河道演变的遥感分析研究——以北江下游为例

以近30 a来共7个时相的MSS、TM遥感影像和相关地区的1︰5万地形图作为数据源，在建立遥感识别标志和影像特征的基础上 ，对北江下游河岸变迁、洲滩和河道演变进行了分析研究。结果表明，在1975~2002年间，北江下游河道具有明显演变过程，岸、滩 冲淤变化明显，部分地区发生淤积。在获取河道横向演变特性的基础上，对比该时段内北江下游河道纵向演变情况得出： 河道的纵 向变形影响横向变形，总体变化两者成反比关系，河势向着稳定的趋势发展。     

小浪底水库运用前后黄河下游河道时空变化分析

黄河小浪底水利工程投入运用后对黄河下游河道的影响程度如何是黄河治理者非常关心的问题。基于多期Landsat TM/ETM等卫星影像数据,解译提取了1985、1990、1995、2000、2005、2010、2015年等小浪底水库运用前后7个年份的黄河下游河道水域数据,通过空间叠置分析、列表对比,揭示黄河下游河道的时空变化特征。结果显示,小浪底水库运用前,黄河下游河道宽,水域变化大,1985—2000年的15年间面积变化546.979 km2;小浪底水库运用后,黄河下游河道变窄,水域变化小,2000—2015年的15年间面积变化46.759 km2。说明小浪底水库投入使用后,有效控制了黄河下游的流量和流沙,对稳定黄河下游河道起到了作用。     

黄淮洪泛作用控制因素及对京九铁路威胁的遥感分析

据遥感影像揭示,除气象因素外,黄河与淮河洪泛形成主要受近代和现代活动构造控制。据分析,黄河下游现行河道存在一定程度隐患,部分河道稳定性较差,淮河中上游地区是现代沉降区,洪水壅滞难泻,对京九铁路及黄淮下游人民生命财产构成威胁     

基于面向对象的河道信息提取及其季节性变化分析

准确提取河道变化信息可以为堤坝等防洪减灾设施建设提供数据支持。该文采用主成分分析与小波变换相结合的方法,对黄河下游花园口段的ETM遥感影像进行融合增强处理,而后利用面向对象的方法提取河道信息。对冬季、春季、夏季与秋季4期遥感影像分别进行处理,并结合GIS空间分析功能,选取河道水面面积、平均河面宽、心洲面积及心洲数量4个指标对区域内河道进行季节性变化分析。研究结果表明,利用遥感方法结合GIS空间分析功能可以直观准确地监测黄河下游河道的空间格局变化。     

GIS支持的长江安徽段干流河道演变的遥感分析

长江是我国的黄金水道,对长江安徽段河道演变的研究将有助于岸线资源的开发利用、河势变化分析及河道整治。本文运用RS与GIS方法对四期遥感TM影像图,采用目视解译和微机图像处理相结合的方法,分析研究了1980年以来长江干流安徽段河道的时空变化特征和规律。研究表明1980年以来长江干流安徽全河段总体河势保持相对稳定,未发生长河段的主流线大幅度摆动现象,但局部河段的河势仍不断调整,有的河段河势变化还相当剧烈。1980～2000年长江河道多处表现为泥沙的淤积作用,在分汊型河道边缘滩州和江心洲淤长作用明显,2000～2008年河道表现出明显的冲刷状态,主要原因在于上游来沙量的减少和下游的岸滩防护工作有效开展。2000～2008年,河流上段内滩洲冲刷速率大于下段。     

基于高分辨率遥感影像的荆江河段南部洪道崩岸监测——以戥盘洲弯道为例

为研究长江支流崩岸情况,本文以荆江河段南部松滋河戥盘洲弯道及江心洲为例,利用高分辨率遥感影像数据,采用定量描述的方法,对其2013—2022年崩岸情况进行监测。监测结果表明,河道和江心洲都存在不同程度的崩岸,其中监测点南部河道宽度由2013年4月的203.11 m扩宽至2022年11月的287.94 m,平均每年扩宽8.5 m,每月扩宽0.74 m。5个监测点在监测期内都有不同程度的崩岸,崩岸程度最严重的监测点至河道岸边的距离从2013年4月的122.56 m缩短至2022年11月的60.13 m,平均每月缩短达0.54 m。因此,利用高分辨率遥感影像开展崩岸监测是一种非常有效的监测手段,是常规监测的有益补充;建议在开展长江主干流崩岸监测和修建防护工程的同时,应加强对长江支流河道崩岸的监测和河道防护。     

宽河道线性基元无人机遥感影像镶嵌配准方法

无人机遥感影像由于数量多、单张覆盖空间范围小、几何变形大以及河道内缺少配准控制点等特点,传统的基于特征点的影像镶嵌配准方法在宽河道无人机遥感影像镶嵌配准应用中受到限制.论文根据河道内线性地物丰富的特点,提出基于线性特征的无人机遥感影像镶嵌配准方法.该方法以线性地物边缘直线段为配准基元,通过MIHT算法估算待配准影像与基准影像的变换模型参数.试验结果表明,该方法很好地满足了宽河道无人机遥感影像镶嵌配准的要求,为沿河地质灾害调查提供了影像质量保证.     

