基于计算机模拟模型LESS的落叶松林木质元素影响分析     

许月  谢东辉  漆建波  阎广建  穆西晗  张吴明 《遥感学报》2021,25(5):1138-1151

目前大部分植被辐射传输模型在模拟太阳辐射与植被之间的相互作用过程时,将植物结构进行了简化,只保留了叶片的结构和空间分布特征,而忽略了木质元素(枝干等)对冠层反射特性的影响。计算机模拟模型LESS能够充分考虑植被的多种组分光谱和结构特征,精确模拟植被冠层内部的光散射和辐射过程。本文以地面实测数据为基础,发展了以单木为基本单元的复杂森林三维场景重建基本流程;并在重建森林场景基础上,利用计算机模拟模型LESS模拟森林三维场景反射率,对比分析了森林木质元素对冠层反射率的影响。结果表明,忽略木质元素会引起植被冠层反射率模拟的偏差,特别是在近红外波段,在不同叶面积指数(LAI)下,其相对偏差都在40%以上。高空间分辨率是一个会突出木质元素影响的重要因素,随着空间分辨率提高,偏差也随之增大。不同等级枝干结构均对冠层反射率产生影响,即使忽略最小分枝也会引起17.7%(近红外)的估计误差。因此,在进行定量遥感研究中,必须考虑到忽略木质元素引起的偏差,即使是高LAI森林也无法忽视木质元素的影响。特别是在高分辨率遥感图像中,传统的以统计特征代替三维结构分布的辐射传输模型已经无法满足精度的要求。  相似文献   

夜间灯光遥感对城市发展类动能与相似性评估   总被引：2，自引：0，他引：2  

刘冰洁  陈佐旗  余柏蒗  杨成术  邱炳文  涂越 《遥感学报》2021,25(5):1187-1200

评估城市发展水平与制定城市规划和城市发展政策息息相关。已有研究表明人口、国内生产总值(GDP)等统计数据和夜间灯光遥感数据能够用来衡量城市发展水平,但大多研究只关注城市发展总量,忽视了发展速度对城市发展的影响。因此,本文基于2012年—2019年Suomi NPP-VIIRS (Suomi National Polar-OrbitingPartnership-Visible Infrared Imaging Radiometer Suite)夜间灯光遥感数据,提出了兼顾城市发展水平和增速的夜间灯光类动能指数用于测度城市发展类动能;利用动态时间规整DTW (Dynamic Time Warping)算法构建了城市发展类动能相似性检测分析框架,并基于相似性检测结果对全国328个城市进行了等级划分。相较于2019年第一财经公布的一至五线城市,本文城市等级划分结果表明,在同一等级中的城市发展更为相似和合理,也证明了城市发展类动能更有利于城市发展水平的评估;以长江三角洲城市群为例,进一步验证了城市发展类动能和基于DTW相似性检测方法用于评估城市群发展情况与合理性的潜力。综上所述,基于夜间灯光遥感的城市发展类动能估算与相似性分析方法能够较好地评估城市发展水平,为城市分级与城市群发展评估提供科学依据。  相似文献   

滦河流域碳、水循环和能量平衡遥感综合试验总体设计     

阎广建  赵天杰  穆西晗  闻建光  庞勇  贾立  张永光  陈德清  姚崇斌  曹志宇  雷永荟  姬大彬  陈良富  柳钦火  吕利清  陈镜明  施建成 《遥感学报》2021,25(4):856-870

始于20世纪80年代的系列大型遥感试验开始系统研究地表物质和能量交换过程,对遥感与地球系统科学研究的结合起到重要作用,但是尚无综合利用多源遥感数据解决碳、水、能量循环问题的有效方案。遥感科学国家重点实验室于滦河上游地区组织开展基础性、多学科、多尺度的"碳、水循环和能量平衡遥感综合试验"。本次试验面向地球系统科学对遥感观测的最新要求,以遥感如何服务地—气过程研究为关键科学问题,开展星—机—地多尺度遥感综合观测和地面测量,论证中国自主设计的碳、水、能量相关卫星的技术指标,基于大场景真实结构模拟和多尺度综合观测构建虚拟遥感试验场,验证全波段遥感机理模型和复杂地表辐射传输机理。核心试验区位于地势较为平坦的闪电河流域和地形复杂的小滦河流域。闪电河流域主要地类为农田和草地,开展的试验以水循环和能量平衡遥感综合观测为主。小滦河流域主要地类为森林和草地,以碳循环遥感综合观测为主。两个试验区都开展了系统性的多架次飞行试验,并同步开展地面全波段、主被动协同观测。特别设计了一次长达165 km的大跨度飞行试验,横跨两个试验区,包含了地表类型和海拔高度的逐渐过渡。从2017年的预实验开始,整个试验为期5年。基于科学目标驱动、开放、协作、共享的原则,本次试验吸引了10个大型国家科研项目,4个卫星计划团队,19家单位200人次参加,是中国主导的又一次具有明确科学目标的大型多学科交叉遥感综合试验。  相似文献   

