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《地球科学进展》2017,(7)
经典三维/四维变分融合基于误差服从高斯分布,在极小化迭代时涉及到求解目标泛函梯度,若资料不连续则不可微,从而无法求解相应梯度,故理论要求所融合的资料必须具有"连续性"。采用扩展经典三维/四维变分融合方法,显式地基于L1范数把先验知识作为正则项约束项耦合到经典变分融合模型。在实施过程中把资料映射到小波域,采用新的融合模型在"小波空间"完成资料融合后,再采用小波逆变换映射回"观测空间"。通过线性平流扩散方程作为四维预报模式进行理想试验,试验设计融合背景和观测资料不连续,即在某些点左右导数不相等,试验结果表明文中采用的方法可行。进一步将该方法用于多源降水资料融合试验,采用基于GAMMA拟合函数的概率密度匹配法(Probability Density Function matching method,PDF)进行CMORPH反演降水资料订正,再将订正后的资料与地面站观测资料进行融合。通过与参考场结构相似性度量,得到该方法能更好地保留代表一些天气现象的"离群点"。该融合方法为不连续资料融合,尤其是"跳变点"的变分融合奠定了理论基础并提供了可借鉴的方法。 相似文献
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获取高精度高分辨率的降水数据对于流域水文分析、水资源管理及洪涝干旱监测等均具有重要意义。遥感技术虽然能有效再现降水的时空分布,但原始遥感降水资料无法满足水文领域对高精度高分辨率数据的需求,需要开展遥感降水资料的后处理研究。介绍获取降水资料的主要方法,包括雨量站观测、地面天气雷达估测以及气象卫星反演,讨论各方法的主要优势和当前存在的问题,在此基础上综述遥感降水资料的后处理方法研究进展,包括空间降尺度、偏差校正以及产品融合,并归纳后处理降水产品的评价指标,最后指出今后的研究重点:发展和改进降水估计技术;构建更为合理的多源降水数据融合框架;加强降尺度法对比研究,进一步改进和完善降尺度法;开展降水相关的不确定性分析。 相似文献
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由不同尺度过程或作用叠加而形成的混合场在地学领域很常见,研究如何量化这些场的尺度不变性以及如何刻画其各项异性特征具有重要意义.介绍了近期研发的图像各向异性尺度不变性模拟和分解方法,并将其应用于遥感图像处理中.该方法是将各向异性尺度不变性模拟(SIG)和分形滤波(S-A)方法融合的,对于任意二维场,先用S-A模型判断其是否为混合场.如果是混合场,用S-A模型对其进行模式分解,然后再运用SIG模型量化分解后的各组分的各向异性尺度不变性,并描述其具体变换特征.基于一幅混合遥感影像的应用实例表明,该方法能够有效地量化二维混合场的各向异性尺度不变性.此外,混合场只有在正确分解成不同尺度的组分之后才能得到合理的利用. 相似文献
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目前的降水产品依然存在较大的不确定性,采用多源降水数据融合可以更准确地估计降水量和空间分布情况。为实现无资料地区的数据融合,本文在不使用任何先验信息的前提下,通过整合站点插值、卫星遥感和再分析的降水产品,基于贝叶斯三角帽(Bayesian-Three Cornered Hat, BTCH)法,融合多源降水数据,探究不同输入数量的降水产品对于融合数据精度的影响以及每个降水产品对于融合数据精度的贡献率,并在黄河源区进行应用。结果表明：在月尺度上,融合数据性能优于原始降水产品;在日尺度上,融合数据性能明显高于卫星遥感和再分析降水产品,但低于基于站点的降水产品CHM＿PRE;2套基于站点的降水产品CN05.1和CHM＿PRE对于融合数据有最大的贡献率。在黄河源区的应用表明,该数据融合方法确实能够更准确地估计降水量,可应用于无实测降水资料地区,为数据融合分析及应用提供参考。 相似文献
