机载LiDAR点云数据与影像数据融合

分析机载LiDAR系统获取的点云数据与影像数据的优缺点,从而取长补短,将二者进行叠加融合,并成功地将航空影像的光谱信息赋给相对应的LiDAR点云,弥补了LiDAR点云在光谱信息方面的缺陷,为LiDAR点云数据的后续处理提供重要的信息支持。     

三个陆面模式对新疆地区陆面过程模拟的对比研究

利用实测的大气观测数据建立陆面模式驱动场, 分别驱动Biosphere-Atmosphere Transfer Scheme（BATS）, Land Surface Model（LSM）, Common Land Model（CoLM）三个陆面模式, 对新疆地区99个测站的陆面热力过程进行了off-line模拟研究, 对比分析了三个模式模拟结果的异同, 并利用观测的土壤温度检验了各个模式的模拟性能。结果表明： 三个模式对所吸收的太阳辐射、 地表感热通量、 地表潜热通量和Bowen比的模拟结果有明显差别, 其中CoLM模拟的太阳辐射、 感热通量和土壤温度比BATS和LSM大。用观测的土壤温度对三个模式模拟性能的检验表明 BATS模拟的土壤温度最接近观测值, 大约偏低1℃, 而LSM和CoLM的模拟结果偏高, CoLM模拟的年际变化趋势与观测值相关性达到0.877, 高于另外两个模式的模拟; BATS在天山以北模拟值偏低, CoLM在天山以南模拟结果偏高, LSM模拟的区域分布状况与实际观测最一致。这些结果为研究陆面模式在新疆地区的应用提供了一些参考, 对于深入了解新疆地区的陆面过程具有重要意义。     

中国不同干湿区蒸发皿蒸发和实际蒸发之间关系的研究

利用降水量将中国划分为干旱、半干旱、湿润和半湿润4个区域,开展不同区域中蒸发皿蒸发和多个模式模拟的实际蒸发的集成结果对比研究,探讨和分析在不同干湿背景下蒸发皿蒸发和利用观测的气象数据驱动的陆面过程模型模拟的实际蒸发之间的关系,并对导致这种关系的原因进行了分析,表明结果:(1)实际蒸发在中国整体上表现为下降趋势,这与湿润和半湿润区的变化趋势一致,而在干旱和半干旱区,实际蒸发表现为上升的变化趋势;(2)对比不同干湿区域的结果发现,在干旱和半干旱区,蒸发皿蒸发和实际蒸发表现为相反的变化趋势,在半湿润和湿润区,蒸发皿蒸发和实际蒸发表现为相同的变化趋势,在中国整体上蒸发皿蒸发和实际蒸发在总体上也具有一致的变化趋势;(3)单站分析的结果表明,中国东南大部分站点蒸发皿蒸发和实际蒸发表现为相同的变化趋势,而在西北地区大部分站点两者之间是相反的关系,这与区域平均的结果是一致的;(4)蒸发皿蒸发和实际蒸发之间在各个地区存在不同的关系主要是由于不同的干湿背景下实际蒸发变化的主要制约因子不同造成的。     

中国区域多源土壤湿度数据的比较研究

利用中国区域1992~2010年的土壤湿度观测资料,对欧洲航天局(European Space Agency)的卫星遥感反演(以下简称ESA)和欧洲中期天气预报中心(European Centre of Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)的ERA-Interim(ECMWF Reanalysis-Interim,以下简称ERA)两套再分析土壤湿度数据在典型区域的可靠性进行了评估。结果表明:两种土壤湿度均能较好的描述观测区域的总体土壤干湿变化,但均值和趋势一致性存在时间和空间差异。ESA、ERA资料都能较好的描述中国区域春、夏、秋3个季节土壤湿度的干、湿分布格局。在干湿程度上,ESA在北方地区较观测偏干,在江淮和西南较观测偏湿;ERA在北方和西南地区较观测偏湿,在江淮较观测偏干;在江淮、华北部分区域,ERA与观测数据的相关性要高于ESA。ESA、ERA与观测在秋季时相关性最好(大部分站点大于0.7);在全国大部分区域,ESA偏差要小于ERA且在大部分地区都表现出与观测一致的变化趋势。在空间上,ERA在东北、华北、西南变干的范围明显大于观测;然而,ERA能更好的体现观测土壤湿度的年际变化。相对于西部地区,东部地区ERA与观测的一致性最好,而ESA在受降水、植被、地形等因素影响较小的时段或区域与观测的一致性更好,对秋季土壤湿度的描述比春、夏季更准确。     

