Evaporation from seasonally frozen bare and vegetated ground at various groundwater table depths in the Ordos Basin,Northwest China

In cold climates, the process of freezing–thawing significantly affects the ground surface heat balance and water balance. To better understand the mechanism of evaporation from seasonally frozen soils, we performed field experiments at different water table depths on vegetated and bare ground in a semiarid region in China. Soil moisture and temperature, air temperature, precipitation, and water table depths were measured over a 5‐month period (November 1, 2016, to March 14, 2017). The evaporation, which was calculated by a mass balance method, was high in the periods of thawing and low in the periods of freezing. Increased water table depth in the freezing period led to high soil moisture in the upper soil layer, whereas lower initial groundwater levels during freezing–thawing decreased the cumulative evaporation. The extent of evaporation from the bare ground was the same in summer as in winter. These results indicate that a noteworthy amount of evaporation from the bare ground is present during freezing–thawing. Finally, the roots of Salix psammophila could increase the soil temperature. This study presents an insight into the joint effects of soil moisture, temperature, ground vegetation, and water table depths on the evaporation from seasonally frozen soils. Furthermore, it also has important implications for water management in seasonally frozen areas.     

Method for UAV-based 3D topography reconstruction of tidal creeks

It is common to obtain the topography of tidal flats by the Unmanned Aerial Vehicle(UAV) photogrammetry,but this method is not applicable in tidal creeks.The residual water will lead to inaccurate depth inversion results,and the topography of tidal creeks mainly de-pends on manual survey.The present study took the tidal creek of Chuandong port in Jiangsu Province,China,as the research area and used UAV oblique photogrammetry to reconstruct the topography of the exposed part above the water after the ebb tide.It also proposed a Trend Prediction Fitting (TPF) method for the topography of the unexposed part below the water to obtain a complete 3D topography.The topography above the water measured by UAV has the vertical precision of 12 cm.When the TPF method is used,the cross-section should be perpendicular the central axis of the tidal creek.A polynomial function can be adapted to most shape of sections,while a Fourier function obtains better results in asym-metrical sections.Compared with the two-order function,the three-order function lends itself to more complex sections.Generally,the TPF method is more suitable for small,straight tidal creeks with clear texture and no vegetation cover.     

北京平原造林工程对生态需水量的影响研究

水资源节约高效利用是城市经济高效发展的保障.该文基于气象、土地利用及Landsat TM/ETM+遥感数据,采用Penman-Monteith方法,考虑新造林区植被覆盖度,结合GEE云平台和GIS技术,评估2010年和2018年北京平原新造林区造林前后各植被类型的生态需水定额和需水量,并分析平原造林工程对生态需水量的影响.结果表明:退耕还林是平原造林的主要方式,约占新造林区面积的78.51％;林地各月份的需水定额低于耕地,春季尤为明显,说明植树造林极大减轻了农业灌溉用水压力;新造林区2018年最小生态需水量比2010年减少8884万m3(减少47.22％),适宜生态需水量增加4382.6万m3(增加22.34％);以2018年气象条件为基准,由土地利用变化导致的新造林区最小生态需水量减少11676.4万m3(减少54.05％),适宜生态需水量仅增加1496万m3(增加6.65％).降水可满足林地基本生长需求,无须充分灌溉,因此北京平原区造林工程缓解了需水压力.     

“冰上丝绸之路”沿线国家贸易网络结构特征分析

“冰上丝绸之路”倡议为沿线国家贸易发展提供了机遇,可加速经济要素跨国流动,促进全球贸易的可持续发展。基于2019年37个“冰上丝绸之路”沿线国家贸易数据,运用复杂网络分析方法,研究37个“冰上丝绸之路”沿线国家贸易网络的拓扑结构特征、贸易社团及节点中心性的地理空间分布特征。结果表明：1）贸易网络具有良好的互通性和扩散性,且具有小世界特征和无标度性质,两极分化较为显著;2）贸易网络呈现出明显的“核心—边缘”圈层结构特征,德国、中国、美国、荷兰处于核心圈层,是贸易网络的枢纽;3）贸易网络可划分为1个北美社团、1个以东亚国家为主的社团和3个以欧洲国家为主的社团,其空间分布表现出连续性特征,各社团内部贸易联系密切,中国是所属社团的核心;4）贸易网络呈现出枢纽辐射式和全连通式共存的结构,强度中心性呈嵌入式的单元格局,接近中心性呈集中连片区块状分布特征,中介中心性的极化现象较为明显。     

老挝北部Sentinel-2 A/B云覆盖适宜阈值界定及其影像获取概率时空差异

光学卫星影像云覆盖时空特征评估是衡量其作为重要遥感监测数据源的前提。Sentinel-2 A/B影像因其免费获取、多光谱（红边）、更高时空分辨率等优势,已在全球不同尺度陆面植被与生态监测中受到重视。相较于Landsat等同类影像产品,有关Sentinel-2 A/B的云覆盖分析还未见报道。本文利用2016—2018年老挝北部所有5288景Sentinel-2 A/B影像（Granule/Tile）的云覆盖元数据,基于不同云覆盖阈值（0~100%）水平下的影像获取概率差异确定了影像获取概率分析的云覆盖适宜阈值,并揭示了云量特征阈值水平下的影像获取概率时空差异。主要结论如下:① Sentinel-2 A/B影像获取概率分析云覆盖适宜特征阈值为20%（即云覆盖≤20%）,该阈值水平下老挝北部Sentinel-2 A/B影像的逐月累积平均获取概率最高（约27.41%）;② 在20%云覆盖阈值水平下,老挝北部Sentinel-2 A/B影像逐月累积平均获取概率差异在时间上与旱季（11月—次年4月）雨季（5月—10月）的时间分布较为吻合。旱季获取概率约为42.91%,3月概率（50.27%）最大,4月与2月次之,时间上与刀耕火种焚烧与橡胶林落叶特征吻合;雨季相应概率约为11.81%,6月最低（约1.26%）;③ 老挝北部Sentinel-2 A/B影像逐月累积平均获取概率在空间上存在东西差异,旱季西部省域单元（如琅南塔）影像获取概率远高于东部,雨季西部地区影像获取概率则略低于东部地区。本研究既可为后续开展大区及全球Sentinel-2 A/B影像云量分析提供借鉴,也对开展联合国减少森林砍伐和退化排放（UN-REDD）计划引发的土地利用变化如刀耕火种农业演变、橡胶林扩张等遥感监测有指导意义。     