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多卫星遥感降水产品为无/缺资料地区的水文过程模拟提供了新的数据来源。结合地面高密度雨量站网,在中国典型暴雨区赣江流域定量评估两种TRMM降水产品(3B42V7和3B42RTV7)的精度,并通过耦合分布式水文模型CREST,探讨了水文模拟中TRMM卫星降水产品对地面观测降水的可替代性。研究表明:3B42和3B42RT与地面观测流域平均月降水相关系数达到0.9以上,偏差在5%以内,日尺度上相关性略差,偏差略有增加。同时设计2种水文模拟对比试验:情景I为静态参数,使用地面雨量站降水率定模型参数,采用卫星降雨验证模型;情景II为动态参数,采用卫星数据重新率定模型参数,再利用卫星降雨验证模型。对比结果表明:情景II中完全使用TRMM降水后模型效果明显改善,证明TRMM卫星数据在赣江流域具有替代地面站点观测的潜力,但需要重新根据卫星降雨率定模型。 相似文献
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提出一种基于谱反演方法的叠后地震数据纵波阻抗反演算法,用于提高地震反演精度。谱反演在地震高分辨率和反射系数反演中应用广泛,其基于反射系数的奇偶分解,能降低薄层之间的调谐效应,使反演数据体的分辨率得以提高,而由反射系数计算纵波阻抗的过程不适定,分步进行纵波阻抗反演会引入较大的累积误差。本研究提出基于谱反演方法的叠后纵波阻抗反演算法,引入TV正则化约束目标方程,通过迭代求解,可直接得到相对阻抗,然后同预先建立的低频模型进行频率域融合得到绝对阻抗。模型和实际数据说明,相比基于稀疏脉冲反褶积的阻抗反演,本文提出的方法反演分辨率较高,更有利于后续储层预测等研究的开展。 相似文献
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全球气候模式是目前研究未来气候变化的重要工具,然而其较低的空间分辨率使其难以被直接用于区域尺度的气候影响评价中,统计降尺度常常被用于弥补这一不足。对统计降尺度的3种主要方法:转化函数法,天气分型法和天气发生器法的最新研究进展进行了归纳;论述了统计降尺度中的各种不确定性;总结了统计降尺度在中国的发展和应用。统计降尺度与动力降尺度的比较和结合、极端事件的降尺度以及统计降尺度的不确定性将成为未来的主要发展方向。 相似文献
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汉江流域未来降水径流预测分析研究 总被引：7，自引：0，他引：7
本文应用统计降尺度法将全球气候模式和VIC分布式水文模型进行耦合,研究未来A2气候情景下汉江流域降水径流变化情况.首先应用基于光滑支持向量机的统计降尺度法在全球气候模式CGCM2和HadCM3的A2气候情景下,分别预测未来汉江流域日降水、气温过程,然后将预测降水过程作为VIC模型的输入,模拟预测未来汉江流域径流过程.研究结果表明,在CGCM2气候模式下,2020s(2011～2040年)时期汉江流域径流小于基准年,2050s(2041～2070年)时期与基准年基本相当,2080s(2071～2100年)时期大于基准年;在HadCM3气候模式下,2020s时期汉江流域径流小于基准年,2050s和2080s时期均比基准年增加;降水、气温预测结果与径流基本一致. 相似文献
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为研究中国大气降水δ18O的空间分布,利用81个大气降水和冰芯站点δ18O资料和BW回归模型,拟合出大气降水δ18O与纬度和海拔的定量关系:δ18O=-0.024LAT2+1.541LAT-0.002 ALT-29.678.同时,为了优化BW回归模型的拟合结果,对BW回归模型的残差做了内插并比较了不同插值方法的精度.结果表明:以降水量为辅助变量的协同克里格法对残差的预测效果最好,与广泛采用的反距离加权法相比,该方法预测的BW残差与实际残差间的RMSE减小了0.14‰,ME也更接近于0.最后,利用最优的插值方法生成了BW回归模型的残差分布图,并将其与BW的模拟结果叠加得到了中国降水δ18O的空间分布图.其结果总体上反映了中国大气降水中δ18O的分布状况,为降水δ18O的现代过程研究以及古气候和古水文的研究提供了资料参考. 相似文献