全球变化与区域干旱化

本文总结了已完成的国家重点基础研究发展规划计划项目(“973”项目)“我国生存环境演变和北方干旱化趋势预测”(1999～2004年)和正在执行的“973”项目“北方干旱化与人类适应”的有关干旱化问题研究的部分成果。主要是中国科学院大气物理研究所最近几年在近代区域干旱化的事实及全球联系方面的研究进展,并对全球增暖背景下区域干旱化的形成机理展开讨论。     

基于贝叶斯网络分类的遥感影像变化检测

遥感成像过程中,地面、大气等诸多要素的不确定性和波段之间的相关性等原因影响了分类精度,导致变化检测的不准确性。为了提高分类精度往往需要引入先验知识。贝叶斯网络是一种新的数据表达和推理模型,对数据没有严格的正态分布前提要求,通过动态地调整先验概率密度,能有效提高分类精度。以北京通州地区1996-05-29和2001-05-19两个时相的陆地卫星Landsat TM遥感影像为例,介绍了基于贝叶斯网络的分类算法,并在此基础上实现了两个时相遥感影像的变化检测。实验结果表明:基于贝叶斯网络分类算法的后分类比较变化检测方法是遥感影像变化检测的一种新的有效方法。     

基于Oracle多分辨率遥感影像数据库的设计

简要介绍了Oracle提供的Oracle Spatial和Oracle interMedia 两个选件的特性,详细阐述了基于对象-关系模型的多分辨率遥感影像数据的组织和管理,并设计和建立了多分辨率遥感影像数据库的原型,采用了地形瓦片和影像金字塔的快速索引结构.实验表明该设计正确有效,能够平稳快速地实现多分辨率遥感影像的快调度显示.     

北京环线建设驱动的土地利用变化遥感检测与分析

近年来,北京市的环线建设大大改进了北京的交通状况,促进了环线周边的商业发展和房地产开发的繁荣,同时也带来了环线周边地区的土地利用的变更。在“科技奥运”科技攻关项目和在研自然科学基金项目的支撑下,选择了1988,1994,2001和2003年5—6月份的TM数据,在影像经过几何校正和辐射归一化校正后对其应用高精度的自组织神经网络分类和利用高分辨率的航空照片验证;在分类数据和变更信息的基础上,采用了空间自相关分析模型、频率指数模型和潜力模型分别对北京各种用地类型的频率指数和建设用地的Moran系数和Geary系数,以及城市增长的潜力指她进行计算。一系列计算显示了环线驱动的北京市土地利用变化情况。结果表明:在环线建设的驱动下,北京市的建设用地围绕环线呈快速增长趋势;绿地面积在四环、五环的环线一带也呈增加趋势;城市增长潜力从四环到六环呈逐渐增大趋势。     

甲烷气爆震源性能研究及其在粤港澳大湾区化龙断层探测中的应用

针对近年兴起的甲烷气爆主动震源,设计了不同尺寸震源装置,分别在不同激发环境下,通过比较激发信号能量及频带分布进行了震源性能研究,实现了震源参数优化.同点甲烷气爆和炸药震源成像结果研究表明,甲烷气爆震源引起的地表振动速度更小,更符合安全环保的需求.将优化后的甲烷气爆震源用于粤港澳大湾区的化龙断裂浅部结构勘查,单炮记录结果可见高信噪比初至信号.对 10炮激发记录进行初至走时拾取后进行走时层析成像发现,化龙断裂推测位置附近纵波速度在第四系下方 200～400 m深度范围明显错断.基于横波/纵波波谱比分析结果(HVSR),根据经验关系推断了该地区沉积层厚度分布,发现与走时层析成像结果中的第四系沉积底界面位置吻合良好.以上成像结果与该地区已有钻孔及早期反射地震结果高度吻合,证明了此次采用的甲烷气爆主动震源作为炸药震源的替代品,在未来城市地下结构浅勘工作中有广泛的应用前景.     

中国近代北方极端干湿事件的演变规律

Using monthly precipitation and monthly mean temperature, a surface humid index was proposed. According to the index, the distributed characteristics of extreme dryness has been fully analyzed. The results indicated that there is an obvious increasing trend of extreme dryness in the central part of northern China and northeastern China in the last 10 years, which shows a high frequency period of extreme dryness; while a low frequency period in the regions during the last 100 years. Compared with variation trend of the temperature in these regions, the region of high frequent extreme dryness is consistent with the warming trend in the same region.