气候态调整对华北冬、夏季气候监测的影响研究

本研究对比分析了不同气候态下,华北冬、夏季降水及气温的差异,分析了气候平均值的改变对历史极端事件监测的可能影响。研究结果发现,1991～2020年（简称气候Ⅱ态）的冬季和夏季的平均降水量均略多于1981～2010年（简称气候Ⅰ态）,但接近或略少于1961～2020年的平均降水量,平均降水量逐年变化幅度冬季Ⅱ态小于Ⅰ态,夏季反之。气候Ⅱ态冬季降水空间分布不均,夏季较Ⅰ态呈“中部减少,东西增加”的分布型。冬季和夏季极端降水阈值Ⅱ态（0.86 mm和22.0 mm）较Ⅰ态（0.83 mm和21.6 mm）均略有提高,造成近60年华北大部基于Ⅱ态阈值的冬、夏季极端降水日数较Ⅰ态略减少。此外,气候Ⅱ态的华北冬、夏季平均气温均明显高于Ⅰ态,也高于1961～2020年平均值。Ⅱ态气温较Ⅰ态基本呈全区增加特征,但空间分布不均匀。冬季极端低温和夏季极端高温阈值Ⅱ态（-9.8°C和27.9°C）较Ⅰ态（-10.2°C和27.5°C）均有所有所提高,造成华北大部分地区基于Ⅱ态阈值的近60年冬季极端低温日数较Ⅰ态有所增加,夏季极端高温日数较Ⅰ态存在不同程度的减少。因此,新气候态下华北气温和降水均值,华北大部极...     

风电场设计私有云GIS平台架构研究

云计算是目前信息产业最热门的技术之一,GIS厂商纷纷将GIS软件迁移至云计算环境。与国外云计算部署不同,国内更青睐私有云技术,企业、政府机构纷纷搭建私有云GIS平台。针对风电场设计的特点,本文基于目前云计算应用和研究,构建了私有云GIS平台的体系框架,并对平台所涉及的主要关键技术进行了深入探索,对私有云GIS模式下的资源进行了详细的分类,包括核心服务、服务管理、用户访问接口3个部分。其中,核心服务将硬件基础设施、软件运行环境、应用程序抽象成服务,可满足多样化的风电场设计应用需要。     

知识引导的稀疏时间序列遥感数据拟合

在多云多雨的地区,光学遥感存在着获取无云数据困难的难题,这会导致时间序列应用中可用数据匮乏。因此,本文面向稀疏时间序列遥感数据,根据噪声造成遥感影像上归一化差分植被指数(NDVI)被低估的事实,提出了一种知识引导的拟合方法。首先,在遥感影像预处理的基础上,利用先验知识和时序差分法对噪声进行识别和剔除;然后,采用高斯二阶模型对原始数据进行拟合;最后,根据拟合残差更新权重,进行迭代拟合,重复上述过程直至获得稳定的结果。本文以Landsat 8 OLI作为数据源,对浙江省杭州地区的森林数据进行拟合,结果表明:在稀疏时间序列数据的情况下,本文方法与MODIS数据拟合结果的相关系数达到0.92,关键时点(如NDVI峰值点等)的时间误差在5 d;相比当前主流方法的0.88与8 d具有更高的精度。     

基于SuperMap的空间大数据可视化技术研究与应用

人类正从IT时代走向DT时代,诸多的技术手段使大数据处理技术能够从大规模数据中分析出相关模式或趋势,让我们对海量数据的价值挖掘充满了期待.当可视化呈现让大数据的潜力达到最大时,以往未被观察到的现象或趋势很容易被发现,用户能够快速地获得更多信息,发现他们所需要的价值.因此,如何最大化地呈现大数据中隐含的价值变得尤为关键.本文将重点研究空间大数据的可视化方法,充分发挥数据可视化的作用,帮助用户挖掘隐藏在空间大数据中的价值.     

图割能量驱动的高分辨率遥感影像震害损毁建筑物检测

为充分利用高分辨率遥感影像提供的细节信息,提高震害损毁建筑物检测精度,提出了一种图割框架下融合形状、边缘、角点等多种类型特征的损毁建筑物检测方法。该方法首先利用震前建筑物线划图提取包含单个建筑物的局部影像,用于图割能量函数建模,并分别根据建筑物的位置、形状、边缘以及角点构造能量函数的各约束项。在此基础上,通过最大流/最小割算法求解能量函数最小值,依据最小割能量进行地震前后局部影像中建筑物的相似性度量。最后利用最大期望算法(expectation maximization,EM)求得最小割能量的分类阈值,并根据错分率估值执行后处理以获得最终变化检测结果。采用2011年3月11日东日本大地震前后石卷港的高分辨率遥感影像进行试验,结果表明本文提出的方法能有效检测出损毁建筑物。