Impact of missing flow on active inundation areas and transformation of parafluvial wetlands in Punarbhaba–Tangon river basin of Indo-Bangladesh

Punarbhaba river of Indo-Bangladesh has experienced hydro-ecological alteration after installation of Komardanga dam in 1992 and consequently wetland and inundation areas have undergone into transformation. The present work intends to explore the impact of flow attenuation on contemporary and upcoming flood extent and flood plain wetlands. In post-dam condition, average and maximum flows are attenuated by 36 and 41%, respectively, and as a result the active flood prone area is squeezed considerably by 39.72%. Average flood water depth is also reduced by 37.87% (4.45metre) after flow modification. Due to shrinkages of flood prone areas, wetland area is also reduced from 215.70 to 90.40 km² and larger part of the present wetland area is under stress and critical state. Predicted flood prone areas in next 25 years will be 328.91 km² and consequently 65.63 km² wetland areas may further be under hydro-ecological threats. Release of ecological flow is essential to restore and preserve the wetland.     

基于LiDAR数据和航空影像的水体自动提取

提出将LiDAR数据对水体的敏感性与航空影像的高分辨率特征相结合的水体自动提取方法。利用SIFT算法对LiDAR强度图像和航空影像进行配准,在LiDAR高程图像上提取无回波信号的黑色区域,构建几何约束条件,排除由遮挡产生的无效区域;将水体初始位置映射到航空影像上,结合边缘信息进行区域生长,并对生长区域进行数学形态学运算,最终获取水体区域。实验结果表明,该方法可以获得很好的水体提取效果。     

基于LBV变换的TM数据水体提取新方法

TM数据经典水体提取方法存在对细小水体的漏判和对山体阴影的误判两方面缺陷。本文基于LBV变换提出了B分量阈值法和LBV关系法两种新的水体提取方法。实验结果表明:两种新方法的漏分精度分别为2.54%、2.73%,误分精度分别为15.71%、13.39%,整体提取效果优于经典方法。     

非匀一冠层热辐射方向性3维模型构建——以玉米冠层为例

建立适用于多类型植被场景的热辐射方向性模型是进行地表热辐射方向性研究的一种手段。利用真实植株几何及生理参数的统计平均值来刻画理念植株,并给定其空间分布特征,进行不同生长期植被冠层的描述。基于冠层双向孔隙率思想构建了冠层热辐射方向性3维模型,模型继承了孔隙率模型在计算冠层热辐射方向性上的简洁优势同时以几何光学的思想考虑了冠层空间异质性对冠层热辐射方向性的影响。以玉米冠层为例,进行了不同生长期玉米冠层热辐射方向亮温的模拟,通过与实地测量数据的比对表明,本文发展的模型能够较准确地模拟不同生长期玉米植被场景的方向亮温变化规律,模拟误差主要来自理念株的刻画误差、玉米叶片形状的近似以及忽略了多次散射贡献等3个方面。模型的构建方法对稀疏植被场景、浓密植被场景、多类型植被的混合场景均可适用,不同观测几何下的植被场景4组份面积比计算结果有望应用于复杂地表条件下地表返照率的研究。     

顾及拓扑一致性的水系三维曲线化简

鉴于常规曲线化简方法应用于水系曲线化简时难以顾及水系要素的三维特征及其拓扑关系,本文提出了一种顾及拓扑一致性的水系三维曲线化简方法。该方法首先对D-P算法进行三维扩展,实现水系中单条河流三维曲线化简,然后构建水系树结构表达其拓扑关系,最后按照水系树的层次顺序依次进行河流曲线化简和干流与支流的拓扑关系重构。试验结果表明,该方法化简精度高,既能保持水系的三维形态特征,又能保证河流交汇处的拓扑一致性。     

武汉中心城区热岛效应模拟

针对传统的模拟热环境时空演变模型欠缺可推广性,该文提出运用CA-Markov模型研究热环境变化趋势,既能有效模拟元胞时空格局变化,又能提高元胞转化预测精度,经验证Kappa指数为73.46%,具有较高的可信度。基于CA-Markov模型模拟的武汉中心城区热环境表明:2009—2018年低温区和次低温区呈现减少趋势,中温区显著增加,热岛略有增长,总体强度增大,热岛效应愈发明显;2009—2018年热岛演变呈西南-东北方向,有向西-东方向发展的趋势,热岛重心南偏西方向移动;2009—2018年热岛区域在景观水平上破碎度较高,热环境趋于复杂化。研究结果对武汉中心城区城市规划、生态环境改善等具有一定的参考价值。     

面向蓝藻的洱海气象监测站布局方法

针对洱海流域蓝藻预警研究所需的气象数据不足的问题,提出洱海气象监测站优化布局方法,采用环境影响统计概念模型分析了对环境产生影响的主要经济因素,根据水体污染指标将洱海各个行政区分为高污染区和低污染区,再考虑汇入洱海支流是否流经高污染区,认为在高污染区支流汇入口是蓝藻发生概率较高的区域。依据2个主要参数:区域污染程度和支流入口,部署气象监测站,该监测站能为洱海蓝藻预警研究提供必要、准确和可靠的水面气温、降雨量以及日照长度等气象参数,将对水环境的监测和研究具有重大意义和广泛应用前景。     

不同遥感影像的城市热岛空间分布特征分析

针对传统的地面观测方式很难全面掌握城市地面热岛的空间分布情况的问题,该文将HJ-1B卫星热红外图像代表的亮温图和采用HJ-1B卫星反演的温度图像正规化,利用量化等级体系对同一地区的亮温分布图和温度分布图进行划分,提出并采用间隙度指数对不同影像的高温区进行空间分布进行评价。实验结果表明:基于热红外影像的城市热岛空间分布比基于热红外影像反演的温度图的热岛空间分布更为集中,为研究不同影像之间的城市热岛空间分布提供了一种评价方法。     

基于激光测高数据的丹江口水库水位变化监测

针对多源星载激光测高数据监测湖泊水位变化问题,该文选取2003—2009年ICESat/GLAH14全球地表高程数据、2018年10月—2019年8月的ICESat-2/ATL13全球内陆水体高程数据,提取丹江口水库多期水位变化数据,最后利用水位站实测水位对其准确度进行了验证,并分析了丹江口水库年度水位变化规律。结果表明,丹江口水库水位呈现明显的季节性变化,每年11月达到较高水位,3月降至较低水位;由ICESat/GLAH14数据估算水库水位的精度为16 cm,ICESat-2/ATL13数据集估算水库水位的精度达到10 cm。因此,ICESat-2/ATL13数据用于内陆水体水位变化监测具有很高的可行性。     

基于OSTU算法利用新型水体指数进行Landsat数据自适应阈值水体自动提取研究

利用Landsat数据,结合NDWI与MNDWI提取水体信息的特点提出了一种新的水体指数NMWI,并结合OSTU算法自适应地确定最佳分割阈值,完成了对海洋、河流、湖泊和水库4种主要的典型水体信息的自动提取,均取得了较好的效果。