Understanding the hydrological system dynamics of a glaciated alpine catchment in the Himalayan region using the J2000 hydrological model

This paper provides the results of hydrological modelling in a mesoscale glaciated alpine catchment of the Himalayan region. In the context of global climate change, the hydrological regime of an alpine mountain is likely to be affected, which might produce serious implications for downstream water availability. The main objective of this study was to understand the hydrological system dynamics of a glaciated catchment, the Dudh Kosi River basin, in Nepal, using the J2000 hydrological model and thereby understand how the rise in air temperature will affect the hydrological processes. The model is able to reproduce the overall hydrological dynamics quite well with an efficiency result of Nash–Sutcliffe (0.85), logarithm Nash–Sutcliffe (0.93) and coefficient of determination (0.85) for the study period. The average contribution from glacier areas to total streamflow is estimated to be 17%, and snowmelt (other than from glacier areas) accounts for another 17%. This indicates the significance of the snow and glacier runoff in the Himalayan region. The hypothetical rise in temperature scenarios at a rate of +2 and +4 °C indicated that the snowmelt process might be largely affected. An increase in snowmelt volume is noted during the premonsoon period, whereas the contribution during the monsoon season is significantly decreased. This occurs mainly because the rise in temperature will shift the snowline up to areas of higher altitude and thereby reduce the snow storage capacity of the basin. This indicates that the region is particularly vulnerable to global climate change and the associated risk of decreasing water availability to downstream areas. Under the assumed warming scenarios, it is likely that in the future, the river might shift from a ‘melt‐dominated river’ to a ‘rain‐dominated river’. The J2000 model should be considered a promising tool to better understand the hydrological dynamics in alpine mountain catchments of the Himalayan region. This understanding will be quite useful for further analysis of ‘what‐if scenarios’ in the context of global climate and land‐use changes and ultimately for sustainable Integrated Water Resources Management in the Himalayan region. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

适用于矢量瓦片缓存替换的视点相关预测区域算法

传统的缓存置换策略未充分考虑数据访问的空间特征,也不适用于基于矢量瓦片的替换。该文根据矢量瓦片的空间数据结构,提出一种适用于矢量瓦片缓存替换的视点相关预测区域算法:首先根据瓦片存储中多分辨率金字塔结构进行空间单元划分,并根据用户操作类型求解矢量瓦片及空间单元热度,从而构建用户视点位置相关的预测区域;然后综合考虑瓦片层级、空间单元热度及距离等因素进行预测区域分析,获得瓦片缓存价值并进行瓦片置换。通过与传统的FIFO、LRU和LFU缓存策略相比较,该算法的瓦片命中率比FIFO和LRU分别提高了近50%和20%,瓦片的请求耗时分别缩短了50%和30%左右,相比LFU也有明显优势。该研究为WebGIS提供了一种更具潜力的瓦片缓存方法。     

喀斯特地区地表温度空间降尺度方法初探

喀斯特地区地形起伏大,常规的降尺度方法及所选择的因子对其不适用。该文根据喀斯特地区的特点,选取反射率、遥感指数及高程因子为尺度因子,通过随机森林模型建立MODIS第31、32波段辐射亮度数据和尺度因子之间的非线性关系,构建适合喀斯特地区的随机森林(Karst Random Forest,KRF)模型,成功将空间分辨率为1 km的热红外辐射亮度降至100 m,最后利用劈窗算法反演得到空间分辨率为100 m的地表温度。将KRF方法与仅考虑常规因子的多因子随机森林回归模型(MTVRF)和热锐化算法(TsHARP)对比,结果表明:1)在不同高差的喀斯特地区,KRF方法可较大程度提高地表温度降尺度精度,均方根误差(RMSE)在遵义市西北部和贵阳市以南地区分别为2.46 K和1.45 K,较MTVRF模型分别降低了0.1419 K和0.2928 K,较TsHARP算法分别降低了0.6204 K和0.6953 K,且在地形起伏度较低的喀斯特山区城市(贵阳市以南)表现更好;2)在喀斯特地区不同地类上,KRF方法效果也较好,其中植被区域最优,RMSE为1.41 K,破碎的裸土区域RMSE为1.84 K。研究显示,考虑特殊尺度因子的KRF方法可提高喀斯特地区地表温度的降尺度精度,为该地区以地表温度为基础的研究提供更精细可靠的地表温度产品。     

青藏高原三江源和河湾区夏季降水变化特征及对高原夏季风的响应

本文利用1981～2020年观测数据和ERA5再分析资料,将青藏高原腹地三江源和东南重要水汽通道河湾区作为典型研究区域,分析了降水不同时间尺度变化特征及其典型强弱年对高原季风环流系统的响应,结果表明：（1）三江源和河湾区降水的季节变化均呈双峰型分布,峰值出现在7月初和8月下旬。夏季降水在21世纪初发生年代际转折,尤其是三江源降水量在近20年增加明显。两个高原季风指数DPMI(Dynamic Plateau Monsoon Index)和ZPMI(Zhou Plateau Monsoon Index)的夏季风爆发时间均超前于河湾区和三江源降水的明显增加期。三江源夏季降水年际变化与两个高原夏季风指数有较好的相关性。三江源与河湾区虽然相邻很近,但三江源夏季降水受高原季风影响程度远大于河湾区。当高原夏季风增强（减弱）时,三江源降水量偏多（少）。（2）三江源降水偏多年,南亚高压偏东偏强,低层高原主体低压异常,有利于西南风和东南风在三江源区域交汇,南方暖湿空气能够深入高原腹地导致水汽辐合偏强。河湾区降水偏多年,河湾区及整个高原主体附近高度场并没有明显异常,河湾区的水汽输送主要有两条路径,一条来自孟...     

