中国区域位势高度场探空与再分析资料的对比分析

利用中国高空探空资料和NCEP/NCAR、ERA以及JRA 3种再分析资料,采用偏差、线性趋势、EOF等统计方法,分析、讨论了再分析资料位势高度场在中国区域的适用性问题。结果表明:在年平均场上,探空资料在中国北方地区对流层中存在上升趋势,在平流层低层存在下降趋势;并且有整层变化相同的年际变化特征和对流层南北方反位相变化的年代际变化特征。再分析资料位势高度场数值上普遍小于探空资料;NCEP/NCAR资料与探空资料较为接近。在季节平均场上,探空资料在冬季对流层中存在一致的上升趋势,在春、夏和秋季的长期变化趋势与年平均场类似;探空资料与再分析资料在冬季的偏差最小。不同资料的EOF第一模态分布,在不同季节中差别较大,NCEP/NCAR资料在春季、夏季和冬季适用性较高,ERA资料在秋季适用性较高。     

多源遥感数据管理系统研究

针对多源遥感数据管理问题进行探索研究,主要运用镶嵌数据集模型和影像与解译数据集成显示方法.基于ArcGIS和IMINT特征知识库平台,使用C#和其他编程工具进行开发,设计并实现了多源遥感数据管理系统的功能模块,可以高效、简便地管理多源遥感数据.     

从光谱指数到融合数据集的全球植被遥感数据产品

遥感对地观测为理解陆地植被动态与全球环境变化规律提供了数据基础,基于卫星观测的全球植被遥感数据产品近年来层出不穷,但缺乏基于数据使用者视角的系统梳理。本文回顾了全球植被遥感数据产品的发展历程,梳理了相关卫星计划及对应数据产品,分析了从植被光谱指数到生物物理特征参量、传统光学遥感反演到叶绿素荧光及星载微波反演产品、从单一传感器生产到多数据源—多数据集融合产品的发展脉络,阐述了全球植被遥感数据产品的来源、特征与关联关系。认为当前全球植被遥感数据产品的生产与应用存在一定脱节,遥感产品精度制约了对地球系统的深入理解。全球植被遥感数据产品正从宏观状态监测向专业化、精细化、标准化转变,建议未来制备全球遥感数据产品应充分利用目前已积累的长时序观测数据,融合多源观测资料,提升现有数据集的时空分辨率、精度及连续性;注重提高特殊区域与特定类型生态系统的反演精度,加强多维植被特征的一体化监测;建立全球植被产品数据共享平台,提供标准的全流程数据处理与分发服务,将数据不确定性信息高效、清晰提供给用户。     

复杂场景下农村道路裂缝分割方法

针对农村道路裂缝识别中存在训练样本数量少、场景单一、提取结果不准确等问题,本文首先依托辽宁省多年份实测道路图像数据,构建具有多种类、多场景的路面裂缝数据集(PCDs),以ResNet50为编码器、SegNet为解码器,构建路面裂缝图像识别模型Res-SegNet,通过增大卷积核的大小获取更丰富的裂缝信息,使用Focal Loss损失函数,令模型更专注困难样本。然后采用分块预测方法提升裂缝在图片中的占比,使图片预测更加精细。最后通过网络模型和预测方法进行对比试验。结果表明,使用Res-SegNet识别PCDs的测试集,在不同的场景中F值为0.691,使用Res-SegNet结合分块预测识别PCDs的测试集,在不同的场景中F值达0.753。     

Evaluating the suitability of three gridded-datasets and their impacts on hydrological simulation at Scotty Creek in the southern Northwest Territories,Canada

In the southern Northwest Territories (NWT), long time series of historical observations of climate and hydrology are scarce. Gridded datasets have been used as an alternative to instrumental observations for climate analysis in this area, but not for driving models to understand hydrological processes in the southern NWT. The suitability of temperature and precipitation from three-gridded datasets (Australian National University Spline [ANUSPLIN], ERA-Interim, and Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Application, Version 2 [MERRA-2]) as forcings for hydrological modelling in a small subcatchment in the southern NWT are assessed. Multiple statistical techniques are used to ensure that structural and temporal attributes of the observational datasets are adequately compared. Daily minimum and maximum air temperatures in gridded datasets are more similar to observations than precipitation. The ANUSPLIN temperature time series are more statistically similar to observations, based on population statistics and temporal structure, than either of ERA-Interim or MERRA-2. The gridded datasets capture the seasonal and annual seasonal variability of precipitation but with large biases. ANUSPLIN precipitation compares better with observations than either ERA-Interim or MERRA-2 precipitation. The biases in these gridded datasets affect run-off simulations. The biases in hydrological simulations are predictable from the statistical differences between gridded datasets and observations and can be used to make informed choices about their use.     

镶嵌数据集框架下海量影像管理系统设计及实现

针对传统管理方式难以解决海量影像数据管理与在线使用的难题,提出了基于镶嵌数据集存储多源海量的影像数据方法,研究设计了利用在线的方式管理与调用海量影像数据库模型的方法,开发了海量影像管理系统,实现了在线方式对海量影像高效的调用、管理、打印、下载等功能。     

