不同地形校正模型计算地形复杂山区地表反射率的对比

地表反射率对定量遥感有重要意义,其在复杂地形区会受到地形条件影响。地形校正可以减小或消除山区遥感影像中地形因素影响。以梵净山区为研究区,利用Landsat-5 TM影像、DEM及坡度、坡向数据,采用10种地形校正模型进行比较实验,以发现其在反演地表反射率时存在的问题,并为选择适合地形复杂山区地表反射率反演的地形校正模型及相关研究提供参考。结果显示:1.SCS+C、Minnaert、b、Teillet-回归、VECA、C模型地形校正效果较好,可用于反演山区的地表反射率,但是当坡度为0°时,Minnaert、Teillet-回归、VECA模型存在问题;2.Cosine-b、Cosine、SCS和Cosine-C模型存在过度校正现象,Cosine和SCS模型甚至可能出现反射率大于1的异常值,不宜选择;3.在通过采样获得经验参数的情况下,Minnaert模型对样点选取较为敏感,而SCS+C和b模型对样点选取的敏感性较低。在较大范围的地形复杂山区反演地表反射率时,SCS+C和b模型更合适。此外,从DEM数据、大气校正模型、地表覆被类型方面分别探讨了其对地表反射率的影响并提出了改进建议。     

中国风蚀景观面积变化与 地表风场强度的关系

利用遥感调查的1995－2000年中国土地利用成果进行中国风蚀景观变化过程的分类，对不同风蚀景观发展过程进行了地理分区。探讨风蚀景观变化的方向和速度，特别是土地发生风蚀沙漠化的趋势。在中国近400个气象站点1999年每日4次观测数据的基础上，进行风向频率、风场强度及风能参数的计算，分析风速频率Weibull分布的形状参数k和幅度参数c。利用GIS方法生成覆盖中国的1km网格，对风场强度等数据进行空间化处理，生成中国地表风速空间分布数据。在此基础上，分析1999年风速变化状况并探讨风场的变化过程。利用RWEQ风蚀预报模型中的计算方法生成了的风场强度指数。结合风场强度数据，进行风蚀区内风蚀景观变化类型分布数据的对比，指出强风场的存在促使中国西北广大干旱区的草地和耕地遭到破坏，并探讨了风能对土壤风力侵蚀和风蚀景观的驱动过程。同时，在分析风能与风蚀景观空间分布关系的基础上探讨了降低土壤风蚀的措施。最后指出了建立风速和风向驱动下的不同景观的土壤颗粒侵蚀和堆积量模型的重要性。     

复杂地形下非各向同性散射辐射问题的研究

本文提出了计算复杂地形下的散射辐射的一个非各向同性模式。计算值与观测值相比，误差较小。模式中的两十参数不受地形的髟响，仅与光钱经过的大气中的散射物质含量有关，具有比较好的稳定性。利用这个模式，不但可以计算不同遮蔽下不同坡度，坡面的散射辐射，而且可根据短期考察进行资料延长，最后根据实测资料找到了两个参数与大气透明度、太阳高度和云量之间的关系，并且发现这个关系不依赖于所用资料的区域，适用面较广。因此，只要根据台站资料，就可以直接把本文的模式用于城市采光、太阳能资源和气候资源的计算中。     

RAMS模式在山谷城市模拟性能的检验

 利用2005年冬季兰州边界层试验的观测数据,分别从边界层结构、近地面温度和风速、地表通量等几个方面检验了RAMS在山谷城市的模拟性能。RAMS模式能很好地捕捉边界层结构特征,模拟的白天混合层高度和夜间稳定边界层高度和观测值非常一致。模式能较好地模拟近地面温度和地表通量的日变化特征。对模拟偏差进行统计分析,结果显示RAMS对近地面温度和风速的模拟结果是可以接受的:近地面温度的平均偏差为-1.73 ℃,RMSE为2.16 ℃,风速的平均偏差为0.35 m·s-1,RMSE和RMSVE分别为1.61 m·s-1和3.15 m·s-1。研究表明,RAMS适合作为研究兰州山谷城市大气边界层的工具。     

