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黑河流域遥感—地面观测同步试验：科学目标与试验方案 总被引：44，自引：17，他引：27
介绍了黑河流域遥感-地面观测同步试验的科学背景、科学问题、研究目标以及观测试验方案和观测系统布置.总体目标是,开展航空-卫星遥感与地面观测同步试验,为发展流域科学积累基础数据;发展能够融合多源遥感观测的流域尺度陆面数据同化系统,为实现卫星遥感对流域的动态监测提供方法和范例.以具备鲜明的高寒与干旱区伴生为主要特征的黑河流域为试验区,以水循环为主要研究对象,利用航空遥感、卫星遥感、地面雷达、水文气象观测、通量观测、生态监测等相关设备,开展航空、卫星和地面配合的大型观测试验,精细观测干旱区内陆河流域高山冰雪和冻土带、山区水源涵养林带、中游人工绿洲及天然荒漠绿洲带的水循环和生态过程的各个分量;并且以航空遥感为桥梁,通过高精度的真实性验证,发展尺度转换方法,改善从卫星遥感资料反演和间接估计水循环各分量及与之密切联系的生态和其他地表过程分量的模型和算法.由寒区水文试验、森林水文试验和干旱区水文试验,以及一个集成研究--模拟平台和数据平台建设组成.拟观测的变量划分为5大类,分别是水文与生态变量、驱动数据、植被参数、土壤参数和空气动力参数.同步试验在流域尺度、重点试验区、加密观测区和观测小区4个尺度上展开.布置了加密的地面同步观测、通量和气象水文观测、降雨、径流及其他水文要素观测网络;使用了5类机载遥感传感器,分别是微波辐射计、激光雷达、高光谱成像仪、热红外成像仪和多光谱CCD相机;获取了丰富的可见光/近红外、热红外、主被动微波、激光雷达等卫星数据. 相似文献
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河流水系连通性具有水文调蓄、保障生物迁徙通畅、改善水土环境等功能,目前主要从水文、景观和生态等方面对其进行了定义,而河流水系连通性对社会发展也发挥着重要作用,故河流水系连通性具有自然和社会双重属性,其连通性机制主要表现为纵向、横向、垂向连通性。目前主要从景观学、水文学、水力学、生态学等学科角度提出了图论法、水文-水力学法、景观法、生物法和综合指标法等计算方法,各方法有其适用性和不足,应用中须针对实际问题选择适宜方法或进行修正。河流水系连通性未来研究应综合多尺度、多领域、多学科,在研究内容上,重点开展尺度协同、连通性含义界定、响应机理及修复问题研究,在研究手段上,重点开展多方法、多技术集成问题研究。 相似文献
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针对现行水环境功能区划存在的6大问题,提出了以景观生态学、流域管理和水生态服务功能等为理论基础的,以水生态分区、水生态系统完整性评价、冲突分析等为区划途径的流域水环境功能区划。该区划方法及技术路线充分体现了国外趋势与国内管理要求:流域尺度、协调思想、因地制宜和动态性,并重点分析了概念内涵和技术操作程序。同时针对此区划的2大关键问题——协调人与自然、不同利益者冲突问题和确定分类管理功能区——提出了思路与解决途径。本研究有效地权衡了人类需求功能与水生态需求功能,协调了跨界冲突问题以及综合考虑了水资源利用、水环境改善和水生态保护的相互关系,为我国未来水环境管理和流域管理提供技术支持。 相似文献
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从河流开发与保护的流域生态安全概念出发,基于驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)的模型方法,构建了水工程规划设计关键生态指标体系。在分析流域生态系统结构和功能的基础上,提出该指标体系包括5个生态属性层,即水文水资源、水环境、河流地貌、生物及栖息地和社会环境,分析各属性主要生态要素,并进一步细分为19个要素层。根据中国水工程规划设计类型和阶段划分,考虑不同的空间尺度效应,建立了该指标体系的结构框架,并采用专家咨询、频度分析方法,筛选确定了36个关键生态指标。该指标体系具有多维度、多层次的特点,可适用于不同空间尺度、不同规划设计阶段及水工程类型。 相似文献
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河岸带潜流层是河岸带内地表水与地下水相互作用的生态交错带,在水文地理学、生态学、环境学上含义不尽相同。河岸带潜流层具有复杂的垂向、横向、纵向结构特征,其边缘效应显著,表现为泥沙、水流、生物、环境化学因子之间的复杂动态过程,主要包括水动力动态过程、生态学过程、溶质循环与化学过程等。水动力动态过程是驱动条件,氧气浓度是生态过程、溶质循环和化学过程的决定性因素。在各动态过程的驱动下,河岸带潜流层具有调蓄洪水、削减污染、净化缓冲环境和提供适宜栖息地等功能。针对河岸带潜流层功能退化的问题,需开展健康诊断,明确致病机理,实施适宜的生态修复。未来中国在开展河岸带潜流层研究时,应根据中国河岸带特点,采用示踪试验、数值模拟等方法,集成GIS等现代技术手段,研究多尺度下,水文条件、地形变化、土壤渗透系数、河岸带建设方式、植被分布等对河岸带潜流层水文、热传导、生化、生态等的影响机制,准确界定河岸带潜流层区域范围,制定适宜的生态修复策略。 相似文献
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黑河流域生态—水文过程综合遥感观测联合试验总体设计 总被引：17，自引：4，他引：13
介绍了"黑河流域生态—水文过程综合遥感观测联合试验"的背景、科学目标、试验组成和试验方案。试验的总体目标是显著提升对流域生态和水文过程的观测能力,建立国际领先的流域观测系统,提高遥感在流域生态—水文集成研究和水资源管理中的应用能力。由基础试验、专题试验、应用试验、产品与方法研究和信息系统组成。其中,①基础试验:搭载微波辐射计、成像光谱仪、热像仪、激光雷达等航空遥感设备,开展一系列关键生态和水文参量的观测;发展遥感正向模型及反演和估算方法。形成覆盖全流域的水文气象综合观测网,为流域生态—水文模型研究提供更有代表性的模型参数、驱动数据及更高精度的验证数据。构建无线传感器网络,度量生态水文模型所需的若干关键的驱动、参数和模型状态的空间异质性。开展航空遥感定标和地基遥感试验。依托传感器网络,并辅之以地面同步和加密观测,开展遥感产品真实性检验。②专题试验:开展"非均匀下垫面多尺度地表蒸散发观测试验",采用密集的涡动相关仪、大孔径闪烁仪与自动气象站的观测矩阵,为揭示地表蒸散发的空间异质性,实现非均匀下垫面地表蒸散发的尺度扩展,发展和验证蒸散发模型提供基础数据。③应用试验:在流域上、中、下游分别开展针对积雪和冻土水文、灌溉水平衡和作物生长、生态耗水的综合观测试验,将观测数据和遥感产品用于上游分布式水文模型、中游地表水—地下水—农作物生长耦合模型、下游生态耗水模型,通过实证研究提升遥感在流域生态—水文集成研究和水资源管理中的应用能力。加强试验将在2012年5月起按中游、上游、下游的顺序展开,全流域持续观测期为2013—2015年。在各类试验的支持下,开展全流域生态—水文关键参量遥感产品生产,发展尺度转换方法,建立多源遥感数据同化系统。 相似文献