三个台风对我国东部沿海风电的联合影响     

吕海滨  刘昱君  顾鹏  赵星宇  陆银娟 《海洋科学》2019,43(9):72-77

基于CCMP(cross-calibrated multi-platform)再分析风场数据,研究了9907号, 9908号和9909号3个台风对中国沿海5个风电场的影响,分别从台风的形成以及路径,对沿海风电场风速的影响,台风期间的发电情况等详细地描述了台风对风电机组的影响。发现:台风对5个海上风电场的影响可以分为3个阶段,第一阶段是1999年8月1—4日,输出功率由南向北依次降低,此时主要受9907号台风的影响;第二阶段是8月6—9日,8月6日也呈现输出功率由南向北降低,主要是9909号台风由南海途径台湾海峡即将进入东海的影响;受9908号台风影响, 8月7日最大输出功率出现在S3风机。8月8日,受9908和9909号台风的叠加影响, S4风机的输出功率达到15天的最大值38.4 MW。第三个阶段是8月12—15日,受大气锋面的影响, S1—S5输出功率呈现波动。台风过境期间提高了各站点的运营能力和部分站点的额定容量,未对风电机组产生大的破坏。研究成果可为相关部门在台风期间海洋风力发电的决策提供参考。  相似文献   

Measured and modelled above‐ and below‐canopy turbulent fluxes for a snow‐dominated mountain forest using GEOtop     

Andrew T. Fullhart  Thijs J. Kelleners  Heather N. Speckman  Daniel Beverly  Brent E. Ewers  John M. Frank  William J. Massman 《水文研究》2019,33(18):2464-2480

  相似文献   

人为干扰对越冬后期稻田中小天鹅(Cygnus columbianus)昼间能量消耗的影响     

于超  周立志  宋昀微 《湖泊科学》2019,31(1):195-201

能量的消耗模式是动物适合度的重要体现，动物的日常行为和栖息地特征共同影响日能量消耗.稻田生境是越冬水鸟重要的觅食场所之一，同时又容易受到人为干扰，越冬水鸟应对日间不同的人为干扰因素而合理进行能量消耗配置，对于在越冬后期为迁徙而贮备能量的水鸟来说尤为迫切和重要.本文采用焦点动物取样法，观测越冬后期稻田中小天鹅（Cygnus columbianus）在干扰和非干扰环境中昼间行为的时间分配，推算其能量消耗.结果表明，小天鹅在干扰环境中警戒行为的时间分配和能量消耗、单次警戒时间和警戒频次均显著大于非干扰环境，游泳频次也是如此；在稻田中的昼间警戒能耗随干扰时间增加而增加，随干扰距离增加而降低.干扰造成小天鹅减少高能耗的取食行为，增加低能耗的警戒行为，降低昼间总能量的消耗.  相似文献   

藏南羊卓雍错湖面大气湍流特征观测分析   总被引：2，自引：1，他引：1  

沈鹏珂  张雪芹 《湖泊科学》2019,31(1):243-255

湍流运动是大气边界层的本质特征，是地表与大气之间能量和物质交换的主要方式.本文利用2016和2017年4-10月藏南羊卓雍错湖泊涡动观测资料，分析了湖面大气湍流方差和湍流特征量的统计和变化特征.结果表明：（1）不稳定层结下，三维风速分量和超声虚温、水汽密度、CO₂密度的无量纲标准差随稳定度变化符合Monin-Obukhov相似理论的"1/3"或"-1/3"次幂律，垂直风速的拟合效果最好；稳定层结下，除CO₂密度无量纲标准差与稳定度无明显关系外，其他量基本上满足相似性规律；中性条件下，以上物理量的无量纲标准差分别趋近常数：3.57、3.93、0.77、20.91、6.35和11.96.（2）水平方向平均湍流强度（0.60和0.58）大于垂直方向（0.13），三维方向湍流强度与平均风速的变化呈显著负相关，相关系数分别为-0.39、-0.42和-0.34.（3）湖面湍流动能随风速呈线性增长，增长率达0.45 m/s；近中性层结时湍流动能最大，层结越稳定或不稳定湍流动能均减小.（4）湖泊下午到傍晚动量输送较强，13：00-22：30时间段平均动量通量达0.091 kg/（m·s²）；热量输送以潜热为主，潜热通量日平均值（77.3 W/m²）是感热通量（14.6 W/m²）的5.3倍，感热和潜热通量日变化峰值分别出现在5：30（22.4 W/m²）和16：00（106.6 W/m²）.  相似文献   

