Prediction of river water temperature: a comparison between a new family of hybrid models and statistical approaches

River water temperature is a key physical variable controlling several chemical, biological and ecological processes. Its reliable prediction is a main issue in many environmental applications, which however is hampered by data scarcity, when using data‐demanding deterministic models, and modelling limitations, when using simpler statistical models. In this work we test a suite of models belonging to air2stream family, which are characterized by a hybrid formulation that combines a physical derivation of the key equation with a stochastic calibration of parameters. The air2stream models rely solely on air temperature and streamflow, and are of similar complexity as standard statistical models. The performances of the different versions of air2stream in predicting river water temperature are compared with those of the most common statistical models typically used in the literature. To this aim, a dataset of 38 Swiss rivers is used, which includes rivers classified into four different categories according to their hydrological characteristics: low‐land natural rivers, lake outlets, snow‐fed rivers and regulated rivers. The results of the analysis provide practical indications regarding the type of model that is most suitable to simulate river water temperature across different time scales (from daily to seasonal) and for different hydrological regimes. A model intercomparison exercise suggests that the family of air2stream hybrid models generally outperforms statistical models, while cross‐validation conducted over a 30‐year period indicates that they can be suitably adopted for long‐term analyses. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

印度河上游Bagrot山谷降水稳定同位素变化及与水汽来源的关系

利用2015年8月至2016年7月在印度河上游流域Bagrot山谷降水稳定同位素（δ18O和δD）观测结果以及当地气象资料，利用同位素示踪及统计分析方法，并结合HYSPLIT模型，对研究区降水稳定同位素变化特征、大气水线以及水汽来源进行了分析。结果表明，观测期间Bagrot山谷降水稳定同位素的季节变化明显，δ18O与δD秋冬季偏低，春夏季偏高，且与气温变化一致，存在显著的温度效应，而降水量效应不明显。而且发现，研究区局地大气水线截距和斜率均低于全球的，反映了降水过程中云下二次蒸发作用较为强烈，特别是，不同的降水形态导致该研究区局地大气水线的斜率和截距不同。当液态降水（降雨）发生时，由于在较为干旱的气候环境下，雨滴在降落的过程中受到二次蒸发相对较强，使得局地大气水线的斜率和截距偏低；而当固态降水（降雪）发生时，由于温度较低，受再循环水汽和二次蒸发的影响较小，导致局地大气水线的斜率和截距均偏高。Bagrot山谷及其周边地区，从南到北局地大气水线的斜率相差不大，而其截距总体上随着纬度升高而降低，可能与云下二次蒸发导致稳定同位素发生的不平衡分馏逐渐强烈有关。通过Bagrot山谷站点降水稳定同位素观测结果并结合HYSPLIT模型的后向追踪，研究还发现，研究区全年主要受西风环流以及局地环流的影响。但与研究区以北的临近站点（慕士塔格、和田等）相比有所不同，由于Bagrot山谷位置更靠南，其仍然偶尔受到来自南方的海洋性水汽影响。这一研究结果可能对该地区树轮稳定同位素记录的解译具有一定的指示意义。     

平原地区机载激光雷达数据的抽稀算法分析

目前，机载激光雷达点云数据在测绘行业中的应用还存在较多的瓶颈。为了使机载激光雷达点云数据更好地服务等值线等数据的生产，发挥其高效和高精度的优势，本文归纳、总结了国内外现有的LiDAR点云数据抽稀算法，并通过对比分析现有LiDAR点云数据抽稀算法存在的优缺点，如系统抽稀、格网抽稀、TIN抽稀和坡度抽稀等算法，结合平原地区激光点云在实际生产中的应用，研究了更适合平原地区点云数据的抽稀方法，通过大量的数据测试和试生产。结果表明，该方法可以在应用项目精度约束下保证数据质量，减少了后期数据处理应用的难度，提升了后续成果数据的质量，提高了作业生产效率，对机载激光雷达点云数据在测绘行业中的应用推广具有重要的现实意义。     

磁浮交通试验线压力管道直线度的测量方法研究及应用

目前，国内外对于磁浮交通真空压力管道直线度测量问题的研究较少。本文结合西南交通大学在建的真空磁浮高速列车试验装置，提出了一种真空压力管道直线度测量方法。该方法在管道内建立高精度三维控制网，依据三维控制网测量采用圆曲线拟合方法确定各节管道的圆心坐标，并采用直线拟合方法分析整个管道的直线度。最后依据上述方法编制程序对实测数据进行了处理分析，验证了方法的可行性和正确性，可为今后真空磁浮压力管道的建设提供技术参考。     

