面向对象的湿地景观遥感分类——以杭州湾南岸地区为例

在ENVIEX软件的Feature Extraction平台上,利用LandsatTM影像数据,采用面向对象方法对杭州湾南岸地区湿地景观进行遥感影像分类;通过与基于最大似然法、人工神经网络法、支持向量机法等传统像元方法的相应分类结果进行比较,系统分析了面向对象方法在中低分辨率遥感影像的湿地景观生态分类中的有效性。研究结果表明:①较之单一依据像元光谱值进行分类的传统方法,面向对象方法综合考虑了对象的光谱、空间、纹理、色彩等多种属性特征,因而对于类型复杂多样、分布界限模糊、光谱混淆与混合像元现象严重的沿海滩涂、湖泊、河流等湿地景观具有更好的鉴别能力,也因此获得更高的分类精度(研究区景观分类总精度为88.80%,Kappa系数为0.8765);②面向对象方法在分类中提取的是由同质性像元组成的"对象",且在合理的影像分割下得到的对象破碎化程度较低,因而能在较大程度上减小分类结果中的"椒盐噪声"干扰;而基于像元方法提取的景观类型以离散像元形式组成,难以清晰表征景观的边界、形状等信息,所以分类结果中会有明显的噪声现象;③影像分割在运用面向对象方法进行遥感影像分类过程中具有重要影响,实验结果表明,60%的分割尺度和归并尺度组合较有利于中低分辨率影像的遥感分类;④面向对象分类过程中诸如影像分割精度的评价、最优分割尺度的选取、特征空间的优化等问题,则有待今后进一步探讨。     

1—3月北极涛动对北半球热带太平洋和大西洋对流活动的可能影响

利用1979—2008年日分辨率的向外长波辐射资料以及NCEP再分析资料,去除ENSO影响后,分析了1—3月北极涛动对热带太平洋和热带大西洋对流活动及降水的可能影响。结果表明北极涛动偏强(弱)时,热带太平洋和大西洋对流活动显著偏强(弱)。北半球热带大洋冬季平均向外长波辐射与北极涛动指数的相关系数存在两个显著负相关区:一个位于中太平洋区,大致包括13°—20°N、160°E—170°W;另外一个位于热带大西洋,显著区覆盖的范围大体包括5°—20°N、15°—70°W。这些区域的降水量也表现出显著的正相关。向外长波辐射、强对流面积指数、强对流强度指数、平均降水量等指标与北极涛动指数的相关均以冬季同期最高,随时间滞后相关迅速减弱。与此对应的对流层低层大气环流也有显著变化,850hPa风场的变化表现为热带太平洋有异常的气旋性环流,气旋中心区与显著强对流和降水异常区一致。而热带大西洋有显著的经向环流辐合和风切变,与异常对流和降水区吻合。海洋模式的模拟结果表明,与北极涛动有关联的海温分布,很大程度上与大气强迫有关,说明热带1—3月降水和对流活动与海温的关联较弱。北极涛动与热带太平洋、大西洋对流和降水活动之间主要是通过大气环流的变动产生联系的。     

精细化监测资料在山西暴雨预报模型改进中的应用

利用近3年5—9月山西63个GPS/MET临测站反演的逐时气柱水汽总量空间分布图与对应的459天气象观测资料、12个暴雨日的暴雨落区以及对应的流型配置图,对比分析发现:(1)当气柱水汽总量空间分布的水平梯度在25～40 mm/l经(纬)度时,未来12～36小时,在水平梯度的大值区及其南北(东西)0.5～1.0个经(纬)度的范围内,暴雨及其以上天气出现的概率达100%,当气柱水汽总量空间分布的水平梯度≥40 mm/l经(纬)度时,在水平梯度的大值区及其南北(东西)0.5个经(纬)度的范围内出现大暴雨的慨率为63.6%;(2)暴雨落区在气柱水汽总量空间分布图中水汽含量水平梯度大值区及其以北(西)还是以南(东)0.5～1.0)个经(纬)度的范围出现,不同的流型配置会出现不同的结果。应用逐时GPS/MET资料和逐时自动气象站极大风速风场资料,依据暴雨出现在气柱水汽总量空间分布图中水汽含量水平梯度大值区的不同位置,建立不同流型配置下的多种暴雨概念模型;采用轮廓识别技术在C/S架构下,对12～36小时暴雨落区预报模型进行改进并实现了自动化运行,2011年进行准业务使用证明效果良好。     