用NOAA卫星气象资料计算复杂地形下的流域蒸散

本文提出一种采用NOAA卫星AVHRR和地形高度等资料,估算流域蒸散的方法。NOAA AVHRR资料用于地表覆盖分类,据此可得出各类下垫面由可能蒸发转换成实际蒸散的折算因子。该资料还可用于计算地面反射率和气温,本文利用与卫星象元相匹配的1.2'经纬度网格上的海拔高度资料将流域内少数气象站观测的气象要素作为高度的函数插到此网格上,然后用改进的彭曼模式计算了甘肃省河西内陆河10个流域中各类下垫面的蒸散和蒸发。然后与少数雪面和高山草甸区实测的资料以及用水份平衡方法估算的相应流域的蒸散比较,验证了用此方法估算逐月流域蒸散量的可靠性。     

流域地形景观系统的复杂网络描述

人工作用下流域地形景观系统研究是流域地貌水文研究的重要内容。该文采用复杂网络理论研究黄土高原丘陵沟壑区小流域系统,借助数字地形分析方法从DEM数据中提取网络要素,建立流域地形景观复杂网络模型;选取度、平均路径长度、集聚系数等指标,分析得到网络具有小世界特征,网络中度-度关联性呈现负相关性,负地形中沟谷网络呈现无标度特征;地理尺度对流域地形景观网络拓扑结构影响不大,在人工作用下的地形景观网络呈现平均度减小、集聚系数增大;网络中关键节点的变化影响着网络拓扑结构,改变了小流域系统的地貌水文特征。复杂网络理论为研究流域地形景观系统演化提供了一种新方法。     

复杂地形下降水的高空间分辨率插值方法研究

复杂地形山区降水格局在多种地形要素的综合影响下呈现出显著异质性特征,弱化了降水站点观测资料的空间代表性,限制了遥感及再分析产品的适用性及传统插值方法的准确性。常用的PRISM降水插值算法通过提取并权重化地形要素,借助加权最小二乘算法对降水站点观测数据进行空间插值,被广泛应用于降水产品制备。本文针对PRISM算法对中小地形地貌刻画能力不足的问题,在解析影响复杂地形降水模式的地形要素的基础上,改进了PRISM的地形要素计算与权重化过程,同时,考虑到实际日降水量的随机性,将改进后的PRISM嵌入到“平均态日降水—比值”插值框架,构建了适用于复杂地形的日降水插值算法MPRISMR。随后,以具有复杂地形特征的元江流域为例,通过交叉验证及与ERA5-Land和TRMM_3B42降水产品的对比分析,发现该算法具有较高的准确性与可靠性。结果表明,在元江流域23个气象站点上,MPRISMR的插值结果与观测值的相关系数、相对偏差的中位数分别为0.72、0.98%,总体上优于ERA5-Land和TRMM_3B42日降水产品。另外,MPRISMR插值结果的精度随时间变化更小,更为稳定。最后,研究基于MPRISMR制备了空间分辨率约3 km的元江流域日尺度降水格网数据。本文可为复杂地形的陆面模式或流域水文水质模型提供高精度降水驱动场数据产品,从而支持流域可持续管理决策。     

祁海山海北寒冻雏形土不同地形部位的地温状况及诊断特性

同海拔高度、距离相近的寒冻雏形土不同地形部位分布区，虽然区域气候一致，但地温分布具有显著的差异。寒冻雏形土不同地形部位0cm-50cm层次地温均表现较低的水平，且南坡＞滩地＞北坡。冬季自表层到演化层地温升高明显，夏季自上而下略有降低。地温年较差滩地＞北坡＞南坡。年内地温在冷暖转换期的春秋季，土壤热量交换迅速，而在夏冬二季热量交换平稳。依土壤温度诊断特性来看，海北不同地形部位的寒冻雏形土均属寒性土壤的温度状况，其中北坡地温更低，属寒冷性土壤温度状况。     