多尺度邻域特征下的机载LiDAR点云电力线分类

利用机载激光雷达技术三维测量精度高且获取快速的优点进行电力线自动分类提取已成为点云数据处理与电力应用的重要领域。针对电力线分类模型的自动化和高精度需求，本文提出了基于三维多尺度邻域特征的机载LiDAR点云电力线分类提取模型框架，主要包括4个步骤：电力线候选点滤波、多尺度邻域类型选取、形状结构特征提取和支持向量机分类。通过对2个复杂城市区域的试验数据集和8种不同邻域类型的详细结果对比分析，发现基于多尺度圆球邻域形状结构特征的分类模型结果准确率、召回率和质量分别达到97%、94%和93%，同时整体处理时间在2个试验数据中分别从366、256 s减少到274、160 s。试验结果表明，该方法在多种复杂城市场景中能够实现机载LiDAR数据的电力线较高精度分类提取。     

Farmer-based Rice Cropping Systems in the Poyang Lake Region,China: Analysis of Characteristics and Policy Implications

This paper examines the spatial characteristics of farmer/household behaviors in regional rice cropping systems (RCS), and the results provide necessary information for developing strategies that will maintain regional food security. Through field study and statistical analysis based on 402 households questionnaires finished in 2014-2015 in the Poyang Lake Region (PLR) of China, we arrived at two main conclusions. First, single- and double cropping rice were found across the study area, but showed a general distribution trend, with double cropping rice in the southeast part (especially in Jinxian county) and single cropping rice in the northwest (particularly in De’an county). Second, the household decisions concerning RCS varied in different parts of the PLR, but double cropping was the dominant type, with about 63.57% of the respondent households in the PLR cultivating double cropping rice. However, the multiple-cropping index of paddy rice was only 1.55. About 3% of interviewed households had altered their RCS during this period. Based on these findings, the local governments should guide farmers’ paddy field cultivation behaviors by increasing the comparative efficiency of rice production, promoting appropriate scale operations and land conversion, as well as optimizing rice growing conditions to improve the multiple cropping index and enhance food provision. Finally, land-use efficiency and more sustainable use of land resources should be improved.     

基于NDVI时间序列数据的江西省水稻种植制度变化研究

利用Savitzky-Golay滤波对覆盖江西省范围的SPOT VGT NDVI时间序列数据进行平滑处理的基础上,结合坡度数据,通过非监督分类的方法提取了江西省2000、2005和2010年水稻种植范围,并根据NDVI的年内动态变化,从水稻种植范围、水稻生长季起始时间、水稻复种指数和NDVI最大振幅等分析了江西省水稻种植和生长情况,探讨2000~2010年江西省水稻生产的变化。     

基于温度植被干旱指数的电网输电线路走廊干旱分析

以湖北省输电线路走廊地区作为研究区,利用2013年1~9月MODIS卫星影像数据,处理得到月尺度的归一化植被指数(Normalized Differential Vegetation Index,NDVI)与地表温度(Land Surface Temperature,LST)数据,构建NDVI-Ts特征空间,计算得到温度植被干旱指数(Temperature Vegetation Dryness Index,TVDI),用TVDI监测结果分析湖北省输电线路走廊区域2013年干旱时空分布情况。结果表明,湖北省输电线路走廊地区TVDI和土壤含水量之间存在显著的负相关,相关系数达到0.525(p0.05),由MODIS卫星影像计算得到TVDI影像可以有效表明湖北省输电线路走廊地区的土壤含水情况。     

浅析工程测量竞赛中的测图方法

目前,国家测绘地理信息局已经举办了4届工程测量竞赛,外业测图是工程测量操作部分最常见的比赛形式。针对具体的比赛规则,先后实践了多种测图方法。本文将对几种典型的测图方法进行系统的总结和比对,并提出一套高效、可行的外业测图完整解决方法,目前,该方法已成功应用于长江委第八届工程测量竞赛、湖北省第四届工程测量竞赛、全国第四届工程测量竞赛中,并取得了理想的效果。     

基于线要素动态化简的匹配算法比较与评价

矢量线要素数据来源多样,细节层次不一,限制了已有匹配算法正确率的提高,同时也给算法评价带来困难。化简可以减少线要素细节层次,提取其主要形态,据此提出一种基于线要素动态化简的匹配算法评价新方法。对不同匹配算法采用相同数据,在相同化简算法支撑下进行匹配,从而实现对不同匹配算法的评价。首先,阐述动态化简方法提取线要素主要形态的过程;其次,利用动态化简分别辅助4种已有匹配算法,获取每个匹配算法的最优匹配正确率;最后,将4种匹配算法的原始匹配结果与加入动态化简后的匹配结果进行对比,分析化简对匹配结果的影响,并把该影响运用到匹配算法的比较和评价中来。其中,1通过匹配正确率变化、误匹配等分析了匹配算法的数据适用性;2通过化简比例系数K变化时新增匹配数量的统计,评价了匹配算法对线要素局部细节的敏感程度并提出该指标的量化方法;3结合匹配算法采用的匹配相似度指标对其作出评价。