Assessing the performance of a large-scale irrigation system by estimations of actual evapotranspiration obtained by Landsat satellite images resampled with cubic convolution     

《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》2019

Remote sensing techniques allow monitoring the Earth surface and acquiring worthwhile information that can be used efficiently in agro-hydrological systems. Satellite images associated to computational models represent reliable resources to estimate actual evapotranspiration fluxes, ET_a, based on surface energy balance. The knowledge of ET_a and its spatial distribution is crucial for a broad range of applications at different scales, from fields to large irrigation districts. In single plots and/or in irrigation districts, linking water volumes delivered to the plots with the estimations of remote sensed ET_a can have a great potential to develop new cost-effective indicators of irrigation performance, as well as to increase water use efficiency. With the aim to assess the irrigation system performance and the opportunities to save irrigation water resources at the “SAT Llano Verde” district in Albacete, Castilla-La Mancha (Spain), the Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL) was applied on cloud-free Landsat 5 Thematic Mapper (TM) images, processed by cubic convolution resampling method, for three irrigation seasons (May to September 2006, 2007 and 2008). The model allowed quantifying instantaneous, daily, monthly and seasonal ET_a over the irrigation district. The comparison between monthly irrigation volumes distributed by each hydrant and the corresponding spatially averaged ET_a, obtained by assuming an overall efficiency of irrigation network equal to 85%, allowed the assessment of the irrigation system performance for the area served by each hydrant, as well as for the whole irrigation district. It was observed that in all the investigated years, irrigation volumes applied monthly by farmers resulted generally higher than the corresponding evapotranspiration fluxes retrieved by SEBAL, with the exception of May, in which abundant rainfall occurred. When considering the entire irrigation seasons, it was demonstrated that a considerable amount of water could have been saved in the district, respectively equal to 26.2, 28.0 and 16.4% of the total water consumption evaluated in the three years.  相似文献   

A 10-year wave energy resource assessment and trends of Indonesia based on satellite observations     

Amiruddin  Ribal Agustinus  Khaeruddin  Thamrin Sri Astuti 《海洋学报(英文版)》2019,38(8):86-93

Wave energy resource assessment and trends around Indonesian's ocean has been carried out by means of analyzing satellite observations. Wave energy flux or wave power can be approximated using parameterized sea states derived from satellite data. Unfortunately, only some surface parameters can be measured from remote sensing satellites, for example for ocean surface waves: significant wave height. Others, like peak wave period and energy period are not available, but can instead be estimated using empirical models. The results have been assessed by meteorological season. The assessment shows clearly where and when the wave power resource is promising around Indonesian's ocean. The most striking result was found from June to August, in which about 30–40 kW/m(the 90 th percentile: 40–60 kW/m, the 99th percentile: 50–70 kW/m) wave power energy on average has been found around south of the Java Island. The significant trends of wave energy at the 95% level have also been studied and it is found that the trends only occurred for the extreme cases, which is the 99th percentile(i.e.,highest 1%). Wave power energy could increase up to 150 W/m per year. The significant wave heights and wave power have been compared with the results obtained from global wave model hindcast carried out by wave model WAVEWATCH III. The comparisons indicated excellent agreements.  相似文献   

一种新型鲸鱼式潮流能发电装置的设计与试验研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

王世明  李泽宇  申玉  陈炳 《海洋工程》2019,37(3):128-135

为了进一步提高潮流能的利用率,提出了一种新型鲸鱼式潮流能发电装置。借鉴风机叶片设计方法及水平轴水轮机的设计原理,利用结构力学、流体力学和CFD相关方法,对该装置的螺旋桨叶、导流筒和固定桩等部件进行了设计研究,从获能效果、装置可靠性和发电功率等方面进行了优化设计,并通过900 W样机试验验证了设计的有效性。试验结果显示,海流高潮期装置最大发电功率可达到980 W,一天内大约有4个缓潮期,此间发电功率明显下降,但持续时间不长,总体平均发电功率在800 W上下;同时潮流能轮机启动流速在0.41 m/s左右,有着良好的低速启动性能。  相似文献