新疆地形复杂度的空间格局及地理特征

地形复杂度（TCI）是区域地表外在形态结构的数字化表达,既可表征坡面单元的多样性及其组合形式的复杂性,也可映射地球内外营力在地表留下“烙印”的过程,其客观描述和定量表达可为地表形态定义、刻画及分异等地形地貌理论研究提供重要依据。新疆独特的山盆地貌结构为地貌学研究提供了理想的场所。本文基于“倒金字塔滤网系统”逐步筛选微观和宏观坡面因子并确定权重进而构建地形复杂度模型;运用均值变点法确定新疆地形复杂度的最佳窗口,分析不同地貌单元地形复杂度的空间异质性,进一步探究不同营力作用对地表复杂程度的贡献。结果显示：① 地形复杂度模型综合相关性分析、聚类分析、变异系数法与主成分分析等方法对地形因子进行客观筛选与科学组合,使其具有全面客观性及独立有效性。② 地形复杂度以ASTER GDEM数据（30 m）为基础,得到最佳窗口（14×14）下全疆TCI介于0.13~46.36。山地与盆地相同地貌类型TCI面积占比峰值相近,不同地貌类型可比较其斜率、偏度及峰度得以区分。在经纬向上能更好的刻画出独立山峰及深切峡谷等局部地形分异,TCI≈1可作为平原与山地地貌单元之间的分界值。在高程分区下TCI>2时为各山系（山群）震荡高程区起始处,山麓处TCI曲线差异显著。③ 地形复杂度能较好的体现不同外营力在地表留下的痕迹,一定程度上也可表征外营力对不同成因地貌类型的贡献度。本研究对新疆地形地貌的形态特征和形成原因等方面提供理论依据和科学方法,可为地形地貌研究、生态环境影响以及区域发展评价提供实践指导。     

数字地形模型在濒危动物生境研究中的应用

本文建立了卧龙自然保护区２０００ｋｍ２范围的数字地形模型,并将其应用在濒危珍稀动物大熊猫的生境研究上。通过计算机叠加大熊猫可分布的高度、坡度及竹子分布区域,获得了大熊猫在卧龙自然保护区内的潜在生境区,其比实际的熊猫分布范围大出近一倍,文章还对潜在生境的适宜性进行了划分。     

冠层表面阻力与环境因子关系模型及其在蒸散估算中的应用

建立了一个华北平原冬小麦群体冠层表面阻力与环境因子关系的模型。根据该地区冬小麦生态系统的一组波文比-能量平衡观测资料,用非线性最优化方法模拟冠层表面阻力与太阳辐射、气温、空气饱和差和土壤含水量等环境因子的关系,得到模型四个参数的拟合值。用另外两组观测资料验证该模型的预测能力。结果表明,该模型能较好地模拟表面阻力,拟合度分别为0.93和0.67.将该模型应用到Penman-Monteith蒸散公式,发现蒸散的模拟值与实测值的拟合度达0.9以上,相对偏差小于5%.通过比较发现,该模型对蒸散的预测精度高于空气动力学方法。     

SHORT COMMUNICATION MODEL SELECTION BY THE PROGRAM MINIGLASS IN COMPLEX FORMATION STUDIES

The model selection from EMF data of pH titration curves has been studied for binary and ternarysystems(Ni~(2+)-glycine and Ni~(2+)-methionine-taurine respectively)by using the MINIGLASSprogram.Comparison between experimental and calculated titration curves with this interactive programindicates the presence(and the pH range)of the different species in equilibrium.     

湖北气温的3—5年周期振动及其与大气环流低频变化的联系

本文用月平均资料序列，提取湖北气温，北半球５００ｈＰａ高度和北太平洋海博温度的３－５年低频分量，分析研究了三者之间的联系，初步揭示了前期ＳＳＴ对湖北冬季气温影响的过程。     