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中国西北内陆河水问题及其应对策略——以黑河流域为例 总被引：39，自引：8，他引：31
中国被联合国列为13个贫水国之一,占国土面积1/3的内陆河地区先天性的水资源不足,再叠加不合理的利用,使得水问题成为西北内陆河流域经济发展和生态保护的关键性问题.以黑河为例论述了流域尺度的水、土、生态、环境及管理问题;提出缓解流域水资源矛盾必须在流域尺度提高水效益的适应对策;讨论了绿洲灌区水资源利用率提高的4个环节,即灌溉水向土壤水转化、土壤水的生物利用、生物水的生产率以及市场需求的产业配置;展示了水源涵养、节水型绿洲建设、生态水利用率提高的部分实例;分析了水资源的社会化管理的阶段、问题与途径,强调流域虚拟水配置战略,指出提高流域水-生态-经济综合效益仍有较大潜力. 相似文献
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黑河流域生态水文传感器网络设计 总被引：6，自引：2，他引：4
在黑河上游八宝河流域和中游盈科灌区,以无线传感器网络为纽带,高效集成流域尺度内密集分布的、多源异构传感器的各种气象、水文及生态观测项目,建立自动化、智能化、时空协同的、各观测节点远程可控的生态水文传感器综合观测网络;通过优化地面采样方案,精细观测和准确度量流域尺度内空间异质性较强的关键水文生态要素的时空动态过程、时空变异性和不确定性;研究针对星载/机载遥感真实性检验的地面传感器采样方案,精细验证遥感反演精度,深入挖掘各种遥感手段在流域综合观测中的作用和潜力;全面提高流域水文生态过程的综合观测能力和观测自动化水平。 相似文献
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深层搅拌形成的水泥土桩体有其固有的荷载传递规律,其变形、破坏特征与钢筋混凝土桩有很大的差异,传统的确定混凝土桩承载力的方法已难以准确地确定水泥土桩的承载力。同时,采用单桩载荷试验与复合地基载荷试验,对水泥土桩的受力变形的影响亦不完全相同,造成评价的结果亦有很大出入。探讨并优化复合地基的设计方法,利于提高设计水平,以有效地节约工程造价,提高整体经济效益。结合工程实例,详细介绍了水泥土搅拌桩的设计过程,并对基础平面尺寸及桩长的优化设计进行了探讨。 相似文献
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面波以低频强能量为特征,数据处理中常用的面波衰减技术有:频率滤波、F-K滤波和速度滤波等.由于面波特殊的频散现象,使得上述方法的应用效果受到一定的影响.基于面波的特征随炮检距变化这一特点,提出一种时频～炮检距域面波衰减方法:①对单炮记录中的面波区域做Fourier变换或时频分析,了解面波频率随时间和炮检距的变化规律;②... 相似文献
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基于正交试验设计的层状盐岩地下储库群多因素优化研究 总被引：2，自引：0，他引：2
目前国内正在大规模兴建盐岩地下储库群,其规划设计阶段可优化因素较多,且各因素影响程度不同,选取椭球形腔体几何分布形式、矿柱宽度和夹层位置3个主要因素进行了综合优化研究,旨在分析3个因素的敏感性影响程度,并确立储库群最优形式。对3个因素分别设立3个水平,运用正交试验设计原理,确立了9组试验方案,进行了相关数值模拟试验。评价层状盐岩地下储库群时选用经改进的位移、应力试验指标,基于试验结果运用正交试验法中的极差分析和方差分析对3个因素进行详细分析。结果表明,3个因素中夹层位置影响最显著,矿柱宽度居次,椭球形腔体几何分布形式影响最弱;最优储库群形式为邻腔夹角60°的分布形式、2.0D矿柱宽度、夹层分布在腔体上部1/4H（H为腔体高度）位置。 相似文献
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Wojciech Maleika 《Earth Science Informatics》2013,6(2):47-69
This article presents research that aims to assess the accuracy of seabed bathymetry models on the basis of measurements carried out using a multibeam echosounder. It discusses the problem of accuracy assessment which occurs at particular stages of the creation of digital terrain models (DTMs), and analyzes the influence of both the individual multibeam echosounder parameters and the procedures adopted during the survey on the modeling process’s accuracy. Factors that may affect accuracy include the device’s measurement accuracy, the boat speed, the track configuration, the beam width and the selected interpolation method. The article does not deal with errors due to navigation and vessel motion, these being taken to be of the highest possible accuracy. For the research we developed a virtual survey simulator. Recommendations for how to optimize the measurement process while ensuring the created models are of a high quality are presented later in the paper. 相似文献