“0811”暴雨过程中MCC与一般暴雨云团的对比分析

利用T639 1°×1°分析场、FY-2红外云图、红外辐射亮温(TBB)、闪电定位和气柱水汽总量等资料,对2010年8月11日发生在山西南部暴雨过程(即"0811"暴雨过程)中的中尺度对流复合体(MCC)和其北部的一般暴雨云团进行了对比分析,结果表明,(1)山西北部暴雨带主要由6个β中尺度对流云团生成、发展及合并造成;山西南部区域性暴雨则由MCC的生成、发展、东移所引发。(2)山西北部的暴雨云团在850hPa暖切变线南部生成和发展,并在地面切变线附近合并;山西南部的MCC由3个β中尺度对流云团发生、发展及合并形成,该对流云团在700hPa次天气尺度切变线上触发生成;MCC发展、成熟阶段,α中尺度云团沿925hPa暖切变线东移;减弱阶段,随西太平洋副热带高压的南退而南压。(3)在西太平洋副热带高压西进北抬的背景下,同一次暴雨过程中,MCC发生在5 880gpm边缘弱的斜压环境中,高层则出现在高压北侧的反气旋环流中;一般暴雨云团发生在5 840gpm边缘较强的斜压环境中,高层则出现在急流入口区的右侧。(4)MCC作为大型的中尺度对流系统,不但对低层高温高湿能量的需求比一般暴雨云团更多,而且在垂直方向上,要求湿层、高能舌及暖温结构更深厚。(5)山西南部MCC影响区和5 880gpm线边缘为负地闪覆盖区,正地闪主要出现在其北部一般暴雨云团影响区和5 840gpm线附近。与MCC相比,一般暴雨云团影响下,局地闪电开始及闪电峰值的出现较降水的开始及降水峰值的出现有更多的提前量。(6)山西北部暴雨云团出现在气柱水汽总量梯度的大值区及水汽锋上;山西南部MCC则出现在水汽锋南侧气柱水汽总量的大值区。气柱水汽总量对"0811"暴雨过程有36h的提前量,对暴雨的落区有很好的指示意义。     

黄土高原一次β中尺度大暴雨特征及成因分析

利用NCEP／NCAR逐日6h分析资料和常规观测资料,分析了2011年2月25日一28日山西连续降雪天气过程（以下简称2．25降雪）。①2．25降雪过程经历了三个阶段：2月25日为回流降雪阶段,26日一27日为倒槽冷锋与回流降雪共同影响降雪阶段,28日为低空切变线影响降雪阶段。②2．25降雪过程涵盖了华北地区大到暴雪的三个类型：回流类降雪、倒槽冷锋类降雪、低空切变线类降雪。③通过温湿场分析得出,对于低空切变线类降雪,对流层中层的湿核对降雪的开始有一定的指示意义。降雪未开始之前对流层中层有湿核,随着时间的推移,湿核向低层扩展,整个对流层中低层变为高湿区,降雪开始。当对流层中层变为干区,并向低层扩展,降雪过程结束。对于回流类降雪,低层回流对回流降雪起到冷垫的作用。④通过涡度场分析得出,对流层低层的负绝对涡度中心对其东侧的降水有指示意义,如果其东侧对流层低层配合有正涡度核,降雪强度较大,维持时间较长。⑤地面层出现的负绝对涡度中心说明近地面层有小高压系统的存在,这是因为低层回流冷垫作用形成的孤立小高压体。⑥28日降雪维持机制是条件性对称不稳定。     

