利用Landsat TM数据和地面观测数据验证GLASS反照率产品

Global LAnd Surface Satellite Products System(GLASS)反照率产品基于Angular Bin(AB)算法,仅使用单一观测角度的地表或大气层顶反射率数据就能较为准确地反演地表宽波段反照率,具有较高的时间分辨率,可以反映降雪、融雪、收割等状况下地表反照率的快速变化。遵循"一检两恰"的验证流程对这一反照率产品进行验证,首先使用FLUXNET站点验证数据对AB算法反演的Landsat Thematic Mapper(TM)高分辨地表反照率数据进行验证,再将TM高分辨反照率聚合到GLASS像元尺度对GLASS反照率产品进行验证。挑选FLUXNET的5个站点,筛选无云条件下的TM高分辨率影像,共获得103组有效验证数据。验证结果表明,GLASS反照率产品具有较高的精度,总体误差约为0.0163,可以满足大多数应用的精度需求。     

海上丝绸之路超大城市空间扩展遥感监测与分析

以海上丝绸之路沿线的11个超大城市为例,基于长时间序列的Landsat MSS/TM/ETM+/OLI和HJ-1卫星CCD数据,利用基于面向对象的支持向量机SVM(Support Vector Machine)分类方法提取20世纪70年代到2015年的城市不透水层,并结合景观格局指数—最大斑块指数LPI(Largest Patch Index)、斑块密度PD(Patch Density)和欧几里得最邻近距离ENN(Euclidean Nearest Neighbor Distance)分析了超大城市的发展模式。研究结果表明:基于面向对象的SVM分类方法能够高效提取城市不透水层;平均总精度高于87.9%,平均Kappa系数高于0.87;过去40余年,各超大城市的面积扩张了4—13倍,中国和印度的超大城市扩张最快,广州、上海超过12倍;各城市以"中心—边缘"或"沿海—内陆"的方向扩张,表现为"扩散—聚集—再扩散"的扩张模式;总体来看,沿线的城市化进程仍处于上升期。本研究为建设"21世纪海上丝绸之路"提供了科学依据,对当地生态环境保护和新型城镇化建设具有重要意义。     

中国冰川面积随高程分布规律研究

冰川面积随高程分布规律是冰川系统结构研究中的重要内容. 根据中国第一次冰川编目数据集,将全国冰川划分为27个研究区域,基于SRTM-DEM数据,分别提取了各研究区分段高程所占面积,分析了冰川面积随高程的变化. 结果表明：各研究区冰川面积都随高程呈偏态分布. 依据统计理论,建立了冰川面积随高程分布的二阶高斯分布偏态回归模型,回归模型决定系数均大于0.97,相对误差较小. 根据偏态回归模型,计算出了冰川系统高度特征值,并分析了冰川面积分布的区域性差异. 该模型一方面可以表达冰川面积在中间高程的集中程度;另一方面可以描述冰川面积在两侧分布的差异性,并可以用来分析未来冰川的变化. 偏态分布模型能很好地描述中国冰川面积随高程分布规律,为冰川系统结构的研究和冰川区域分布差异提供参考.     

华东雾和霾日数的变化特征及成因分析

基于华东449个气象站点1961-2007年的雾、霾、气温和露点温度数据、1980和2005年土地利用数据及2000-2007年MODIS气溶胶光学厚度数据,利用气候统计诊断、遥感和地理信息系统技术分析了华东雾、霾日数的气候变化特征及成因,结果表明:1961-2007年期间,华东雾日数在全年及四季都呈现出先增多后减少的年际变化特征,霾日数在全年及四季则呈现出逐渐增多的年际变化特征。在1961-1980年和1981-2007年期间,华东多数地区的雾日数分别呈现出增多和减少的变化趋势,霾日数则在两个时期都表现为增多趋势。华东雾日数和霾日数的变化特征与我国已有的研究结果一致,气象条件的变化、区域城市化和土地利用变化以及大气污染物排放量增加所导致的气温升高和城市热岛效应增强、空气湿度和风速降低、气溶胶光学厚度增加等是华东雾和霾出现频率变化的主要原因。     