新世纪湖北省城镇空间发展战略及对策

21世纪湖北省城镇空间发展研究是以空间相互作用理论为基础,提出了湖北省城镇空间发展的“一点二线,占轴开发;实内拓外,圈层扩展;多重循环,交叉推进”的模式,其依据主要是：①从区位理论看,湖北省武汉市地处中国中部,理所当然地承担着承东启西、南北交流的枢纽作用,武汉就是湖北省乃至长江中游的极核城市;②从经济区位来看,“两线”交汇于湖北省的经济增长极核－武汉,“两线”地带集中湖北省的大部分工业、农业、人口和城市;③湖北省盆状地形,向心状的水系,向心状的土地利用以及向心交汇的综合运轴网络,构成了以武汉为中心的集聚与扩散的层状网络结构;在此基础上构想今后一段时间内湖北省城镇空间组织的格局及建设层次,即武汉（一级）－襄樊、荆州、宜昌、黄石（二级）－十堰、荆门、鄂州、随州、恩施、仙桃、枝城等（三级）。     

沙波推移率公式的改进和验证及其应用

本文把沙波推移率公式g_s=αγ'h_sw_s改进为g_s=0.56γ'A/Δt，使沙波推移率计算更为简便和精确。提出在单宽流量一致时，沙波上游波面推移率分布可用g_s=φγ'A/Δt来表达。对上述公式的验证和应用及推移率计算等方面皆作了论述。     

山地、湖泊的三维大气－斜压水动力学耦合模式──在日本琵琶湖水－气系统中的应用

大气、湖泊的边界层是大气边界层和湖泊边界层两部分组成的，它们之间通过湍流交换连接在一起，形成一整体系统。经过分界面的动量通量是连续的，热量是守恒的。基于此，本文在近几年工作的基础上，建立了大气边界层与水动力学模式的耦合模型，并对日本琵琶湖进行了实验研究，获得了一些比正压和均匀风场模式更符合观测实际的结论：（１）无论夏季（ＳＳＷ）和冬季（ＮＮＥ）作用下，湖面均可形成正的风涡度场；（２）夏季时，风的正涡度场对形成琵琶湖中观测到的环流特征起着十分重要的作用，而且还构造出与环流相匹配的深水区低、浅水区高的温度场；（３）夏季时，初始温度场的水平分布特征对模式结果的影响很小；（４）冬季时，湖中无明显水平环流生成。     

阿拉尔灌区棉田蒸散量计算模型

根据2000年阿克苏水平衡站有底测坑试验资料，分析了土壤水分有效性函数与土壤相对有效含水率，作物生物学特性函数，与群体叶面积指数的关系，结果表明：（1）土壤水分有效性函数与土壤相对有效含水率呈直线函数关系；（2）作物生物学特性函数与群体叶面积指数呈指数函数关系。选用20cm蒸发器水面蒸发量、作物生物学特性函数和土壤水分有效性函数，应用数理统计方法建立了阿拉尔灌区棉田蒸散量计算模型。该模式仅需常规气象与土壤湿度资料，计算简便，精度较高，便于在缺乏实测资料的地区使用。     

南极瑞穗高原1987—1988年度表面物质平衡及其变化

根据1987/1988年度表面物质积累资料,对Mizuho(瑞穗)高原该年度物质平衡的分布规律及其变化进行了讨论,同时还对年内短期天气过程及地形变化对物质平衡的影响进行了分析。研究发现1987/1988年度物质平衡的空间分布与多年平均状况存在较大区别:海拔550m以下的沿海地带表现为负物质平衡状态。从S_16点向内陆80km范围内为高值物质平衡区。年平均净物质平衡量达0.84m雪层深;80km到瑞穗高原内陆的瑞穗站之间为低值物质平衡区,年平均物质平衡量仅0.14m雪层深。在瑞穗高原,表面物质平衡水平表现为低积累,低支出的特征。此外,年内短期气候和地形变化对物质平衡的影响均大于多年平均状态,在高值物质平衡区,气候变化对物质平衡的影响大于地形变化的影响;而在低值物质平衡区,地形变化对物质平衡的影响则大于气候变化对物质平衡的影响。     

灰色系统理论在估产中的应用：以吉林省梨树县为例

以吉林省梨树县为例,阐述了利用灰色系统进行了玉米气象估产的方法,其中包括用ＧＭ（１,１）模型进行了趋势产量预测,用灰色关联度分析方法确定主气象因子群,以及利用ＧＭ（１,１）进行气象产量预测等。