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Sofiane Khelifa Bachir Gourine Habib Taibi Hicham Dekkiche 《Arabian Journal of Geosciences》2018,11(12):329
Several methods of time series analysis and forecasting require data at regular time intervals. But in space geodesy, most datasets are often full of gaps, resulting for example from hardware issue, modification of models, change of analysis strategy, and local geophysical phenomenon. The purpose of this paper is to fill the gaps in time series of space-geodetic station positions, by the use of two different approaches: the iterative singular spectrum analysis (ISSA) and the generalized regression neural network (GRNN). In order to test the efficiency of the proposed methods to properly process missing data, we created synthetic gaps at random points in regular time series (i.e., time series without gaps) of Global Positioning System (GPS) and Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite (DORIS) station positions with data span longer than 4 years. For each analyzed time series, we created gaps (by removing successive points) of different lengths ranging from 1 to 52 gaps, and then, we filled these gaps by ISSA, GRNN, and other classical methods of interpolation such as nearest neighbor, linear, and cubic interpolations.The interpolation precision was evaluated by the technique of cross-validation which compares the estimated values with the original data. After several simulations on position time series with different lengths, we found that the ISSA technique provides better results in terms of root mean square error. 相似文献
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生态水文科学研究的现状与展望 总被引：35，自引：5，他引：35
生态水文科学研究是区域生态系统研究和区域水文科学研究的交叉领域 ,其核心内容是揭示不同环境条件下植物与水的相互关系机理 ,探索各种植被的生态水文作用过程。近年来 ,生态与水文相互作用过程的数学模拟和专门模型研制日益成为重要的发展领域 ,同时 ,生态水文学的研究十分注重尺度效应 ,把在一定尺度上获得的水文与生态原理或模型向其它不同尺度转换已成为最具挑战性的问题。山地生态系统成为全球变化研究最为重要的研究场所 ,开展与全球变化相关的生态系统物质与能量循环、生态过程的梯度效应及其与水文过程的耦合关系、生态系统结构与功能及其变化等方面的研究 ,是生态水文学研究最具活力的方向 ,其中建立包含区域气候变化因素的多元生态过程动态模拟模型 ,并使该模型具有不同时空尺度、不同地貌和生态带的广泛适应性是目前广泛关注的热点问题。 相似文献
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Gunnar Lischeid Dagmar Balla Ralf Dannowski Ottfried Dietrich Thomas Kalettka Christoph Merz Uwe Schindler Jörg Steidl 《Environmental Earth Sciences》2017,76(1):40
Facing the challenges of the European Water Framework Directive and competing demands requires a sound knowledge of the hydrological system. This is a major challenge in regions like Northeast Germany. The landscape has been massively reshaped during repeated advances and retreats of glaciation during the Pleistocene. This resulted in a complex setting of unconsolidated sediments with high textural heterogeneity and with layered aquifer systems, partly confined, but usually of unknown number and extent of single aquifers. The Institute of Landscape Hydrology aims both at a better understanding of hydrological processes and at providing a basis for sustainable water resources management in this region. That would require sound information about