一种可考虑历史洪水的马氏权函数法研究

导出了非连序样本下,马氏权函数法(适用于P-Ⅲ型分布)参数估计公式.在不偏性、有效性的标准下,统计试验结果表明,推导的非连序样本下的计算公式是较为有效的,且拓宽了马氏权函数法的使用范围.     

基于遥感影像的城市森林分类提取及生态价值估算研究

以北京通州新城区城市森林为研究对象,提出一种基于信息论的决策树分类方法,以提取Aster遥感影像中城市森林平面量,改善传统分类方法仅利用影像光谱特征信息的不足,高分辨率影像和地面调查数据验证显示其分类精度达84.6%.结合分类影像图,引入城市森林生态价值评估模型(CITYgreen模型)估算出通州新城区森林的生态价值约为598.87万美元.研究表明,该方法适合大面积区域的城市森林分类提取及其生态价值估算.     

Exploring the sensitivity of coastal inundation modelling to DEM vertical error

As sea level is projected to rise throughout the twenty-first century due to climate change, there is a need to ensure that sea level rise (SLR) models accurately and defensibly represent future flood inundation levels to allow for effective coastal zone management. Digital elevation models (DEMs) are integral to SLR modelling, but are subject to error, including in their vertical resolution. Error in DEMs leads to uncertainty in the output of SLR inundation models, which if not considered, may result in poor coastal management decisions. However, DEM error is not usually described in detail by DEM suppliers; commonly only the RMSE is reported. This research explores the impact of stated vertical error in delineating zones of inundation in two locations along the Devon, United Kingdom, coastline (Exe and Otter Estuaries). We explore the consequences of needing to make assumptions about the distribution of error in the absence of detailed error data using a 1 m, publically available composite DEM with a maximum RMSE of 0.15 m, typical of recent LiDAR-derived DEMs. We compare uncertainty using two methods (i) the NOAA inundation uncertainty mapping method which assumes a normal distribution of error and (ii) a hydrologically correct bathtub method where the DEM is uniformly perturbed between the upper and lower bounds of a 95% linear error in 500 Monte Carlo Simulations (HBM+MCS). The NOAA method produced a broader zone of uncertainty (an increase of 134.9% on the HBM+MCS method), which is particularly evident in the flatter topography of the upper estuaries. The HBM+MCS method generates a narrower band of uncertainty for these flatter areas, but very similar extents where shorelines are steeper. The differences in inundation extents produced by the methods relate to a number of underpinning assumptions, and particularly, how the stated RMSE is interpreted and used to represent error in a practical sense. Unlike the NOAA method, the HBM+MCS model is computationally intensive, depending on the areas under consideration and the number of iterations. We therefore used the HBM+ MCS method to derive a regression relationship between elevation and inundation probability for the Exe Estuary. We then apply this to the adjacent Otter Estuary and show that it can defensibly reproduce zones of inundation uncertainty, avoiding the computationally intensive step of the HBM+MCS. The equation-derived zone of uncertainty was 112.1% larger than the HBM+MCS method, compared to the NOAA method which produced an uncertain area 423.9% larger. Each approach has advantages and disadvantages and requires value judgements to be made. Their use underscores the need for transparency in assumptions and communications of outputs. We urge DEM publishers to move beyond provision of a generalised RMSE and provide more detailed estimates of spatial error and complete metadata, including locations of ground control points and associated land cover.     

基于GIS和RS的区域氧气生产量模拟——以哈尔滨市为例

随着对气候变化研究的深入,大气中氧气含量变化也应引起关注。本研究利用绿色植物光合作用产生有机碳和氧气的原理,通过模拟植物各级生产力,估算出区域氧气生产量。利用MODIS的GPP产品,通过投影转换、影像裁切等处理,与GIS融合,采用C-FIX模型估算区域NPP、NEP,实现区域氧气生产量的总量估算和空间分布。以哈尔滨市为例估算了2008年区域氧气生产量,主要结论如下：①2008年哈尔滨市生产净氧气量394423.95t,植物自养呼吸消耗占初始氧气生产量的30.787%,异养呼吸消耗占0.001%,初始氧气生产量越多,植物自养呼吸消耗和异养呼吸消耗也多;②哈尔滨市处于高寒地带,2-12月氧气生产量基本趋近于0,夏季最高,秋季略高于春季;③哈尔滨市各月及全年以阿城区氧气产量最多,呼兰区、松北区次之,主城区即南岗区、道里区、道外区、香坊区及平房区最低。本研究采用RS、GIS等技术,利用植物光合作用原理,实现了区域氧气生产日、月、年总量估算和空间分布变化,为区域氧气生产量的估算提出了新的思路,为研究大气中氧气含量的变化和评价人类生活环境质量提供了依据。     

基于Modis地表温度的横断山区气温估算及其时空规律分析

横断山区气象观测站稀少且多分布在河谷之中,气温资料极度匮乏,严重影响山区地理与生态研究。随着遥感技术的发展,热红外遥感数据,结合地面观测数据,可以用来推测山区气温。本文通过对横断山区2001 年-2007 年间64 个气象台站的多年月平均气温数据(Ta) 与Modis地表温度多年月平均值(Ts) 进行了时序分析和回归分析,并取得如下研究结果：(1) Ts 与Ta 具有非常好的线性相关关系,89%的台站的决定系数高于0.5;95%的台站的标准误差都低于3 oC,84.4%的台站标准误差低于2.5 oC;12 个月份的Ts 与Ta 的决定系数R²在0.63~0.90 之间,标准误差在2.22~3.05 oC之间。(2) 研究区内月均气温的变化范围在-2.25~15.64 oC之间;生长季(5-9 月份) 的月均气温变化范围为：10.44~15.64 oC。(3) 等温线的海拔高度自山体外围向内部逐渐升高,与山体效应的增温效应相吻合;0 oC等温线自10 月份从海拔4700±500 m左右逐渐降低,至1月份降至最低点,约在3500±500 m左右,此后,逐渐回升,至次年5 月份再次达到4700±500 m左右,也就是说横断山区5200 m以下的广大山区全年至少有6~12 个月的气温在0 oC以上。研究表明：可以利用Modis月均地表温度结合地面观测台站的数据较精确的估算山区月均气温。     

