡(降水与实际蒸散发差值)与水利统计水资源量间的关系，发现遥感降水蒸散差折合水资源量与基于统计数据的水资源量间具有较强正相关性，但总体偏低且存在区域差异，其中海河区低估最为显著，其次为淮河区、西南诸河区，西北诸河区则存在较大高估。对于地下水需求较大的区域，如海河区，地下水开采量没有被考虑作为遥感水资源量来源是造成遥感水资源量低估的主要原因。遥感降水低估、蒸散发高估也导致遥感水分收支平衡折合水资源量低于基于统计数据的水资源量。水资源时间变化趋势显示，中国水资源量总体呈增加趋势，但作为粮食主产区及人口密集区的华北地区，水资源形势严峻，呈显著减少趋势，将对经济发展及人们生活产生重大影响。     

基于深度学习算法的卫星影像变化监测

遥感影像的变化检测是遥感应用研究的热点之一,在城市变化、环境监测、土地利用以及基础地理数据库更新等领域中有着广泛的应用.变化检测是从不同时期的遥感数据中定量分析和确定地表变化的特征和过程,具体工作是对同一地区不同时相的两幅或多幅图像进行分析,检测出其中的变化部分与未变化部分.本文提出了基于堆栈降噪自动编码器网络的变化检测方法,将应用于SAR (Synthetic Aperture Radar,合成孔径雷达)卫星图像变化检测的深度学习算法改进,使之适用于高分光学卫星图像,然后在孪生网络的结构上进行改进,提出了基于分支卷积神经网络的变化检测方法,最后设计算法去除了阴影干扰和噪声等伪变化,并在高分二号卫星中宁夏地区的实际生产数据影像上进行了测试,取得了不错的效果.     

黑河中游试验区不同分辨率LAI数据处理、分析和尺度转换

008年开展的黑河综合遥感联合试验获取了大量野外实测叶面积指数(LAI)数据以及遥感LAI产品。在利用LAI地面点观测数据对遥感影像进行验证或者不同分辨率遥感产品相互比较的过程中存在由于地表异质性引起的尺度效应,导致无法直接进行验证、比较,需要进行尺度转换。以基于泰勒级数展开的尺度转换模型为基础,研究不同源LAI之间的尺度转换方法。包括两部分内容：① 以高分辨率影像为辅助数据将地面实测点尺度的LAI转换到中、低分辨率遥感像元尺度;② 利用高分辨率影像作为亚像元信息对低分辨率LAI产品进行尺度纠正。结果表明,利用泰勒级数展开模型进行尺度转换是一种简单可行的方法,经尺度转换的地面实测点尺度LAI可用作像元尺度数据比较验证的参考。     

基于GDAL框架的多源遥感数据的解析

针对图像软件系统工程项目中涉及的多源遥感数据的预处理问题,研究了当前几种典型卫星数据的不同存储格式,提出了对各种遥感数据进行解析的方法.通过对地理空间数据抽象库( GDAL)原有功能进行完善和扩展,并重新编辑发布动态链接库( DLL)版本,设计了多源遥感数据在GDAL框架体系下的统一解析模式,实现了遥感数据解析结果存储为项目中通用的统一数据格式(如Tiff格式),为后续的遥感数据处理和定量遥感数据产品的生产提供数据基础和技术支持.