基于优化包络相关法的罗兰C天波延迟估计算法

针对低信噪比条件下,罗兰C天波信号延迟时间估计的准确性和有效性问题,提出基于优化包络的相关系数时域法。通过分析标准罗兰C信号包络的特征,分别采用微分和二次微分方法对罗兰C信号包络进行优化,形成陡峭的包络信号上升沿;利用相关系数法对接收信号包络和参考信号包络进行匹配,形成的匹配峰值分别对应地波和天波信号到达的时刻,由此可获得天波信号的延迟时间;通过仿真分析和实测信号试验验证,证明该方法能满足数字化接收机的实际要求,并具有更高的抗干扰能力、估计准确性和自动识别功能的特点。估计的结果还可以作为判别相位跟踪和周期识别正确率的辅助依据。     

ADS 80数码航摄仪L0级影像后处理试验

介绍了三线阵数码航摄仪ADS 80,探讨了其Level 0级影像的后处理技术,分析了不同软件在相同地面分辨率下不同地面控制条件下的后处理精度。得出的结论是控制点分布、数量、位置和航摄影像地面分辨率对ADS 80相机L0级影像空三解算和生成的L1级影像精度影响较大;在充分考虑以上因素的情况下,ADS 80相机在获取的航摄影像地面分辨率低于成图比例尺要求时仍能得到较高的校正精度。     

Evaluation of MM5 mesoscale model at local scale for air quality applications over the Swedish west coast: Influence of PBL and LSM parameterizations

Summary The performance of MM5 mesoscale model (Version 3.6.3) using different planetary boundary layer (PBL) and land surface model (LSM) parameterizations is evaluated and compared using high temporal and spatial resolution G?TE2001 campaign data at local scale (a few kilometers) over the Greater G?teborg area along the Swedish west coast during 7–20 May 2001. The focus is on impact of PBL and LSM parameterizations on simulated meteorological variables important for air quality applications such as global radiation, diurnal cycle of near-surface air temperature and wind, diurnal cycle intensity, near-surface vertical temperature gradient, nocturnal temperature inversion, boundary layer height, and low-level jet (LLJ). The model performance for daytime and nighttime and under different weather conditions is also discussed. The purpose is to examine the performance of the model using different PBL and LSM parameterizations at local scale in this area for its potential applications in air quality modeling. The results indicate that the influence of PBL and LSM parameterizations on simulated global radiation, diurnal cycle of near-surface air temperature and wind speed, diurnal cycle intensity, vertical temperature gradient, nocturnal temperature inversion and PBL heights, which are critical parameters for air quality applications, is evident. Moreover, the intensity and location of LLJ are simulated well by all schemes, but there also exist some differences between simulated results by using different PBL and LSM schemes. Therefore, the choice of PBL and LSM parameterizations is important for MM5 applications to air quality studies. Correspondence: Junfeng Miao, Department of Earth Sciences, G?teborg University, P.O. Box 460, 405 30 G?teborg, Sweden     

城市建筑动力学效应对对流边界层影响的敏感性试验

本文将大涡模拟应用于城市对流边界层(CBL)湍流结构和流场特征的研究,在大涡模式中,拖曳系数取与建筑物高度及建筑物高度标准差有关的表达式以考虑次网格建筑物对风速和湍流动能(TKE)的面积平均影响.模拟结果表明,由于城市建筑物对气流的拖曳作用,使建筑物冠层及整个CBL内风速大幅度减小,城市冠层内部风速减小尤为明显,在夹卷层内,风速有一明显的跃变.在边界层中部对流运动已经发展成为较强的热泡,城市建筑物的动力学效应使热泡的水平尺度增大,CBL内平均上升气流速度和下沉气流速度减小,同时使CBL中上升气流所占比例比平坦地面增大.城市建筑物使CBL低层热通量、动量通量、速度方差和位温方差明显增大,但对近地层高度以上的湍流量影响不大.     

"郑汴一体化"进程中生态廊道系统建设探讨

研究了废水中不同含盐量对生化处理效果以及生物学变化规律的影响.在废水含盐量低于22 g/L时,废水生化处理系统对COD的去除率可稳定在70%左右,污泥活性良好;随着进水盐浓度的增加,含盐量达到22 g/L时,污泥活性开始受到抑制,COD去除率急剧下降到50%左右;当废水含盐量达到31 g/L时,污泥活性明显受到抑制,污泥絮体开始部分解体,COD去除率下降到40%左右.