Evaluation of WaPOR V2 evapotranspiration products across Africa

The Food and Agricultural Organization of the United Nations (FAO) portal to monitor water productivity through open-access of remotely sensed derived data (WaPOR) offers continuous actual evapotranspiration and interception (ETIa-WPR) data at a 10-day basis across Africa and the Middle East from 2009 onwards at three spatial resolutions. The continental level (250 m) covers Africa and the Middle East (L1). The national level (100 m) covers 21 countries and 4 river basins (L2). The third level (30 m) covers eight irrigation areas (L3). To quantify the uncertainty of WaPOR version 2 (V2.0) ETIa-WPR in Africa, we used a number of validation methods. We checked the physical consistency against water availability and the long-term water balance and then verify the continental spatial and temporal trends for the major climates in Africa. We directly validated ETIa-WPR against in situ data of 14 eddy covariance stations (EC). Finally, we checked the level consistency between the different spatial resolutions. Our findings indicate that ETIa-WPR is performing well, but with some noticeable overestimation. The ETIa-WPR is showing expected spatial and temporal consistency with respect to climate classes. ETIa-WPR shows mixed results at point scale as compared to EC flux towers with an overall correlation of 0.71, and a root mean square error of 1.2 mm/day. The level consistency is very high between L1 and L2. However, the consistency between L1 and L3 varies significantly between irrigation areas. In rainfed areas, the ETIa-WPR is overestimating at low ETIa-WPR and underestimating when ETIa is high. In irrigated areas, ETIa-WPR values appear to be consistently overestimating ETa. The relative soil moisture content (SMC), the input of quality layers and local advection effects were some of the identified causes. The quality assessment of ETIa-WPR product is enhanced by combining multiple evaluation methods. Based on the results, the ETIa-WPR dataset is of enough quality to contribute to the understanding and monitoring of local and continental water processes and water management.     

基于Paxos的强一致性复制在天文数据存储中的应用研究

随着新一代天文观测技术的快速发展,观测设备所获得的科学数据迅猛增长,传统的外挂式存储设备已经难以满足海量观测数据的近实时存储和同步数据处理的需求。基于廉价硬件的分布式存储系统是解决当前天文观测数据存储的有效手段。由于廉价硬件节点发生故障的概率相对较高,为了确保科学观测和数据的可靠存储,提出了一种基于Paxos的改进的分布式软件多副本复制算法。实验表明,在针对大于1 MB的天文FITS图像文件存储过程中,算法虽然增加少量的存储延迟,但能够容忍多种软硬件异常下多个副本的强一致性,较好地解决当前海量天文数据存储中的多副本数据存储的一致性问题。     

全球海岸带多源土地利用/覆盖遥感分类产品一致性分析

多源土地利用/覆盖分类产品是陆地表层过程研究不可或缺的重要基础数据,而其一致性分析则是产品应用的前提和基础。本文基于类型面积偏差、类型面积相关、误差矩阵和类型空间混淆等方法,从面积一致性和空间一致性两方面分析了 5种土地利用/覆盖分类产品（MCD12Q1-2010、GlobCover2009、CCI-LC2010、FROM-GLC2010和GlobeLand30-2010）在全球海岸带区域的一致性。结果表明：① 各产品土地利用/覆盖类型的空间分布总体上表现出较强的一致性,但在细节上存在大面积不一致现象;② 各产品对全球海岸带土地利用/覆盖构成的描述基本一致,即以水体为主,林地和未利用地次之,耕地、草地和灌木地较少,湿地和人造地表相对最少,但在细节上存在面积偏差;③ 在产品组合中,MCD12Q1-2010/GlobCover2009的相关系数、总体精度和Kappa系数均最低,分别为0.8814、67.46%和0.5748,而GlobCover2009/CCI-LC2010的相关系数、总体精度和Kappa系数均最高,分别为0.9869、81.50%和0.7505;④ 5种产品两两对比,草地、灌木地和湿地的混淆程度最高,耕地和人造地表次之,林地和未利用地较低,水体最低;⑤ 全球海岸带有28.81%的土地具有较低的一致性,这些区域地类混淆现象较为严重,尤其是耕地、林地、草地、灌木地、湿地和未利用地之间的相互混淆对5种产品的一致性程度有直接影响。本文有望为海岸带研究在已有土地利用/覆盖数据源选择和使用等方面提供参考和建议。     