空间数据挖掘在海域天然气水合物资源评价中的应用

海域天然气水合物早期勘探阶段多使用地震调查方法,利用BSR和速度异常等指标圈定水合物矿体进行资源评价、优选预测勘探目标。阐明了空间数据挖掘技术在天然气水合物早期勘探评价阶段的应用,并通过珠江口盆地东部海域多道地震速度分析中所获速度异常信息,应用核密度估计方法,定量地划分了2个天然气水合物有利分布区(面积分别为18 km2和70 km2),进而为后期天然气水合物试采生产提供了重要依据及基础数据。     

多时相InSAR技术的廊坊地区地下水体积变化研究

基于时序InSAR函数模型,分别建立了单主影像和多主影像时序InSAR误差模型,在理论上完善了时序InSAR数学模型。利用构建的随机误差模型,模拟试验研究了随机误差模型对时序InSAR待估参数精度的影响。结果表明,与等权模型相比较,加权模型(随机误差模型)估计的参数精度有一定提高;但由于加权条件下的参数估计模型复杂、计算效率低,目前利用等权方法进行时序InSAR的参数估计更简便易行。     

利用方差分量估计的地震同震滑动分布反演

提出了基于方差分量估计的地震同震滑动分布反演方法,该方法不仅可以确定不同数据集的相对权重,而且还能得到平滑因子的值,突破了方差分量估计方法仅用于各类数据定权的实际应用范围。模拟算例验证了此方法的有效性,从解的概率后验密度分布分析来看,方差分量估计方法得到的结果是线性和非线性混合方法反演结果的一个解。用方差分量估计方法反演了Bam地震同震滑动分布,并与线性非线性混合方法反演的结果进行了对比分析。两种方法得到的Bam地震断层滑动分布之间的空间互相关系数为0.999 9,地震同震的最大滑动量相同,都为3.04 m;其深度仅有微小区别,前者为4.50 km,后者为4.47 km;平均滑动量前者为0.714 m,后者为0.718 m。但前者反演计算用时227 s,后者却达到1.5×10⁶ s,约17 d,前者仅为后者的1/6 608。结果表明,本文方法相对于线性和非线性混合方法具有计算简单、计算量小和计算效率高的优点。     

AUV地形匹配导航快速收敛滤波

地形匹配定位（terrain aided position,TAP）的似然函数反映了AUV（autonomous underwater vehicle）的位置在空间中的分布概率,由于地形的强非线性、随机性以及测量误差的非高斯分布使得似然函数也表现出非高斯分布的特点。TAP的误差与局部地形特征和地形测量误差密切相关,由于现有的方法未考虑局部地形特征,仅考虑了测量误差的统计置信区间,使得TAP置信区间的估计结果明显偏小。为解决TAP置信区间的估计问题,建立了TAP定位点的跳变模型。设TAP定位点X^p可以向搜索区间内任一点跳变,且向某一点的跳变概率与该点的似然函数值正相关,X^p向某一点跳变的置信度小于α时,认为x^α不会向该点跳变,该点设为置信区间的边界点。另外,设地形匹配定位点的置信区间内匹配残差平方和函数为二次曲面,而X^p视为该曲面的待估计参数,则可以通过曲面参数的置信区间估计方法获得1-α置信度下的置信区间。新方法得到的置信区间范围大于现有的估计方法,试验结果表明,测量波束较少时,置信区间估计会出现异常,增加测量波束可以提高潮差和测量误差的估计精度,从而提高置信区间的估计精度,但测量误差非高斯分布条件下的补偿方法仍然需要进一步研究。     

多源卫星遥感海面风速误差分析和交叉标定

利用多源卫星散射计和辐射计构建高时间分辨率的海面风遥感数据集是当前海洋遥感研究的热点。本文针对2019年同时期在轨运行的卫星散射计和辐射计,利用浮标数据和欧洲中期天气预报中心（ECMWF）第五代大气再分析数据（ERA5）,定量评估了不同传感器获取的海面风速数据的误差特性和标定系数,阐明不同卫星遥感海面风单位误差相对大小,为多源卫星海面风场融合、同化等定量应用提供技术支撑。与常用的中性参考风相比,微波散射计和辐射计反演的风速更适合用等效应力风解释,以便实现卫星遥感数据的优化应用。现有微波散射计和辐射计遥感的海面风速与浮标和ERA5等效应力风在总体上具有良好的一致性,但在高风速条件下（风速大于20 m/s）呈明显的偏差。本文提出的一种用于风速误差横向对比的指示因子,实现了散射计与辐射计风速相对误差估计,为多源数据同化应用中的误差设置提供重要的参考。结果表明：5种散射计风速固有误差介于0.40～0.73之间,5种微波辐射计的风速固有误差介于0.86～1.23。总体而言,在0～20 m/s风速范围内,散射计的风速精度优于辐射计。