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统计降尺度法对未来区域气候变化情景预估的研究进展 总被引：65，自引：5，他引：65
由于迄今为止大部分的海气耦合气候模式（AOGCM）的空间分辨率还较低,很难对区域尺度的气候变化情景做合理的预测,降尺度法已广泛用于弥补AOGCM在这方面的不足。简要介绍了3种常用的降尺度法：动力降尺度法、统计降尺度法和统计与动力相结合的降尺度法;系统论述了统计降尺度方法的理论和应用的研究进展,其中包括：统计降尺度法的基本假设,统计降尺度法的优缺点，以及常用的3种统计降尺度法；还论述了用统计降尺度法预估未来气候情景的一般步骤，以及方差放大技术在统计降尺度中的应用；同时还强调了统计降尺度方法和动力降尺度方法比较研究在统计降尺度研究中的重要性；最后指出统计与动力相结合的降尺度方法将成为降尺度技术的重要发展方向。 相似文献
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统计降尺度方法广泛应用于弥补大气环流模式(GCM)模拟区域气候变化能力较弱的不足。利用1960~2009年的NCEP/NCAR再分析资料和江淮流域52个站点降水观测资料,通过敏感性分析,针对4个季节分别选择10个大尺度预测因子,采用主成分分析(PCA)和支持向量机(SVM)相结合的方法,建立了江淮流域降水统计降尺度模型。检验结果表明,该模型获取的江淮流域降水的偏差显著减小,能够描述降水在月、年尺度的变化,适用于HadCM3输出的大尺度气候场,具有预测未来降水变化的能力。将统计降尺度模型应用于HadCM3在A2情景下输出的2020~2099年大尺度预测因子,分3个时段:2020~2039年,2050~2069年和2080~2099年,从年和季节两个时间尺度分析江淮流域未来降水变化。结果表明,相对1960~1999年,未来3个时段的降水有小幅增加,其中2080~2099年增幅最大,为3.6 mm;在未来3个时段的不同季节,降水变化呈现出不同特征。 相似文献
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缺资料流域水文模型参数区域化研究进展 总被引：6，自引：1，他引：5
缺资料流域由于缺乏历史径流资料无法进行水文模型参数率定,因此模型参数识别具有很大的难度和不确定性。目前国内外学者对缺资料流域水文模型参数识别一般采用区域化方法,即通过某种途径,利用有资料流域的模型参数推求缺资料流域的模型参数,从而对缺资料流域进行预报。文章总结分析了缺资料流域水文模型参数区域化方法中的参数移植法和回归法的研究进展,对存在的方法选择问题、尺度问题等进行了讨论,并指出在参数不确定性、尺度转换以及多种信息源利用等方面还有待于进一步研究。 相似文献
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小波多尺度分解是重力位场分离的常用方法之一,其最大的优点是突破了传统的二分重力异常的理念,实现了重力异常的多重分解,但对其性质及其存在的局限性还未进行系统研究。为了更好地指导实践,本文从基于剖面和格网的重力位场小波多尺度分解的定义出发,阐述了低阶小波细节不变准则等3个重要性质,通过设计简单和复杂两类典型理论模型,分析了小波多尺度定义及性质,并在应用实例中与插值切割法进行了对比。结果表明,小波多尺度分解可以实现重力位场多层分离并推估源体埋深,同时针对本文指出的异常尺度混叠和比例系数难以确定等局限,给出了改进思路。以上基础研究工作,可为重力位场资料的处理和解释提供一定参考。 相似文献
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岩柱中水体入渗过程的高密度电阻率成像法研究 总被引：4，自引：1，他引：4
