祁连山和首都圈卫星热红外背景场变化特征

掌握非震情况下的热红外亮温背景场及其时空变化规律是有效提取地震红外异常信息的关键.利用2003-2011年NOAA卫星夜间热红外遥感数据构建祁连山和首都圈亮温背景场,分析其时空演化特征.结果表明:红外亮温背景场受季节、地形和断裂活动等多种因素的影响,其中受季节变化影响最大,年变规律明显;不同地理环境,亮温年变特征呈现不同形式,对于地形地貌复杂的地区,亮温变化曲线不稳定,红外亮温与地面高程呈显著的负相关关系,地面高程每增加100 m,亮温降低约0.21 ～ 0.63℃,这与我国气温直减率基本一致;活动断裂带在红外图像上表现为明显的高亮温线性条带或亮温分界带;多年平均背景场平滑了气候等突变信息,呈现出稳定性较强的规律性变化特征,为断裂活动和地震所引起的增温异常检测提供了稳定的亮温变化基准场.     

民勤绿洲地下水开采时空动态模拟

地统计学方法的应用已由最初的地质学领域广泛推广到土壤学、生态学等领域, 但在地下水特征的时空模拟方面应用还较少, 结合地理信息系统(GIS), 运用地统计学方法分析了石羊河下游民勤绿洲近15年来地下水特征的时空变异规律及其与土地利用变化的关系, 并对其变化趋势进行了预测. 得到了如下结果: (1) 地下水埋深的随机变异特征随着开采强度的不断增大, 从1987年的26.32%降到了2001年的0.03%, 完全被较大尺度上的结构性变异所取代; 而矿化度一直是中尺度上的结构性变异高达99.9%. (2) Kriging插值结果表明, 民勤绿洲地下水埋深的分布一直是水质较好的绿洲南部最深厚, 从南到北随着水质变差, 埋深也变浅. 地下水矿化度在空间分布上从南到北逐渐增大; 在变化趋势上, 高矿化度等值线由北向南持续推进. (3) 民勤绿洲近15年来耕地面积增加了3.1×10⁴ hm², 使得分布于地下水埋深17 m以上的耕地面积净增528.3 km², 分布于地下水埋深11 m以下的林地减少200 km². 同样, 分布于地下水矿化度3.0 g/L以上的耕地面积净增2×10⁴ hm², 其中>4.5 g/L的增加了1.072×10⁴ hm². (4) 预测至2015年, 地下水埋深下降趋势明显, 分布于地下水埋深20 m以上的绿洲面积将净增1689.88 km², 达整个绿洲面积的68%; 至2015年地下水矿化度高于5.0 g/L的绿洲面积将达578.15 km², 全部集中在水质较差的绿洲湖区最北部, 部分区域甚至高达7.0 g/L以上.     

中国内陆河流域绿洲发育度的综合评价

人工绿洲是干旱区人类活动主要场所,绿洲管理和生态建设体现了人类活动的积极作用;而不适当的土地开发与经济活动又形成了对绿洲生存与可持续发展的过度压力与生态负荷。科学准确地对绿洲状态进行综合评价,已成了人们正确认识绿洲并对其进行生态建设和环境保护的重要前提。针对目前我国绿洲综合评价研究的指标单一、应用区域受限等缺陷和不足,提出了可普遍用于内陆河流域绿洲评价的指标体系--基于因子分析法的“绿洲发育度”,并以河西走廊的15个绿洲为研究对象进行了案例分析。结果表明：依据发育度综合评价值可将河西走廊绿洲划分为工业绿洲、较高开发程度的农业绿洲、中度开发的农业绿洲和衰退或较低开发程度的农业绿洲4个等级,与当地实际情况完全符合;同时,还可通过因子水平上的发育度指标对各个绿洲的优势和劣势进行准确的定量表达,为绿洲管理者和政策制定者提供简明、准确的科学依据。     

统计模型与滤波算法的地表温度重建方法探讨

针对当前基于被动微波遥感重建地表温度的统计方法难以实现大面积复杂下垫面区域数值重建的问题,提出了基于统计模型与滤波算法联合的地表温度重建方法。从时间序列角度探索地表温度与地表亮温的相关性,建立二者之间的统计模型,不需要进行地物分类,能有效避免下垫面复杂度对重建精度的影响;遍历像元,实现对大面积区域的数值重建。此外,采用滤波算法对基于统计模型的结果进行改正,利用地表温度时间序列的周期性进一步控制反演误差。针对MODIS地表温度产品重建的实验结果表明:所提算法精度明显提高,可用于各类下垫面覆盖区域的地表温度重建。     

甘肃民勤绿洲土地空间结构动态变化及其灰色预测

根据分形理论,不仅揭示了民勤绿洲不同时期土地空间分形结构,而且计算了民勤绿洲土地空间结构分维与稳定性指数,并分析了二者的动态变化趋势;进而根据灰色系统理论建立了民勤绿洲土地空间结构分维非等间距预测模型。所得结论对于民勤绿洲生态环境建设具有积极意义。     