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压板载荷试验是目前被普遍采用且认为是最可靠的地基承载力确定方法,但其影响因素多诸如压板尺寸、埋置深度、地基土均匀性、沉降稳定标准等,尤其以压板尺寸对试验结果的影响最大。工程实践表明,利用压板试验确定的地基承载力特征值设计的基础,实测沉降与计算沉降之间的误差较大,在已有研究成果基础上,研究载荷试验尺寸效应及地基承载力确定方法：（1）综述目前地基承载力确定方面存在问题;（2）分析载荷试验的尺寸效应;（3）基于杨光华教授提出的非线性切线模量法,推导并给出了如何利用小压板载荷试验结果得到实际基础的荷载-沉降曲线的方法;（4）给出利用实际基础的p-s曲线确定地基承载力的方法,实现地基安全和沉降双控的目的;（5）由于压板试验只能反映浅层土,文中利用旁压试验确定深层土的地基承载力的方法。具体工程实例结果表明,基于利用小压板获得的参数计算的沉降值更符合实际;研究通过小压板原位测试方法获取沉降计算的岩土体统参数方法,不仅能够提高沉降计算精度,还可促进基础设计理论的发展和设计水平的提高。 相似文献
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Paul Wessel 《Mathematical Geology》1998,30(4):391-408
Prior to interpretation and further analysis, many datasets must first be separated into regional and residual components. Traditional techniques are either subjective (e.g., graphical methods) or nonrobust (e.g., all least-squares based methods). Bathymetric data, with their broad spectrum, pose serious difficulties to these traditional methods, in particular those based on spectral decomposition. Spatial median filters offer a solution that is robust, objective, and often defines regional components similar to those produced graphically by hand. Characteristics of spatial median filters in general are discussed and a new empirical method is presented for determining the width of the robust median filter that accomplishes an optimal separation of a gridded dataset into its regional and residual components. The method involves tracing the zero-contour of the residual component and evaluating the ratio between the volume enclosed by the surface inside this contour and the contour's area. The filter width giving the highest ratio (or mean amplitude) is called the Optimal Robust Separator (ORS) and is selected as the optimal filter producing the best separation. The technique allows a unique and objective determination of the regional field and enables researchers to undertake reproducible separations of regional and residual components. The ORS method is applied to both synthetic data and bathymetry/topography of the Hawaiian Islands; ways to improve the technique using alternative diagnostic quantities are discussed. 相似文献
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日益增多的地裂缝灾害受到人们的普遍关注,而隐伏地裂缝数量更加巨大,其破裂扩展的随机性及潜在的灾害效应是我们必须面临和解决的问题。隐伏地裂缝的破裂扩展方式受多种因素影响,包括地裂缝的位错量、倾角和活动速率,上覆土层的性质、厚度和地层结构,以及表水下渗、开采地下水、地震动和时间效应等,这些因素的组合和叠加,导致隐伏地裂缝的破裂力学机制复杂,破裂扩展过程难以再现。目前隐伏地裂缝的破裂扩展研究方法主要采用现场调查与勘探、模型试验、力学综合分析与解析和数值模拟等综合手段,研究内容包括地裂缝破裂扩展各种形成条件和诱发因素的影响效应。通过分析隐伏地裂缝破裂扩展在其形成的复杂环境地质条件、多期活动性、长期蠕动性和多种诱发因素共同作用下的综合效应与力学机制,研究其破裂扩展过程,追踪不同深度的破裂位置及影响带宽度,确定一定条件下隐伏地裂缝扩展引起的地表最大位错量和最小安全覆盖层厚度,制定统一的地裂缝影响带宽度确定方法和标准,可为解释实际地裂缝破裂现象和地裂缝灾害综合防治提供依据,也是今后的研究重点。 相似文献