梯级水库作用下的长江流域水文设计成果修订研究

长江流域水文成果复核选取了48个水文站点作为研究对象,考虑站点上游已建具有较强调节能力的大型水库调蓄影响,对径流、洪水进行还原分析计算以保证系列的一致性,并对径流、洪水设计成果的变化进行对比分析。径流成果分析表明,延长系列后干支流主要控制站点的径流成果较为稳定,多年平均年径流量和各站点20%、50%和75%频率年径流设计值的相对变化均在5%以内;洪水成果分析表明,延长洪水系列后的百年一遇设计洪水成果与前期不同阶段采用成果相比变化不大,基本均在4%以内。     

采用LRM均值-方差规定化的遥感影像不均匀性校正

遥感影像中的不均匀现象是遥感影像处理中要解决的一个重要问题。现有的遥感影像不均匀性校正方法通常都是针对亮度不均匀进行处理的,对于反差不均匀性校正并没有好的解决方案。针对遥感影像中同时存在亮度、反差不均匀的情况,提出了一种基于LRM均值-方差规定化的不均匀校正算法。该方法以LRM影像分块处理为基础,结合影像均值-方差规定化原理,对遥感影像进行处理。实验证明,该方法不仅能够校正亮度不均匀现象,而且对于反差不均匀现象也有很好地校正作用,能够达到整体影像的亮度、反差一致性,获得更加清晰的影像。     

《湖北省县级行政区域界线详图集》编制研究

地图成果数据既满足常规图集编制的需要,又满足信息管理系统建设的需要,本文就编制过程中的一些技术问题作了一定的剖析。     

地图图形数字化中的坐标转换

讨论了气候应用专用数据库气温,降水,日照时数等常用气象资料进行质量检验的必要性,介绍了基本质量控制,时间一致性检验和空间质量控制的思路,方法和步骤。     

2019年辽宁及内蒙古冻土自动观测及其分钟数据的时间一致性检测

在辽宁省喀左站、辽阳站和内蒙古满洲里站统一安装5种型号冻土自动观测仪进行外场试验,采集2019年3—6月逐分钟冻土数据,采用纵横极值集合法,对采样数据进行时间一致性质量控制,与3站的人工定时数据进行对比分析。根据同期人工观测数据,判断冻土自动观测异常可疑数据和异常数据阈值,分别为5 cm和11 cm,据此开展验证。结果表明: 冻土自动观测仪分钟数据完整率为99.59%;冻土自动观测仪平均冻土层数与人工观测基本一致,符合冻土业务数据分布特性; 5种类型冻土自动观测仪均能较好地反映不同气候区域的冻土的分钟数据变化,冻土自动观测分钟数据质量控制阈值合理可靠。     

安徽省不同等级雾和重度霾时空分布特征及地面气象条件比较

雾和霾都是低能见度天气,生成条件相似。利用安徽78个地面站逐时观测资料,基于雾、霾发生物理条件,建立了不同等级雾日和重度霾日的观测诊断方法,重建了不同等级雾和重度霾的时序资料。根据各站强浓雾发生的同步性,将安徽分为5个雾、霾分布特征不同的区域,探讨了各区域不同等级雾及重度霾出现时地面气象条件的异同。结果表明:（1）安徽省强浓雾主要是辐射雾。强浓雾、浓雾和大雾空间分布形势大体一致,淮河以北东、西部和江南都属于强浓雾高发区,但各地强浓雾的时、空分布特征和影响系统不同;重度霾有明显的北多、南少、山区最少的分布特征。（2）强浓雾年变化呈双峰型分布,峰值在1月和4月,日变化为单峰型,峰值在06时;而重度霾年变化为单峰型,峰值在1月,日变化为双峰型。（3）在强浓雾的高发时段（02—08时）,强浓雾时降温幅度最大,比重度霾平均高1℃,风速显著偏低,超过75%的样本风速低于1.5 m/s,且无明显主导风向;而重度霾时,风速比雾时明显要大,个别区域有超过75%的样本风速大于1.5 m/s,且以西北风到东北风为主。说明重度霾能否演变为强浓雾的关键地面气象因子是风速、风向和降温幅度。      

有ARMA噪声的一种参数估计的优效性

对于有ARMA噪声的线性回归模型,本文给出了只用递推进行模型辨识和参数估计的线性方法。若用所计算得到的回归残差作为数据,采用Hannan-Rissanen的线性估计法求ARMA噪声的参数估计,则本文证明了估计是强相容的,且对正态序列,估计具有渐近正态优效性。