基于SCLSTM模型的MODIS地表温度产品重建方法

MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer,中分辨率成像光谱仪)LST(Land Surface Temperature,地表温度)产品在大气物质和能量交换、气候变化研究及地震前兆热异常探测等方面具有重要价值。然而,由于云的遮挡导致MODIS LST数据产品中存在大量空值,限制了其广泛应用。为此,文中提出了一种基于混合模型的地表温度重建方法——SCLSTM(即SSA-CLSTM)。与传统方法相比,该方法无需建立复杂的回归关系模型。此外,由于CNN(Convolutional Neural Network,卷积神经网络)能够充分提取一维时间序列数据的局部特征,而LSTM(Long Short-Term Me mory,长短期记忆)能够充分学习数据的长时间序列特征,因此将CNN和LSTM结合能够更加充分地学习数据的潜在特征。首先,使用SSA(Singular Spectrum Analysis,奇异谱分析)模型提取出地表温度时间序列中的趋势值用于填补缺值像元,实现地表温度的初步重建。然后,再利用SCLSTM(即1DCNN-3层堆叠...     

基于光谱特征的HY-1C/D卫星赤潮探测方法以红夜光藻为例

红夜光藻是我国主要的赤潮优势种,在渤海、黄海、东海和南海均有发生。近年来,红夜光藻赤潮发生频率明显上升,监测需求迫切。但红夜光藻赤潮发生具有分布范围广、变化速度快、多呈条带状分布的特点,其探测对卫星影像空间分辨率、覆盖范围和重访周期要求高。虽然水色卫星在赤潮监测中发挥了重要作用,但其空间分辨率低,无法准确探测条带状分布的红夜光藻赤潮。海洋一号C、D（HY-1C/D）卫星搭载的海岸带成像仪（Coastal Zone Imager,CZI）以其高空间分辨率、大幅宽和短重访周期的优势,被越来越多地用于赤潮监测。现有的红夜光藻赤潮HY-1C/D CZI探测模型大多基于深度学习方法,需要大量赤潮样本,但赤潮样本获取困难,影响模型的精度。因此,本文以2022年3月发生在广东省汕尾市红海湾的红夜光藻赤潮为例,分析了红夜光藻赤潮光谱特征,基于红夜光藻赤潮在红光和近红外波段的高反射特性和浑浊水体在绿光波段的高反射特性,构建了一个面向HY-1C/D CZI的红夜光藻赤潮探测方法。实验结果表明,该方法可以有效地探测赤潮,并避免浑浊水体的干扰,精确率和F1-Score达到89.72%和0.90。而且,该方法具有较好的适用性,可适用于不同海洋环境、不同宽波段卫星传感器的红夜光藻赤潮探测。     

明渠均匀流水深-流量计算软件开发及实现

明渠均匀流的计算是水力学和水利工程渠系设计的主要内容之一。以软件开发手段解决传统解析解问题成为必然趋势。本文以平底梯形为例，基于Windows98操作系统，以Visual C^＋＋6．0为开发平台，利用C^＋＋面向过程的编程，开发了“明渠均匀流水深，流量计算”软件。经测试，该软件满足计算要求。     

近30年来民勤土地荒漠化变化遥感分析

利用 2 0世纪 70年代航测资料和 80年代中后期及 90年代中期LandsatTM 3个不同时期的遥感影像 ,在GPS的辅助下 ,对遥感图像进行精确的几何纠正 ,并投影到统一的坐标系统 ;在建立统一的解译标志基础上进行人工判读 ,并利用GIS对荒漠化土地信息进行管理和分析 ,调查了中国典型的荒漠化地区———甘肃省民勤县的荒漠化土地变化状况。结果表明 :近 30年来民勤县的荒漠化土地面积呈现增加的趋势 ,但是1 985年以来荒漠化土地的扩展速度有所变缓 ;流动和半流动沙丘的面积持续增大而固定和半固定沙丘得到有效的控制。同时 ,利用野外调查和各种数据分析 ,从自然环境和人文因素两个方面分析探讨了研究区近 30年荒漠化变化的原因     

白令海、楚科奇海、加拿大海盆沉积物重金属潜在生态风险评价

利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS仪)测定北极亚北极海区的白令海、楚科奇海、加拿大海盆海区沉积物中8种重金属元素的浓度,并对8种重金属元素的地球化学特征、空间分布特征、可能来源进行了研究。研究发现,Cr、Zn、Co、Ni、Cu、Pb、Bi有很强的相关性,说明其具有相似的来源,且空间分布的特征相似,均为沉积物底质中的浓度在研究区内呈现出在白令海和楚科奇海较低,在加拿大海较高的特征;而Cd与其他重金属空间分布差异明显。应用Hakanson潜在生态危害指数法与内梅罗综合污染指数法对各重金属的潜在风险进行了评价,其中,用Hakanson潜在生态危害指数法求得北极整体生态风险性指数值达到43.01,处于轻微生态风险状态,Co重金属元素风险最大。研究结果表明,两种评价结果得出类似规律,白令海生态安全性最高,楚科奇海大部分地区生态安全性较高,加拿大海盆的生态安全性最差。在研究区内整体上呈现出由高纬度向低纬度生态安全逐渐增高,西部生态风险性大于东部的趋势。