Progress in Studies of the Precipitation Diurnal Variation over Contiguous China

This paper summarizes the recent progress in studies of the diurnal variation of precipitation over con- tiguous China. The main results are as follows. （1） The rainfall diurnal variation over contiguous China presents distinct regional features. In summer, precipitation peaks in the late afternoon over the south- ern inland China and northeastern China, while it peaks around midnight over southwestern China. In the upper and middle reaches of Yangtze River valley, precipitation occurs mostly in the early morning. Summer precipitation over the central eastern China （most regions of the Tibetan Plateau） has two diurnal peaks, i.e., one in the early morning （midnight） and the other in the late afternoon. （2） The rainfall diurnal variation experiences obvious seasonal and sub-seasonal evolutions. In cold seasons, the regional contrast of rainfall diurnal peaks decreases, with an early morning maximum over most of the southern China. Over the central eastern China, diurnal monsoon rainfall shows sub-seasonal variations with the movement of summer monsoon systems. The rainfall peak mainly occurs in the early morning （late afternoon） during the active （break） monsoon period. （3） Cloud properties and occurrence time of rainfall diurnal peaks are different for long- and short-duration rainfall events. Long-duration rainfall events are dominated by strat- iform precipitation, with the maximum surface rain rate and the highest profile occurring in the late night to early morning, while short-duration rainfall events are more related to convective precipitation, with the maximum surface rain rate and the highest profile occurring between the late afternoon and early night. （4） The rainfall diurnal variation is influenced by multi-scale mountain-valley and land-sea breezes as well as large-scale atmospheric circulation, and involves complicated formation and evolution of cloud and rainfall systems. The diurnal cycle of winds in the lower troposphere also contributes to the regional differences     

Surface rainfall and cloud budgets associated with mei-yu torrential rainfall over eastern China during June 2011

Surface rainfall and cloud budgets associated with three heavy rainfall events that occurred over eastern China during the mei-yu season in June 2011 were analyzed using 2D cumulus ensemble model simulation data.Model domain mean rainfall showed three peaks in response to three prescribed ascending motion maxima,primarily through the mean moisture convergence during the torrential rainfall period.Prescribed ascending motion throughout the troposphere produced strong convective rainfall during the first （9 June） and third （17-18 June） rainfall events,whereas strong prescribed ascending motion in the mid and upper troposphere and weak subsidence near the surface generated equally important stratiform and convective rainfall during the second rainfall event （14 June）.The analysis of surface rainfall budgets reveals that convective rainfall was associated with atmospheric drying during the first event and moisture convergence during the third event.Both stratiform and convective rainfall responded primarily to moisture convergence during the second event.An analysis of grid data shows that the first and third mean rainfall maxima had smaller horizontal scales of the precipitation system than the second.     

利用稀少卫星影像控制点生产1:10 000 DOM——以阿拉善盟测区为例

青藏铁路沿线地表受多年冻土的影响会产生抬升和沉降,形变监测对于其安全运行至关重要。本文采用41景C波段Sentinel-1A升轨数据,结合均匀网格划分子区域的方法,探测分布相对均匀的永久散射体,以作为SBAS InSAR技术的地面控制点,对青藏线羊八井站至乌玛塘站段铁路及其沿线地表进行形变监测。试验结果表明,该段铁路年形变速率范围为-8~2 mm/a,该区域形变受周围冻土的影响随季节呈周期性变化;SBAS InSAR技术和本文的PS-SBAS InSAR技术在同名点形变趋势与形变程度方面的对比结果保持一致性,进一步说明了本文方法的可靠性。     

基于TEA算法的地理信息数据安全保护技术及验证分析

地理信息数据是国家国防建设和国民经济发展的重要基础数据,随着数字化、信息化及云计算等技术的发展,地理信息数据的安全威胁日益严峻,本文面对移动平台上地理信息数据安全存储、高效传输和实时信息解密及处理等挑战,提出了一种基于TEA算法的地理信息数据安全保护技术,该技术采用循环迭代的移位和异或运算实现对地理信息数据的加密和解密,可以实现移动平台端地理信息数据的高安全加密存储和高性能实时解密处理,并采用该算法对SRTM数据进行处理和分析。试验结果表明,基于TEA算法的地理信息数据加密技术可以有效实现地理信息数据的加密及解密处理,满足移动系统对地形数据的高安全存储和高性能处理的要求。     