大坝极限位移和扬压力计算与实测数据对比分析

水库大坝一旦发生事故会对整个库区和下游造成不可估量的损失,大坝安全问题一直是研究和关注的焦点。以某混凝土重力坝为研究背景,利用极限平衡法及有限元法对大坝变形进行理论计算及数值模拟,分析了大坝极限水平位移与极限扬压力;通过对大坝实测扬压力和水平位移监测的数据分析表明,各监测数据未超过数值模拟结果,模型的选择与数值分析的结果都有一定的可靠性,可作为大坝技术人员分析大坝稳定情况的参考。     

黄河下游河道地貌分形分维特征研究

黄河下游河道地貌特征是影响河流水动力地质作用和悬河稳定性的主要因素之一,本文首次采用遥感与GIS相结合的方法对黄河下游河道地貌进行了定量的分形分维研究。研究结果表明:①度量尺度由0.1km增大至100km,河床的分形弯曲度随由1.54减小为1.11,且不同河段的分形弯曲度不同;②河床浅滩数量与大小呈单对数线性相关关系,但是由1986年至2000年表现出规律性变化;③悬河的稳定性随不同河段河床分维值D值的增大而降低。     

丹江口的围堰定点工作

丹江口第一期围堰工作,在汉江右岸。围堰范围,以坝轴中心线为准,向上、下游及河流中央伸延,成一梯形,纵向长为6—7百公尺,横向长为3—4百公尺。     

正倒垂法变形监测的原理与数据分析

大坝变形监测是一项精度非常高的工作,正倒垂作为一种十分常用的监测方法,在大坝的变形监测中发挥着巨大的作用。首先介绍了正倒垂法变形监测的原理与方法,通过采集隔河岩大坝四个测点的正倒垂观测数据,重点探讨和分析了大坝水平位移与环境量之间的关系及其变化规律,并由此得出一些相关结论,最后提出了正倒垂的一些改进措施。     

随机森林回归模型的悬浮泥沙浓度遥感估算

三峡工程蓄水以来,清水下泄,坝下游河段发生了长时间、长距离的沿程冲刷,河流悬浮泥沙浓度发生改变,给沿岸生态系统带来了不利影响。随机森林算法灵活、稳健,已被广泛应用于各类生态环境变量的回归预测分析,但其在水体悬浮泥沙浓度估算方面的能力尚未得到充分认识。基于泥沙站点监测数据和MODIS卫星遥感反射率数据,通过构建随机森林非参数回归预测模型,对三峡工程坝下游宜昌至城陵矶河段在建坝前后14年间(2002年—2015年)各月的悬浮泥沙浓度进行遥感估算。研究表明:(1)基于随机森林的悬浮泥沙浓度估算模型表现较好,模型预测值与实测值间相关性好、预测精度高,优于其他模型(线性回归、支持向量机、人工神经网络模型)。(2)在参与模型构建的MODIS波段变量中,红波段被认为是最重要的预测变量,但不能单独使用它进行预测,悬浮泥沙遥感预测需要多变量共同参与。(3)将悬浮泥沙数据按季节分类所构建的随机森林模型,其平均误差为0.46 mg/L,平均相对均方根误差为12.33%,估算效果最优,能够满足较高精度下悬浮泥沙浓度估算的需求。综上,可以考虑以季节为划分依据,用随机森林回归模型估算悬浮泥沙浓度,并用于后期坝下游河道悬浮泥沙浓度时空反演。     

大坝工作基点实测数据结构分析及变形监测点的建立

大坝位移监测是水电行业的一个重要领域,它关系到大坝安全和生产。笔者通过对赣南某水利枢纽工程大坝位移工作基点和水准基点的实测数据结构分析及变形监测点的建立;提出了大坝位移工作基点使用TCA1800全站仪进行监测的方法;并对"观测方法改变后,采用TCA1800全站仪测量的数据与之前采用T3经纬仪测量数据基本一致,但经过平差处理后,所得最终成果相差较大"现象进行研究;达到了全站仪进行监测的效果;解决了大坝位移监测工作基点和水准基点的实测数据结构分析及变形监测点建立的相关问题。     

基于灰色聚类法和灰色关联分析的大坝安全评价

大坝安全评价是一项复杂的综合评价,针对大坝安全评价中存在信息不完全确定的特点,将灰色系统理论中的灰色聚类法和灰色关联分析法应用到大坝安全评价中。以大坝基础工程部位的安全状况作为评价对象,建立评价指标和评价标准体系。通过实例计算与分析表明,两种方法在安全评价结果方面表现出了良好的一致性,且评价结果与实际情况相符,将两种方法用于大坝安全评价是可行和有效的。     