中亚阿姆河上游产流过程特征研究

阿姆河是中亚最大的一条河流,其径流主要来源于西天山和帕米尔高原的积雪、冰川融水,由于地处高山区,数据获取困难,对其产流的具体组成与季节分布特征认识不足。本文利用分布式水文模型模拟阿姆河1951-2005年的产流过程,分析雪、冰融水年内分布和年际变化特征以及气候变化的影响。结果表明:1阿姆河产流区融雪集中在3-7月,冰川产流在6-9月,雨、雪、冰产流比例分别为18%、67%和15%,雪、冰融水产流超过80%;2阿姆河总产流集中在4-9月,占年产流量的83%,地表流、基流和侧向流分别占径流量的38%、46%和16%;3 MannKendall非参数检验(α=0.05)显示,1951-2005年间,阿姆河产流区降水呈显著减少趋势,气温呈显著升高趋势,雨、雪、冰产流量与总产流量均呈减小趋势,特别是在1995年之后,由于气温的持续上升和降水急剧下降,产流量减少幅度加大,1996-2005年与1951-1995年相比,雨、雪、冰产流分别减少35%、20%和4%,总产流减少了21%。     

基于MODTRAN模型对高分五号卫星断层逸出气体探测能力的辐射模拟

地下流体监测数据和地表断层调查都显示构造活动强烈期和大地震前后活动断裂带会伴有大量气体逸出。 中国即将发射的高分五号(GF-5)卫星搭载的大气环境红外甚高光谱分辨率探测仪及全谱段光谱成像仪两个传感器, 主要以大气气体的探测为应用目标。 本文基于两个传感器的参数设置, 使用大气辐射传输模型, 对断层逸出气体中的水汽、 CH₄和CO₂三种气体在大气中的含量变化对卫星传感器的辐射影响进行了仿真模拟, 分析了两个传感器对水汽、 CH₄和CO₂气体异常的探测能力。 结果表明, GF-5卫星两个红外传感器特定的光谱通道对大气水汽、 CH₄和CO₂气体异常变化均有不同程度的敏感性, 可以期待发展具有较高精度的相关气体遥感反演模型, 用于地震的监测及预测。     

蛇形铺设管道触发水平向整体屈曲效果研究

海底管道在深海石油开发工程中有着广泛的应用,管道在工作时受到高温高压会触发水平向整体屈曲变形,蛇形铺管法是控制管道水平向整体屈曲变形的有效手段。采用数值模拟方法,对蛇形铺设管道的关键参数进行研究,分析关键参数对临界屈曲荷载和屈曲后截面应力应变状态的影响。对每一组蛇形铺设管道都设置了直线型铺设管道的对照组,对照组采用引入初始挠曲的方法激发水平向整体屈曲,初始挠曲程度与蛇形铺设管道相同。通过与直线型铺设管道的对比,显示了蛇形铺设管道在激发和控制屈曲方面的优势,并对不同土体阻力情况下蛇形铺设管道的实际效果进行了评估。结果表明,蛇形铺设管道的临界屈曲力和屈曲后的弯矩皆远小于直线型管道。蛇形铺设管道的临界屈曲力随圆心角θ增大而减小,随曲率半径R的增大而增大。增大跨度L、曲率半径R和圆心角θ都能有效减小蛇形铺设管道的截面弯矩。水平向土体阻力对蛇形铺设管道影响较大,水平向土体阻力较小时,蛇形铺设管道控制屈曲的效果更为明显。     

MODIS气溶胶C004、C005产品的对比分析及其在中国北方地区的适用性评价

详细介绍了MODIS气溶胶C005产品算法的改进情况。选择北京、榆林为试验区, 利用AERONET地基观测的气溶胶光学厚度数据, 对比分析了上午星TERRA、下午星AQUA的MODIS气溶胶C004、C005新旧产品的精度, 评价了它们在中国北方地区的适用性。采用波长插值、时空匹配将地基数据和MODIS 气溶胶产品匹配在一起, 然后采用线性拟合的方法进行对比分析。文中就MODIS气溶胶产品和地基数据的时空匹配, 摒弃了NASA关于MODIS气溶胶产品在全球所采用的方法, 引入当地月平均风速, 提出了中国北方地区时空匹配尺度。对比分析以及评价结果表明: (1) C005产品算法的改进并没有提高北京站点气溶胶光学厚度的精度, 在AOT<0.8时反而是下降的; C004、C005产品在北京站点不具有显著适用性, 但C004比C005产品效果好。(2) 榆林站点, TERRA-MODIS C004产品能够达到需求标准, 而AQUA-MODIS C004精度有所下降; 两星的C005产品精度较C004有很大程度的改善, 470、550、660nm 3个波段的气溶胶光学厚度与AERONET地基观测数据的相关系数均高于0.9, 具有显著适用性。这说明了新算法所采用的确定地表反射率的方法在植被覆盖好的地区是可行的, 在高反射地区效果不好。     

高密度电阻率法与浅层地震在探测煤田采空区中的应用

在内蒙古某地区,针对测区不同的地电条件,综合应用高密度电阻率法和浅层地震进行煤田采空区探测,钻孔验证结果表明两种物探方法结合探测采空区取得了良好的效果。