Estimating aboveground biomass of the mangrove forests on northeast Hainan Island in China using an upscaling method from field plots,UAV-LiDAR data and Sentinel-2 imagery     

《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》2020

The mangrove forests of northeast Hainan Island are the most species diverse forests in China and consist of the Dongzhai National Nature Reserve and the Qinglan Provincial Nature Reserve. The former reserve is the first Chinese national nature reserve for mangroves and the latter has the most abundant mangrove species in China. However, to date the aboveground ground biomass (AGB) of this mangrove region has not been quantified due to the high species diversity and the difficulty of extensive field sampling in mangrove habitat. Although three-dimensional point clouds can capture the forest vertical structure, their application to large areas is hindered by the logistics, costs and data volumes involved. To fill the gap and address this issue, this study proposed a novel upscaling method for mangrove AGB estimation using field plots, UAV-LiDAR strip data and Sentinel-2 imagery (named G∼LiDAR∼S2 model) based on a point-line-polygon framework. In this model, the partial-coverage UAV-LiDAR data were used as a linear bridge to link ground measurements to the wall-to-wall coverage Sentinel-2 data. The results showed that northeast Hainan Island has a total mangrove AGB of 312,806.29 Mg with a mean AGB of 119.26 Mg ha⁻¹. The results also indicated that at the regional scale, the proposed UAV-LiDAR linear bridge method (i.e., G∼LiDAR∼S2 model) performed better than the traditional approach, which directly relates field plots to Sentinel-2 data (named the G∼S2 model) (R² = 0.62 > 0.52, RMSE = 50.36 Mg ha⁻¹<56.63 Mg ha⁻¹). Through a trend extrapolation method, this study inferred that the G∼LiDAR∼S2 model could decrease the number of field samples required by approximately 37% in comparison with those required by the G∼S2 model in the study area. Regarding the UAV-LiDAR sampling intensity, compared with the original number of LiDAR plots, 20% of original linear bridges could produce an acceptable accuracy (R² = 0.62, RMSE = 51.03 Mg ha⁻¹). Consequently, this study presents the first investigation of AGB for the mangrove forests on northeast Hainan Island in China and verifies the feasibility of using this mangrove AGB upscaling method for diverse mangrove forests.  相似文献   

空间互相关方法在分析海底沙波迁移规律中的应用     

甘雨  马小川  阎军 《海洋学报》2019,41(4):42-52

海底沙波具有显著的活动性并能够对海底工程设施造成潜在威胁，因此对海底沙波活动性的评估一直以来受到广泛关注。目前大多数研究者仍利用平面剖面对比来分析海底沙波的迁移特征。然而，该方法难以全面高效地获取海底沙波二维平面迁移矢量。本文基于2007年和2009年的高分辨率多波束测深数据，详细阐述了空间互相关方法在分析北部湾东南海域海底沙波迁移规律中的应用过程。利用实测数据进行对比分析，获得了研究区海底沙波的活动特征，并进一步讨论了空间互相关算法中不同参数的选取对结果的影响。结果显示，利用空间互相关分析方法能够有效获取海底沙波二维迁移矢量，获得的海底沙波迁移速率和迁移方向与前人研究成果吻合，表明了该方法的可行性和可靠性。但在对实际DTM数据进行空间互相关分析时，需根据海底沙波形态、数据质量等因素选取合适的参数及矢量获取方法。本研究实验了一种确定海底沙波迁移规律的新方法，该方法将有效提升获得海底地形变化规律的效率和准确度，可获得更加精细的海底地形动力过程。  相似文献   

Analytical solution for longitudinal seismic response of long tunnels subjected to Rayleigh waves     

Yusheng Yang  Haitao Yu  Yong Yuan  Mi Zhao 《国际地质力学数值与分析法杂志》2020,44(10):1371-1385

The longitudinal seismic response of a long tunnel subjected to Rayleigh waves is investigated in this paper. The tunnel is assumed to be infinitely long, has a uniform cross section, and rests on a viscoelastic foundation. The free-field deformation under Rayleigh waves traveling parallel to the tunnel axis is decomposed into two directions, namely, the axial motion and the vertical motion, and transformed into dynamic loads imposed on the tunnel. Based on the Fourier and Laplace integral transform techniques, the governing equations of tunnels are simplified into algebraic equations, and the analytical solutions are obtained with the convolution theorem. The final solutions of the tunnel responses in terms of deflection, velocity, acceleration, axial force, bending moment, and shear force are investigated. The proposed solution is verified by comparison of its results and those from the finite element program ABAQUS. Further parametric analysis is carried out to investigate the influence of soil-structure relative stiffness ratio and wave frequency on dynamic longitudinal responses of the tunnel.  相似文献   