闽赣跨断层短水准地点可视化系统设计与实现

针对闽赣地区24个短水准场地现有水准测量数据多而缺乏统一有效管理的问题,提出了建立地图服务发布及数据管理分析一体化系统的方案。在方案设计的基础上,结合Access数据库、ArcGIS Server、Android开发平台、.NET及相关ArcEngine开发平台,构建地图服务发布及数据库管理服务器端、桌面应用端、移动应用端,开发实现了统一式数据管理、地图服务发布、数据分析应用等功能,从而为闽赣地区地震监测提供决策分析支持。     

SAR图像河流分割的加权指数区域能量模型

传统主动轮廓模型很难实现精确的SAR图像河流分割。针对这一问题,本文提出了一种加权指数区域能量主动轮廓模型,以精确地提取SAR图像中的河流。该模型在Chan-Vese(CV)模型能量泛函中引入了指数区域能量,能更好地衡量分割图像和原始图像的差异程度,提高模型的分割准确性。此外,利用目标区域和背景区域内像素灰度的最大绝对差取代模型中常值区域能量权重,自适应地调节目标区域和背景区域的能量比重,加速曲线运动到目标区域的边缘,获得更高的分割效率。针对实际河流SAR图像进行了分割试验,结果表明:与传统主动轮廓模型相比,本文提出的模型能更快速、精确地分割SAR图像中的河流,在分割结果和分割效率两方面具有优势。     

非差误差改正信息的大范围单历元网络差分方法

针对网络差分方法多采用双差模型,但双差模型在实现时不够灵活的问题,提出一种基于非差误差改正信息的大范围单历元网络差分方法。此方法能够克服双差网络差分模型的缺点,用户不需要选择一个参考站作为主参考站,更不需要主参考站的观测数据进行双差组合,从而减少了数据传输量,作业方式更加自由、灵活,且算法简单、作业范围大。大范围区域内的流动站用户利用非差误差改正数进行误差改正,然后可实现单历元网络差分定位。实验表明,该方法可完成大范围单历元网络差分定位,并能够得到分米级精度的定位结果。     

明清时期宝鸡地区旱涝灾害链及其对气候变化的响应

通过对明清时期宝鸡地区旱涝灾害资料的统计和整理,利用滑动平均、累积距平及小波分析等方法探讨分析了1368-1911年宝鸡地区旱涝灾害链及其对气候变化的响应。结果表明：① 1368-1911年,宝鸡地区共发生297次旱涝灾害事件,其中旱灾和涝灾分别发生191次和106次,占旱涝灾害发生总次数的64.31%和35.69%。② 宝鸡地区旱涝灾害具有较为明显的阶段性特征,1368-1644年为偏旱阶段,1645-1804年为旱涝灾害波动阶段,1805-1911年为偏涝阶段,整体上呈现出干旱—湿润期的交替特征。旱涝灾害在时间尺度上大致存在70年、110年和170年左右3个振荡周期,与太阳黑子活动周期相对应。③ 旱涝灾害具有显著的空间差异性特征。渭河流域以北、以东地区既是旱灾的多发区,也是涝灾的多发区。④ 明清时期宝鸡地区旱涝灾害链的相继发生是对全球气候变化的响应。18世纪60年代以来,全球气候环境变化导致极端旱涝灾害事件频繁发生。     

地理空间区位与开封兴衰变迁研究

在开封自南宋以来的变迁历程中,因中原地区地理空间区位形势所造成的频繁战患直接导致开封城市的破坏与衰落,更重要的是开封在黄河泛滥区中所处的地理中心位置,不仅使开封周边地区土壤严重沙化,而且还在堰塞其水运河道的同时,也使其失去了成为现代铁路交通枢纽的机会。区域环境因素发生的重要改变导致中原地区区域政治中心在建国初从开封迁离,而改革开放以后随着经济自由流动程度的加强,更多的发展资源向邻近的郑州集聚,也造成开封经济发展的弱势。但随着国家及河南省政府利用开封地理空间区位形势所实施的"郑汴一体化"等当代发展策略的介入,开封将改变长期以来形成的下降趋势而实现复兴与发展。     

干旱区啤酒花农艺性状与品质的关系

明确啤酒花农艺性状与品质的相关性,可以为啤酒花种质资源优选鉴定提供依据。分析了甘肃省河西地区引进的50份啤酒花种质材料单蔓花数、花穗长、花穗粗、单花重、百花重、干鲜比与产量和品质的关系。结果表明：干旱半干旱地区啤酒花种质资源农艺性状和品质指标均存在较大变异,为优异资源的筛选创造了条件。农艺性状和品质指标存在一定相关性,其中,花穗粗和单花重均与干鲜比显著正相关（R²=0.293和R²=0.288）,花穗长和干鲜比与黄腐酚含量呈极显著正相关且干鲜比对黄腐酚含量贡献大于花穗长,而6个主要农艺性状均与α-酸含量无显著相关性。花穗长、花穗粗可以作为干鲜比大、产量和黄腐酚含量高、药用价值好的啤酒花种质资源筛选的农艺性状指标,但高α-酸含量的啤酒花种质资源无法通过农艺性状去筛选。