本文应用高密度电阻率成像法探讨了室内实验尺度岩柱中的这一人渗过程。首先建立了电法勘探的电位场数学模型，用有限元法进行了电位场正问题的求解。然后应用基于序列二次规划(SQP)方法的电阻率反演算法，由测量数据反演得到了岩石电阻率在二维空间上的分布。由岩柱中水体人渗过程的电法测量数据反演得到的电阻率图像反映了岩柱中水分的空间变化过程。岩柱中电阻率的空间分布及其随时间的变化表明水体的人渗是不均匀的，在岩柱周边渗流较快，而在中部存在滞后现象。得到的相对电阻率图像也反映了岩柱周边存在的微裂隙。 相似文献
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构造应力场边界载荷反演的有限元逆逼近法 总被引：2，自引：0，他引：2
构造应力场问题的边界条件、加载方式是地应力场分析的难题,由于构造运动未知和地质构造复杂,无法直接求解。边界力反演是进行构造应力场研究的重要手段。从弹性力学基本方程出发,针对油气储层地应力场反问题,结合对区域构造应力场认识,利用阻尼最小二乘法建立了应力场反演的约束模型,提出了一种用于反演构造应力场边界力的反分析方法,该方法根据部分实测点的应力值进行边界力反演,并与有限元方法和有限差分法相结合,以边界力为参量逼近目标函数。根据研究区少量地应力实测资料采用该方法进行最优化计算,使得计算应力场与实测应力达到最优拟合,以弥补目前的回归反演方法和边界载荷调整法的不足来提高计算精度。算例表明了该方法的有效性,可用于解决构造应力场边界力的反演问题。 相似文献
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CMA和JMA卫星遥感降水产品由于时间和空间尺度较多,在国内许多地区水文监测及水资源领域中得到应用,以甘肃武威南部地区为研究对象,结合区域实测降水数据,对CMA和JMA两种常用卫星降水产品在甘肃武威地区的适用性进行分析,并对其修正方法进行研究。结果表明:CMA卫星降水产品总体精度好于JMA,但JMA在大雨量级的精度好于CMA卫星降水产品,采用卡尔曼滤波方法对降水产品进行修正后,卫星降水产品总体精度得到较为明显的改善。研究成果对于甘肃地区卫星降水产品的数据同化具有重要的参考价值。 相似文献
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《地下水》2015,(5)
解决基于中低分辨率遥感源DEM(Digital Elevation Model)提取坡度数据的尺度效应问题,是流域水文分析与区域土壤侵蚀模拟等研究领域的迫切需要。选取延河流域为研究区,基于GDEM(Global Digital Elevation Model)与SRTM(Shuttle Radar Topography Mission)提取的坡度数据,参照基于1:50,000地形图的10 m分辨率坡度数据,根据直方图匹配原理,构建坡度降尺度变换模型,进行降尺度变换,得到延河流域更高质量的、可公开使用的坡度数据和一套对中低分辨率坡度数据降尺度变换的有效方法。 相似文献
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《岩土力学》2021,(2)
基坑降水总涌水量的计算是基坑降水方案设计的关键环节,影响半径是基坑降水总涌水量的重要参数。目前工程上通常采用经验公式、经验值及图解法估算影响半径。经验公式仅考虑井中水位降深和渗透系数对影响半径计算的影响,对其他影响因素考虑较少;图解法受测量及绘图误差的影响较大。为此提出了一种基于实域总势能极小原理计算影响半径的有限单元法:当井壁达到控制水位时,将地下水原始稳定水位、降水井水位、控制水位与降水井水位之间的出渗段(水跃区段)以及影响半径分别看作上游边界水头、下游边界水头、逸出边界、渗流场的水平尺寸,求解影响半径便可简化成已知上游边界水头、下游边界水头及逸出边界,求解模型水平尺寸的问题。通过求解工程算例表明,该方法较现场抽水试验结果及经验公式可精确地计算出影响半径。该研究成果可提高基坑降水总涌水量计算的准确性,使基坑降水设计方案更完善,具有潜在的工程应用价值。 相似文献