基于Stacked ConvLSTM的时间序列森林火烧迹地检测

确定森林火烧迹地的准确时间点以及空间范围对于森林的受损评价、管理、碳核算以及森林恢复的管理有重要意义。由于森林火烧迹地在空间分布上具有一定的连续性,现有的森林火烧迹地提取方法大都采用先分类再后处理的两步处理策略来抑制虚警像素的影响。本文提出将时空检测方法Stacked ConvLSTM用于时间序列森林火烧迹地的检测,在保持结果具有较好空间连续性的基础上避免了具有主观性的后处理操作,实现端到端提取森林火烧迹地信息,提升了森林火烧迹地的提取精度。采用MODIS时间序列数据,基于2001年—2008年以及2001年—2016年的黑龙江沾河林业局伊南河林场和内蒙古自治区毕拉河林业局北大河林场两个区域的历史时间序列,分别对这两个区域2009年以及2017年发生的特大火灾区域进行火烧迹地检测,利用Stacked ConvLSTM、Stacked LSTM以及bfast算法在两个区域的MODIS时间序列中提取森林火烧迹地,并将火烧迹地检测结果与ESA发布的Fire_CCI 5.1火烧迹地产品进行对比分析。结果表明：首先,从目视效果来看,在研究区域Ⅰ,Stacked ConvLSTM检测的结果比Stacked LSTM和bfast算法错误检测点少,并且在空间分布也保持较高连续性;在研究区域Ⅱ,Stacked ConvLSTM检测到了较完整的火烧迹地区域。其次,在定量的精度评价指标上,在研究区域Ⅰ,Stacked ConvLSTM的精确度比Stacked LSTM和bfast算法分别高出0.120和0.405,并且召回率、准确度和F1-score也更高,Fire_CCI 5.1召回率虽更高,由于错检区域较大,其他精度指标远低于Stacked ConvLSTM;在研究区域Ⅱ,Stacked ConvLSTM精确度达0.924,召回率、准确度和F1-score相比Stacked LSTM和bfast算法以及Fire_CCI 5.1更高。     

全球降水观测计划多卫星联合反演降水产品的极端降水监测潜力研究

基于全国自动站与CMORPH融合降水数据集,综合评估全球降水计划（GPM）下的IMERG与GSMaP的4套纯卫星降水数据,从极端降水指标、极端降水事件探测能力、对于不同历时的极端降水事件精度评估3个方面研究纯卫星降水产品监测极端降水的能力。依据极端降水的阈值将研究区分为3个区域进行研究,结果表明：（1）在RX1指标中,IMERG、GSMaP数据均在受季风影响的复杂地形区域呈现出明显的高估状态,在其余地区存在不同程度的低估现象;在R95pTOT指标中,卫星数据均表现较好,与地面参考数据具有较高的相关性。（2）在极端降水事件探测方面,4套纯卫星产品在东北地区的表现均优于其他区域;GSMaP表现优于IMERG数据,具有较低的误报率,但对极端降水的反演精度较低。（3）在不同历时的极端降水事件精度评估中,IMERG、GSMaP卫星降水产品在历时较长的极端降水事件中的表现较好,具有更高的精度;对于极端日降水事件,卫星降水产品在高雨强下的误差显著性十分明显,远远高于复杂地形对卫星降水反演精度的影响,导致卫星降水在复杂地形区域（Ⅲ区）的表现优于其他区域。总体上,IMERG产品在研究区对极端降水的监测能力优于GSMaP产品,其中又以IMERG_Late表现最佳;4套卫星降水产品均能表现出研究区的极端降水区域特征,但在研究区大部分区域呈现出低估状态,卫星降水产品对于雨强的误差订正仍是未来极端降水反演的重点与难点之一。     

降雨条件下北川斜坡破坏的数值模拟

本文采用FLAC的两相流模式和修正的Mohr—Coulomb模型,对北川地区震后土在降雨条件下的位移和速度矢量进行了数值模拟和分析,同时在室内进行了降雨条件下斜坡破坏的模型实验。分析结果表明：土体在沿坡面的最大水平位移发生在坡脚处,土体水平位移是衡量斜坡破坏的首要指标,可采用坡面特征点的位移突变作为斜坡破坏的判别标准;数值模拟得到的斜坡破坏与降雨历时关系与室内模型实验结果吻合较好。     

基于平面波解构滤波的速度无关动校正及速度分析方法

为了避免速度分析拾取速度参数引起的繁复费时、拾取参数不准确导致的校正效果不佳和传统动校正的拉伸畸变问题,利用速度无关动校正方法进行相关处理。通过数据解构获取局部同相轴斜率,解析斜率数据与速度的关系,由局部斜率可直接获得动校正所需时差参数,其信息足以进行动校正处理。通过模拟和实际数据进行的实验计算,证明此方法优于常规动校正处理效果。     

降雨对松散堆积体滑坡稳定性影响探讨——以贵州省沿河土家族自治县为例

降雨是引发滑坡灾害的主要原因之一。通过对沿河土家族自治县具代表性的四个松散堆积体滑坡的分析,认为最大降雨量与滑坡的稳定性系数、滑面倾角均成反比,而滑带土内摩擦角增加时,滑坡启动需要的降雨强度就越大,成正比。其认识与目前该类滑坡的监测数据变化特征总体相吻合。     

降雨入渗补给地下水数值模拟研究

针对在地下水资源评价中入渗补给量采用经验估算存在较大误差的问题,以神东矿区为例,在广泛调查矿区包气带岩性结构并结合野外取样、室内参数测定的基础上,采用数值模拟的方法建立包气带水分运移数值模拟模型,定量模拟矿区内不同地段降雨入渗强度,探讨影响降雨入渗强度的主要因素,计算得出研究区降雨入渗系数大致在0.18~0.27,分析认为影响降雨入渗强度的因素有降雨量、潜水埋深、包气带岩性等。其中在研究区广泛分布的风积沙对地下水资源起到了一定的保护作用。