内蒙古自治区阿拉善左旗腾格里工业园区供水水文地质详查数据集

2011年内蒙古自治区阿拉善左旗腾格里工业园区供水水文地质详查数据集是对内蒙古自治区地质调查院承担的“内蒙古自治区阿拉善左旗腾格里工业园区供水水文地质详查”项目提供的钻孔抽水试验成果（12个钻孔点）、地下水水化学成果（40个水样）、岩土样试验成果（102个岩土样）、地下水位统测（35个测试点）四组数据整理而得。其中,钻孔抽水试验成果数据主要包括水位埋深、静止水位标高、水位降深、涌水量、渗透系数、导水系数、矿化度等;地下水水化学成果数据主要包括游离CO₂、H₂SiO₃、溶解性固体、总硬度、总碱度、Ph值等;岩土样试验成果数据主要包括给水度、含盐量、颗粒组成等;地下水位统测主要包括取水层位、含水层顶底板埋深、水位埋深、水位标高、水利性质等内容。通过校核和验证,所有结果均在误差范围之内。对于地表水资源贫乏地区,围绕该地区对水资源的需求,以选择供水水源地为勘查目的,为科学合理的利用地下水资源提供依据,保证经济和生态环境的可持续发展。为了更好地利用这些数据,采用国内规范的数据处理方法和原则,对试验数据进行整理和质量控制。     

Analysis of the Change of Comfort Index over Yunnan Province Based on Effective Temperature

The Effective Temperature (ET), which considers the aggregate effects of temperature, relative humidity and wind speed to describe the human thermal sensitivity, was employed to investigate the change of thermal conditions over Yunnan Province in China during the period of 1961-2014. The observation data used in the study is the high resolution gridded daily scale dataset CN05.1. The results show that over the northern part of the Province with high elevation mountains, colder temperature, lower relative humidity and stronger wind speed prevail, which leads to the lower ET values there. Opposite conditions are found over the low elevation areas in the south. An overall warming and decrease of both relative humidity and wind speed are observed in the latest decades in the whole Province, resulting in the general increase of ET over the region. Analysis based on the different assessment scales of ET shows that, more cold/extreme cold days and cool days exist in the north, while the cool days and comfortable days are mainly distributed in the south. General decrease of cold/extreme cold days is found over the region. An increase of the cool days in the north and decrease of it in the south, significant increase of the comfortable days, and increase of warm and hot/extreme hot days over portions in the south are reported. More climatic favorable days are found in all of the four seasons. Within the climate change context, the significant reduction of cold/extreme cold days and increase of climatic favorable days indicate that the climate in Yunnan Province so far tends to be more favorable for the human beings.     

基于NSIDC海冰产品的FY北极海冰数据集优化

北极海冰对全球气候起着非常重要的调制作用,海冰范围是海冰监测的基本参数。近40年,北极地区持续变暖,北极海冰显著减少,进而引发北极自然环境恶化、北半球极端天气频发、全球海平面上升等一系列环境和气候问题。准确获取北极海冰范围及其演变趋势,确定海冰变化对全球气候系统的响应,是研究和预测全球气候变化趋势的关键之一。HasISST和OISST海冰数据集在海冰监测中应用最为广泛,可为北极地区长时间序列海冰变化研究提供基础数据,但这2套数据集空间分辨率相对较低,应用于北极关键区对中国气候响应研究方面存在很大的局限,为解决这一问题和弥补国内海冰监测微波遥感数据的空白,2011年6月27日,国家卫星气象中心（National Satellite Meteorological Center, NSMC）发布了FY（Fengyun, FY）北极海冰数据集,该数据集利用搭载在FY卫星上的微波成像仪（Microwave Radiation Imager, MWRI）数据,使用Enhance NASA Team算法制作,该算法利用前向辐射传输模型模拟北极地区4种海表类型（海水、新生冰、一年冰和多年冰）在不同大气条件下MWRI辐射亮温,进而得到每种大气条件下0~100%的海冰覆盖度查找表（海冰覆盖度每次增加1%）,通过观测值与模拟值的比对得到海冰覆盖度,由该数据集计算得到的北极海冰范围在大部分区域与实际情况相符。该产品虽已进行通道间匹配误差修正和定位精度偏差订正,但由于其搭载的微波成像仪（Microwave Radiation Imager, MWRI）天线长度有限,造成传感器探测到的地物回波信号相对较弱,难以区分海冰和近岸附近的陆地,影响了该数据集的精度和应用。为解决这一问题,本文基于美国冰雪中心（National Snow and Ice Data Center, NSIDC）发布的海冰产品对FY海冰数据集进行优化,NSIDC产品利用判断矩阵对海岸线附近的像元进行识别,并对误差像元进行不同程度的修正,由NSIDC产品计算得到的北极海冰范围与实际情况更为符合。数据集优化大大提高了FY海冰数据集的精度,研究结果表明,优化后FY海冰数据集与NSIDC产品相关系数高达0.9997,且二者日、月、年平均最大海冰范围偏差仅为3.5%、1.9%、0.9%,且FY海冰数据集优化过程对其较好的空间分异特征无明显影响。该数据集可正确地反映北极海冰范围及其变化情况,且海岸线附近海冰的分布情况更准确,可为北极海冰变化研究提供可靠的基础数据。     

气候监测业务专题数据服务系统的设计与实现

为了满足气候监测业务日益突出的个性化资料需求,设计和开发了气候监测业务专题数据服务系统。在分析用户资料需求的基础上,重点介绍了系统的设计思路和实现技术。该系统由1个专题数据支撑库和4个功能模块组成,包括资料更新发现、专题数据集制作、数据服务和任务调度,其中,专题数据集制作方法和3种任务调度模式是系统设计的核心。系统实现采用SSH (Struts Spring Hibernate) 框架,按数据访问层、业务逻辑层和交互表现层进行分层实现;同时,结合DWR (Direct Web Remoting) 技术实现了同步异步交互方式,使用灵活的配置管理加强系统的可扩展性。系统投入运行后,已制作出13个专题数据集,提供了良好的数据服务。