DFT对Rb⁺水合团簇及其相关性质的分析          下载免费PDF全文

张文倩  葛蒲  房春晖  周永全  朱发岩  刘红艳  李武 《盐湖研究》2019,27(3):81-92

运用密度泛函理论(DFT)在ωB97XD/gen (O、H元素Aug-cc-PVDZ; Rb元素Lanl2DZ)基组水平上研究了[Rb(H_2O)_n]~+(n=1～12)水合团簇的结构和光谱学性质。研究结果表明,通过分析气相和液相中的稳定能以及水合团簇可知,稳定构型出现在8配位的团簇中。第一配位层水分子数为8时形成Rb~+第一近似饱和水合层。此外,拉曼光谱显示[Rb(H_2O)_n]~+(n=1～12)水合团簇中O-H伸缩振动峰随着水分子数增加发生移动和加宽,Rb~+发生水合时,O-H对称和非对称伸缩振动发生红移,随着水合数的增多,频率蓝移。此外,文中对拉曼光谱中O-H振动的频率位置结合团簇结构进行了说明。  相似文献   

基于新型高频声学多普勒流速剖面仪的河口近底部边界层观测初探     

兰庭飞  吴昊  唐杰平  李占海  汪亚平 《海洋通报》2019,38(6):640-649

河口物质输运、能量交换与底边界层内的水动力过程密切相关,底边界层参数(如切应力、拖曳系数)的确定至关重要。挪威Nortek公司生产的新型声学多普勒流速剖面仪AD2CP相比传统ADCP具有高频、低噪的优点,可用于高频(16Hz)流速剖面观测,而被广泛应用于底边界层观测的ADV只能测量单点高频流速。本文采用AD2CP在长江口南槽最大浑浊带区域进行座底式观测,并与同步近底部三脚架上ADV的观测结果进行对比。结果表明,使用AD2CP测得的近底部平均流速与ADV的测量结果吻合良好;使用惯性耗散法计算了底切应力,基于ADV的单点高频流速数据计算结果为2.16×10~(-2)～5.69×10~(-1)N/m~2,基于AD2CP的结果为2.09×10~(-2)～4.26×10~(-1)N/m~2,二者范围大致相当。在此基础上,基于AD2CP数据计算出摩阻流速为4.55×10~(-3)～2.06×10~(-2)m/s、底拖曳系数范围为1.84×10~(-4)～2.49×10~(-3),与ADV的计算结果基本一致。此外,由于AD2CP可以获得高频的流速剖面数据,优于单点ADV,具备观测近底部边界层参数和边界层内湍流剖面的潜力。  相似文献   

基于多源卫星遥感数据的安达曼海及其邻近海域内波分布特征分析          下载免费PDF全文

王隽  杨劲松  周礼英  贺双颜  贺治国  肖清梅  刘安国  许明光 《海洋学研究》2019,37(3):1-11

安达曼海是内波频繁发生的海区之一,对其内波的研究是当今海洋研究的热点。本文利用2013—2016年间覆盖整个安达曼海的3 000多幅Terra/Aqua MODIS、GF-1、Landsat-8、Sentinel-1 等卫星遥感图像,从中提取和解译了内波波列线和波向信息,得到安达曼海海洋内波的时间分布特征,并绘制了内波空间分布图。结果表明,安达曼海及其邻近海域内波主要出现在4个区域:苏门答腊岛以北海域、安达曼海中部海域、安达曼海北部海域以及尼科巴群岛以西海域,尺度较大的内波主要分布在苏门答腊岛以北海域和安达曼海中部海域。在时间分布上,2013—2016年间安达曼海内波的年发生次数相近;在热季、雨季及冬季遥感都能观测到内波的发生;2-4月遥感观测到的内波最多,其次为8、9月,7月遥感观测到的内波较少,这可能是由于雨季光学影像受云影响,安达曼海海域晴空影像过少造成,还需要借助更多的遥感影像进一步证明。在波向上,安达曼海多数内波向岸传播,在苏门答腊岛北部、安达曼海中部海域,内波向东或向东南传播;在安达曼群岛东部,内波向东传播,传播一定距离后与海底地形交互作用,一部分继续向前传播,一部分产生反射,向西南方向传播至安达曼群岛;在尼科巴群岛以西海域,内波由尼科巴群岛向孟加拉湾传播。  相似文献   