the respective regions of interest that are rarely available at sufficient degree of detail. Thus, there is urgent need for alternative approaches. For example, time series of groundwater head, lake water level and stream runoff do not only depend on (unknown) geological structures, but in turn can reveal information about major geological features. To that end, different approaches have been developed and successfully applied at different scales, based both on advanced time series analysis and dimension reduction approaches and on well-known and rather simple methods. This approach has been coined “forensic hydrology”: Like in a crime story, numerous pieces of evidence are combined in a systematic way to end up with a consistent conceptual model about the prevailing cause–effect relationships. An example is given for the Quillow catchment in Northeast Germany in a rather complex geological setting. 相似文献
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水文要素变异的人类活动影响研究进展 总被引：5，自引：0，他引：5
重点针对人类活动导致的水文要素变异问题从以下3个方面分析了研究进展:①综述了人类活动水文效应研究的定性和定量2类成果,分析了作为揭示人类活动的水文效应机理的综合驱动因子的研究现状,剖析了人类活动水文效应定量化研究的方法模式;②综述了水文要素时间序列变异特征及变异点位置的识别研究成果,分析了现有的统计识别方法和差异信息熵等新技术、新理论在变异点识别中的应用,简析了目前研究尚不多的水文要素空间变异性研究方法;③描述了分离气候变化和人类活动对流域水文要素影响的2类主要方法:分项调查法和水文模型法,分析了土地利用/覆被变化对水文系统作用的驱动机理模型,综述了农区下垫面变化对水文要素变异的贡献分解方法.通过综述,指出了现有人类活动水文效应、水文要素变异性识别、下垫面变化对水文要素变异的驱动机理等方面的研究不足和问题.提出了未来需要重点加强气候变化与人类活动对水文要素变异驱动机理及贡献分解研究,加强水文要素时空变异特性的诊断,重构水文要素变异环境下洪涝极值等特征量及其重现期的新概念和新定量等. 相似文献
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水文过程在湿地形成、发育、演替直至消亡全过程中起重要作用.降水截流、径流和蒸散作用是湿地 大气界面水文过程研究的热点和重点,开发的模型较多但尚需进一步检验和完善.片流和明渠流是湿地主要地表径流,其中片流受地形坡度等因素影响而难以精确计算.湿地的地下水文系统对季节性积水湿地尤为重要,但是关于泥炭沼泽的垂向水力联系尚需进一步研究.可持续的湿地水文管理必须将人类活动和气候变化这两个因素纳入湿地综合水文模型,然而目前除少数几个综合模型外,大多数的湿地水文模型并非如此.加强湿地水文观测、多手段多技术相结合和开发综合湿地水文模型应是今后湿地水文学研究的主流. 相似文献
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遥感水文应用中的尺度问题 总被引：11，自引：0，他引：11
遥感技术在水文科学中的广泛应用，极大地拓宽了其研究的领域和范围，增加了其研究的深度。但同时也应该看到，遥感信息的空间分辨率和时间分辨率，以及水文科学自身尺度问题的复杂性，一方面对遥感水文的应用产生困难和问题，限制了水文遥感的应用；另一方面又对水文尺度问题提供了新的技术手段，为遥感水文应用增添了新的亮点。从水文机理与空间尺度、遥感信息的空间分辨率、水文参数的空间延拓，以及遥感技术与水文科学的发展等 4个方面探讨了遥感水文的空间尺度问题；从瞬时遥感信息的时间拓展和遥感信息的时间分辨率 2个方面讨论了遥感水文的时间尺度问题。 相似文献
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生态水文科学研究是区域生态系统研究和区域水文科学研究的交叉领域，其核心内容是揭示不同环境条件下植物与水的相互关系机理，探索各种植被的生态水文作用过程。近年来，生态与水文相互作用过程的数学模拟和专门模型研制日益成为重要的发展领域，同时，生态水文学的研究十分注重尺度效应，把在一定尺度上获得的水文与生态原理或模型向其它不同尺度转换已成为最具挑战性的问题。山地生态系统成为全球变化研究最为重要的研究场所，开展与全球变化相关的生态系统物质与能量循环、生态过程的梯度效应及其与水文过程的耦合关系、生态系统结构与功能及其变化等方面的研究，是生态水文学研究最具活力的方向，其中建立包含区域气候变化因素的多元生态过程动态模拟模型，并使该模型具有不同时空尺度、不同地貌和生态带的广泛适应性是目前广泛关注的热点问题。 相似文献
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祁连山黑河干流山区水文模拟研究进展 总被引：2，自引：1，他引：1
流域水文模拟是在认识水文规律的基础上, 对流域水文过程的一种数学描述.黑河流域作为典型的内陆河流域历来是研究寒区、 旱区水文过程的热点区域.祁连山黑河干流山区的水文模拟研究也备受学者们的关注, 经验模型、 概念模型和分布式水文模型在该区域均有应用, 虽然都对出山径流做出了准确的模拟, 但是引进的模型对高寒山区水文过程的刻画不够详细.内陆河高寒山区流域的水文模拟要充分考虑冰川、 积雪、 冻土等因素所引起的特殊寒区水文过程, 准确刻画这些水文过程是高寒山区流域水文模拟成功的关键.今后应该继续加强野外观测, 深入开展冻土水文过程、 冰雪水文过程的模拟研究, 发展真正适合于高寒山区流域水文过程的分布式水文模型. 相似文献