隔河岩大坝GPS形变监测数据分析

针对隔河岩大坝外观变形GPS自动化监测系统提供的数据资料，用逐步回归分析法进行数据分析，研究了大坝短期和长期的形变规律。     

TCA测量机器人在大坝变形监测中的应用

近年来我国在西南地区,规划建设了许多大型的水利枢纽工程,但如何确保这些水利设施的安全运营,成了目前研究的热门课题。大坝变形监测是大坝安全监测系统的一个主要项目。本文以紫坪铺大坝变形监测系统为例,详细介绍了LEICA测量机器人自动观测系统的方案设计以及质量评价,以期能够对其他类似工程提供一点经验借鉴。     

Impact of the Atatürk Dam Lake on Agro-Meteorological Aspects of the Southeastern Anatolia Region,Turkey

In this study, the spatial and temporal impacts of the Atatürk Dam on agro-meteorological aspects of the Southeastern Anatolia region have been investigated. Change detection and environmental impacts due to water-reserve changes in Atatürk Dam Lake have been determined and evaluated using multi-temporal Landsat satellite imageries and meteorological datasets within a period of 1984–2011. These time series have been evaluated for three time periods. Dam construction period constitutes the first part of the study. Land cover/use changes especially on agricultural fields under the Atatürk Dam Lake and its vicinity have been identified between the periods of 1984–1992. The second period comprises the 10-year period after the completion of filling up the reservoir in 1992. At this period, Landsat and meteorological time-series analyses are examined to assess the impact of the Atatürk Dam Lake on selected irrigated agricultural areas. For the last 9-year period from 2002 to 2011, the relationships between seasonal water-reserve changes and irrigated plains under changing climatic factors primarily driving vegetation activity (monthly, seasonal, and annual fluctuations of rainfall rate, air temperature, humidity) on the watershed have been investigated using a 30-year meteorological time series. The results showed that approximately 368 km² of agricultural fields have been affected because of inundation due to the Atatürk Dam Lake. However, irrigated agricultural fields have been increased by 56.3% of the total area (1552 of 2756 km²) on Harran Plain within the period of 1984–2011.     

Dam deformation analysis based on BPNN merging models

Hydropower has made a significant contribution to the economic development of Vietnam, thus it is important to monitor the safety of hydropower dams for the good of the country and the people. In this paper, dam horizontal displacement is analyzed and then forecasted using three methods: the multi-regression model, the seasonal integrated auto-regressive moving average (SARIMA) model and the back-propagation neural network (BPNN) merging models. The monitoring data of the Hoa Binh Dam in Vietnam, including horizontal displacement, time, reservoir water level, and air temperature, are used for the experiments. The results indicate that all of these three methods can approximately describe the trend of dam deformation despite their different forecast accuracies. Hence, their short-term forecasts can provide valuable references for the dam safety.     

葛洲坝垂直位移自动监测系统

本文介绍了葛洲坝垂直位移遥控监测系统的工作原理、结构、电路设计特点及实际使用效果。几年的实测结果证明了此系统量测精度高、稳定性好、自动化程度高，实现了联机实时自动监测大坝垂直位移的目标。     

利用交叉小波技术分析三峡水库蓄排水过程对库区降雨量的影响

三峡大坝蓄水过程对邻近区域气候的影响一直是国内外学术界广泛关注的热点问题。三峡大坝从2003年投入使用至今，水位从66 m上升至175 m，经历了3个蓄水阶段，为观测水库水位与库区降雨量相关性提供了极佳的窗口期。为了精准分辨两者在多周期多尺度的相互影响，基于三峡库区的4个国家气象观测站的历史逐日降雨数据和三峡蓄排水过程水位变化数据，进行交叉小波分析，提取能量谱、凝聚谱和相位谱，展现两类数据时频域多尺度的相关细节。结果表明，三峡大坝蓄排水过程对库区降雨有影响，第一期蓄水期最明显，表现为库区降雨年周期性相对减弱，高频模式增强；历史数据表明库区降雨主要表现为1.0 a主周期和2.0 a、4.0 a等多个次长周期；三期蓄水之后，库区降雨量的1.0 a主周期没有改变，而多个次长周期特征变化明显。交叉小波相位谱揭示水库蓄排水过程对库区降雨的人工调节和自然调节影响，前者表现为水位变化与降雨1.0 a主周期的完全反相，明显不同于蓄水之前的同相特征；后者表现为高频分量（1/128~1/32 a）的反相特征，其规模效应随大坝建成而增强。值得关注的现象是巴东站与荆州站的降雨存在3.5 a次长周期的反相特征，可能是大坝蓄水后改变了水循环的范围。