可见光下Li+/CNTS-TiO2光催化剂降解海洋柴油污染的研究          下载免费PDF全文

于晓彩  王力萍  刘京华  郭美岑  朱婉婷  廖佳琪  吴云英 《海洋学研究》2019,37(1):52-58

通过溶胶-凝胶法,以CNTS-TiO₂为前驱物制备了Li⁺掺杂CNTS-TiO₂的纳米复合光催化剂(以下均称为Li⁺/CNTS-TiO₂),采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段对光催化剂进行表征,结果表明制得的催化剂为纳米材料且在TiO₂的基础上增大了比表面积。利用掺杂量为3%的Li⁺掺杂CNTS-TiO₂复合光催化剂(以下均称为3%Li⁺/CNTS-TiO₂)光催化降解海洋柴油污染,在可见光条件下考察了Li⁺掺杂量、煅烧温度、光催化剂投加量、柴油初始质量浓度、光催化反应时间、H₂O₂质量浓度等条件对光催化实验的影响。进行正交实验,确定最优化工艺条件为:Li⁺掺杂量为3%,光催化剂的煅烧温度为600 ℃,3%Li⁺/CNTS-TiO₂的投加量为0.1 g/L,降解柴油初始质量浓度为0.4 g/L,光催化反应时间为3 h,H₂O₂质量浓度为0.6 g/L,降解率可以达到95%以上。同时对此光催化剂进行应用试验,试验结果表明光催化剂去除效果优异,去除率可达91.87%。  相似文献   

基于GPT2w模型化加权平均温度反演可降水量     

翟树峰  吕志平  李林阳  吕浩  邝英才  王方超 《大地测量与地球动力学》2019,39(7):733-737

提出一种基于GPT2w模型化加权平均温度反演大气可降水量的方法，并分析附加系统偏差改正的模型化加权平均温度对可降水量的影响。结果表明，基于GPT2w模型化加权平均温度反演的大气可降水量的精度与基于Bevis公式计算的加权平均温度反演的大气可降水量的精度相当；对GPT2w模型化加权平均温度进行系统偏差改正后，大气可降水量的精度有一定改善，但改善率不到1%。  相似文献   

GF-2支持下的干旱区稀疏植被区植被覆盖度估算     

沈谦  朱长明  张新 《测绘通报》2019,(7):33-38

现有像元二分模型MODIS植被覆盖度模型因其形式简单、适用性较强的特点被广泛应用于区域植被覆盖度（FVC）的估算。然而，研究表明在沙漠和低植被覆盖的西部干旱区，从250 m的影像上很难精准地获取NDVI_veg（全植被覆盖植被指数）和NDVI_soil（全裸土区植被指数）参数。利用常用的直方图累计法获取模型所需参数NDVI_veg和NDVI_soil，估算结果存在普遍高估现象。为此，本文首先引入同期获取的GF-2号卫星数据，从GF-2号影像上提取植被覆盖像元；然后，利用Pixel Aggregate方法重采样至250 m分辨率，获取250 m空间分辨率下纯植被和纯裸土像元；最后，将纯植被和纯裸土像元各自空间位置相对应的MODIS NDVI数据最大值作为模型所需NDVI_veg和NDVI_soil参数，实现研究区内植被覆盖度的估算。试验通过与线性回归法、多项式回归法和直方图累计像元二分模型法估算结果进行精度对比，结果表明：利用GF-2影像辅助的像元二分模型，精准地获取了低植被覆盖区NDVI_veg和NDVI_soil模型参数，提高了干旱区植被覆盖度的估算精度，并有效地抑制了受稀疏植被影响NDVI在干旱区普遍偏高问题导致的FVC高估的现象。  相似文献   

高分二号卫星影像自适应模糊阈值法小波去噪     

张宇航  杨武年  任金铜  邓晓宇 《测绘通报》2019,(3):32-35

高分二号卫星影像提供了丰富的图像信息，高分二号影像数据的发布打破了我国高分辨率对地观测数据长期依赖进口的局面。但是图像在传输和保存过程中会有噪声干扰，如果感兴趣区域受到污染，则会导致该区域内的影像信息不能被充分利用。为了解决高分二号遥感影像去噪这一难题，本文采用自适应模糊阈值法去噪方式，该方法根据各个尺度下噪声方差建立的自适应模糊阈值函数非线性处理后，重新构造作为新的小波系数，经小波逆变换后得到去噪图像。通过与均值滤波器滤波、高斯平滑滤波、中值滤波器滤波、小波全局阈值去噪和Birge-Massart策略阈值法去噪比较，结果表明，自适应模糊阈值去噪法充分结合软硬阈值处理方式的优点，既保留图像细节又使图像更加平滑，图像整体信息完好，去噪效果更为理想。  相似文献