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Amending landslides inventories is immensely important to policy and decision makers alike. Sliding creates geometric shapes on the Earth’s surface. This study presents the utilization of LiDAR high-resolution digital elevation model (DEM) in the Alborz Mountains, Iran to refurbish the existing landslide inventory dataset by implementing the proposed algorithm. The method consists of the automated derivation of landslide geometry (length, width, and area) followed by classification of landslide types considering length, width and flow direction. This study has used the trapezoidal rule for numerical integration to develop the proposed algorithm. The landslides were then classified into four types (very long, long, very wide, and wide) based on slope, length, and width. This geometric classification of landslides is based on the geographical coordinates, slope angle (θ), length (L), and width (W), and further failure flow direction. A total of 95 landslides were updated from the existing inventory database. The proposed method was verified and evaluated by field observations; and 14 samples were tested to determine the relative error. The results demonstrated that the mean percentage relative error is 0.496% in length and width and 0.008% in area, related to the GIS analysis. The accuracy performance of determining the landslide’s type is 92%. The purposefulness of this algorithm is to increase the accuracy performance of landslides geometry analysis and automated measurements associated with the usual GIS platforms such as ArcGIS. 相似文献
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不确定性问题是边坡工程抗震设计所面临的巨大挑战。为此, 本文综述了近年来在边坡随机动力分析方法方面的相关研究, 并探讨了此类分析方法在边坡工程抗震设计中的应用前景。首先, 回顾了在边坡动力稳定性方面的已有研究成果, 分析了边坡工程中所涉及的不确定性问题。其次, 总结了边坡随机动力分析的流程, 引入了一种基于概率密度演化的边坡随机动力分析框架。然后重点介绍了随机动力分析中的地震动不确定性, 通过典型台站实测资料说明了地震动不确定性的存在性, 介绍了基于场地特征的随机地震动模型。在此基础上, 阐述了边坡随机动力分析的具体内容, 主要包括:(1)边坡随机动力响应分析; (2)边坡动力可靠度分析; (3)边坡地震易损性分析; (4)边坡动力失稳及风险评估; (5)边坡抗震性能优化设计等。最后, 回顾了边坡随机动力分析方法的若干进展, 分析了所取得的成果并进行了展望。总的来说, 边坡随机动力分析将确定性分析拓展到了基于完备概率集的不确定性分析, 为边坡工程抗震设计提供了一定的理论参考, 但在随机地震动模拟、多随机因素耦合、支护结构优化设计等方面仍需进一步完善。 相似文献
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Laboratory Investigation of the Effects of Temperature on the Mechanical Properties of Sandstone 总被引：1，自引：1，他引：0
An experimental study has been carried out as part of a wider programme of research in order to examine some of the physico-mechanical properties of the Jiaozuo Sandstone after exposure to extremely high temperatures. The mechanical properties of the rock under examination are discussed before the results of the thermo-mechanical response of the sandstone are presented and analysed. The range of temperature to which the sandstone has been exposed is 20–1,200 °C. The physical properties considered include the shape, volume, mass and density changes and the velocity of longitudinal and transverse elastic waves through the samples, before and after exposure to high temperature. The mechanical properties considered include the stress–strain response, the uniaxial compressive strength, the modulus of elasticity and the Poisson’s ratio. The results are analysed and discussed and possible mechanisms for the observed thermo-mechanical response, are postulated. 相似文献