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全球气候变化和快速城市化导致的城市水循环过程变化是当前城市水文学研究的热点问题。为综合理解城市水循环演变过程,结合城市水文学的发展历程,剖析水循环过程对快速城市化进程的响应机制。总结了国内外城市化水文效应的主要成果,包括城市化对水循环过程、洪涝灾害、水生态系统以及水资源的影响。系统归纳了城市化水文效应的评估方法和技术手段。针对现有研究中的不足,指出变化环境下城市化水文效应研究面临的主要挑战及关键技术难题,提出未来研究的重点方向,如城市化降水效应的机理、不透水面的分布及有效性评估、城市化与水生态系统的响应关系与综合城市水资源管理及需水预测等。 相似文献
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基于热红外遥感的农田蒸散估算方法研究综述 总被引：3，自引：0，他引：3
农田蒸散是农田土壤蒸发和作物蒸腾的总称,基于热红外遥感的农田蒸散估算方法研究是农业遥感领域重要前沿课题之一。经过30多年的发展,基于热红外遥感的遥感蒸散算法逐渐成熟并广泛应用于农业、气象以及水文等多个领域。简要回顾基于热红外遥感地表温度与空气温度温差的经验方法、地表能量平衡的单层和双层模型、基于热红外遥感数据源的彭曼公式以及遥感参数化的Priestley-Taylor模型等多种遥感蒸散模型的基本原理、核心算法以及存在问题等研究。针对这些方法的优缺点,指出了基于热红外遥感的农田蒸散估算方法在农业遥感中尚需解决的关键问题,并提出可能的解决途径。 相似文献
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阐述了水文实验的概念与内涵,归纳了水文实验的研究方法及其特点,系统地回顾了国内外流域水文实验的发展历程,梳理了应用实验方法进行植被截留与阻滞作用、降水径流关系、非饱和带水分运移以及气候变化和人类活动影响下的水文过程研究的进展,分析了当前水文实验发展的不足,提出未来水文实验的发展方向:传统的实验流域着重于地表水研究,没有深入水文循环系统的内部,应将水文实验的研究范围从地表扩展为关键带部分,并加强跨流域的补给、径流与排泄关系研究;多学科交叉的综合观测实验与协同研究是水文实验的发展趋势;当前水文实验的系统性与规范性仍显不足,应重视水文实验站网建设,加强水文实验的规范性,以促进实验数据交换和研究成果对比。 相似文献
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DEM是目前用于流域地形分析的主要数据,基于DEM的水文模拟技术,在流域地形分析及水系构建等方面已形成了比较成熟的算法,给传统的水文模拟技术带来了根本性的变化。以蒲石河流域山区为例,借助流域水文软件WMS,结合ARCVIEW和SURFER软件,计算了流域的面积、周长、坡度与形状因子等参数。在生成山区数字高程模型的基础上,采用WMS嵌入的HEC-1模型对一场降雨进行了降雨径流模拟研究。 相似文献
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Christian Milzow Lesego Kgotlhang Peter Bauer-Gottwein Philipp Meier Wolfgang Kinzelbach 《Hydrogeology Journal》2009,17(6):1297-1328
The wetlands of the Okavango Delta accommodate a multitude of ecosystems with a large diversity in fauna and flora. They not only provide the traditional livelihood of the local communities but are also the basis of a tourism industry that generates substantial revenue for the whole of Botswana. For the global community, the wetlands retain a tremendous pool of biodiversity. As the upstream states Angola and Namibia are developing, however, changes in the use of the water of the Okavango River and in the ecological status of the wetlands are to be expected. To predict these impacts, the hydrology of the Delta has to be understood. This article reviews scientific work done for that purpose, focussing on the hydrological modelling of surface water and groundwater. Research providing input data to hydrological models is also presented. It relies heavily on all types of remote sensing. The history of hydrologic models of the Delta is retraced from the early box models to state-of-the-art distributed hydrological models. The knowledge gained from hydrological models and its relevance for the management of the Delta are discussed. 相似文献
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山洪灾害突发性强、破坏性大、预测难度高,其预报是水文学及水动力学面临的重大科学问题。深入理解流域暴雨山洪响应机理是准确预测山洪灾害的关键。暴雨山洪通常发生在资料较为匮乏的小流域,给适用于较大流域的水文模型应用带来了挑战;而暴雨山洪完整水动力学方法对历史资料需求低,充分考虑了暴雨山洪形成与演化的物理机制,能够准确地描述降雨-产汇流-沟道洪水演进的全过程,减小了暴雨山洪预报的不确定性。本文首先比较了应用水文学方法和水动力学方法模拟暴雨山洪的优缺点;其次,详细梳理了暴雨山洪水动力学模型的关键技术,特别是结合暴雨山洪非规则坡面流动的特点,总结概括了浅水动力学控制方程离散中的地形源项和阻力源项处理方法;然后,系统探究了暴雨山洪水动力学关键物理因子（降雨、下渗、阻力等）作用规律及其定量化方法;最后,展望了模型精度、计算效率、应用领域等发展方向。 相似文献
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