Characterization of sudden and sustained base flow jump hydrologic behaviour in the humid seasonal tropics of the Panama Canal Watershed     

Yanyan Cheng  Fred L. Ogden  Jianting Zhu 《水文研究》2020,34(3):569-582

Base flows are important for tropical regions with pronounced dry seasons, which are facing increasing water demands. Base flow generation, however, is one of the most challenging hydrological processes to characterize in the tropics. In many years during the May–December wet season in the Panama Canal Watershed (PCW), base flows in rivers abruptly increase. This increase persists until the start of the December–April dry season. Understanding this unusual base flow jump (BFJ) behaviour is critical to improve water provisioning in the seasonal tropics, especially during droughts and extended dry seasons. This study developed an integrated approach combining piecewise regression on cumulative average base flow and sensitivity analysis to calculate the timing and magnitude of BFJ. Rainfall, forest cover, mean land surface slope, catchment area, and estimated subsurface storage were tested as predictors for the occurrence and magnitude of the BFJs in seven subcatchments of the PCW. Sensitivity analysis on correlated predictors allowed ranking of predictor contributions due to isolated and cross-correlation effects. Correlations between observed BFJs and BFJs predicted by watershed and rainfall-related predictors were 0.92 and 0.65 for BFJ timing and magnitude, respectively. Forest cover was the second most significant predictor after cumulative rainfall for jump magnitude, owing to larger subsurface storage and groundwater recharge in forests than pastures. Catchments in the mountainous eastern PCW always generated larger jumps due to their higher rainfall and greater forest cover than the western PCW catchments. The cross-correlations between predictors contributed to more than 50% of the jump variances. The results demonstrate the importance of rainfall gradient and catchment characteristics in affecting the sudden and sustained BFJs, which can help inform land management decisions intended to enhance water supplies in the tropics. This study underscores the need for more research to further understand the hydrological processes involved in the BFJ phenomenon, including better BFJ models and field characterizations, to help improve tropical ecosystem services under a changing environment.  相似文献   

Sentinel-2卫星落叶松林龄信息反演   总被引：1，自引：0，他引：1  

唐少飞  田庆久  徐凯健  徐念旭  岳继博 《遥感学报》2020,24(12):1511-1524

林龄结构信息能够有效反映区域森林群落不同生长阶段的固碳能力，对于评估森林生态系统的健康状况具有重要意义。本研究以中国温带典型优势树种落叶松林为研究对象，分别选择其芽萌动期、展叶期和落叶期时段的Sentinel-2影像，采用多元线性回归（MLR）、随机森林（RF）、支持向量机回归（SVR）、前馈反向传播神经网络（BP）以及多元自适应回归样条（MARS）等5种方法依次构建落叶松林龄反演模型。通过相关性分析首先确定最佳遥感反演物候期，并在此基础上根据相关性差异筛选出5个最优特征变量用于模型反演，分别为冠层含水量（CWC），归一化水体指数（NDWI），叶面积指数（LAI），光合有效辐射吸收率（FAPAR）和植被覆盖度（FVC）。研究结果表明，展叶期为落叶松林最佳遥感反演物候期。除植被衰减指数（PSRI）以及落叶期的NDVI、RVI外，落叶松林龄与各指标之间均呈负相关关系，其中与冠层含水量（CWC）的相关性最高，pearson相关系数达到-0.74（p<0.01）。此外，不同模型反演结果表明，随机森林模型（RF）为最佳落叶松林龄估测模型，其平均决定系数R²和平均均方根误差RMSE分别为0.89和2.91 a；多元线性回归模型（MLR）的林龄估测结果最差，其平均决定系数R²和平均均方根误差RMSE仅为0.57和5.69 a，非线性模型能更好的解释林龄与建模变量之间的关系。  相似文献   

筋土界面特性宏细观分析试验仪器研制与应用     

易富  杜常博  王政宇  于犇 《煤田地质与勘探》2020,48(1):174-182

为了更全面地分析筋土界面相互作用特性，改制了一台可视加筋土界面特性宏细观分析的试验仪器，可开展不同土工合成材料与填料的直剪和拉拔试验；该仪器改进了试验箱的尺寸，可方便两种试验的对比分析，增加了图像摄录系统，可进行试验过程的细观分析。使用新研制仪器分别进行了土工合成材料（土工格栅和土工布）加筋尾矿砂的直剪和拉拔试验，试验结果表明:两种试验条件下，土工格栅与尾矿的界面参数（似黏聚力和似摩擦角）及似摩擦系数均比土工布与尾矿的界面参数和似摩擦系数大；直剪试验下筋材网孔的有无对筋-尾矿界面参数均有较大影响，拉拔试验下筋材网孔有无对筋-尾矿界面参数似黏聚力的影响较为显著，对似摩擦角的影响较小。随着宏观变量法向应力的增加，细观参数孔隙率减小，平均接触数增加，反映在宏观上的现象就是填料颗粒被压密，筋材需要克服的阻力增大。该试验仪器能够较好地分析筋土界面宏细观特性，获得关键技术指标以用于加筋结构的设计。   相似文献   

GPS/PWV时间序列特征提取方法的研究     

胡广保  叶世榕  张彦祥  夏朋飞  夏凤雨 《大地测量与地球动力学》2019,39(1):36-40

针对GAMIT/GLOBK软件解算得到的4 a GPS/PWV时间序列的特征提取问题，提出基于滤波辅助的部分集成经验模态分解（PEEMD）与Hilbert谱分析相结合的特征提取方法。首先，在PEEMD方法的基础上,结合滤波辅助的PEEMD方法与Hilbert谱分析，建立GPS/PWV时间序列特征提取模型；然后，将所提出的方法应用于TNML测站4 a的GPS/PWV长时间序列和7 d的GPS/PWV短时间序列分析中，并将滤波辅助的PEEMD结果与传统的小波分解结果进行对比。结果表明，该特征提取方法能准确有效地提取出 GPS/PWV时间序列中的周年周期和日周期特征分量，滤波辅助的PEEMD分解结果与小波分解结果一致，且提取的特征分量与原始信号更加吻合。  相似文献   

结合PS特征点的SBAS地表形变监测     

聂运菊  熊佳诚  程朋根  罗跃 《测绘通报》2020,(4):91-95

针对SARscape SBAS技术存在人工选取地面控制点影响监测结果的问题，本文提出了一种结合PS特征点的SBAS地表形变监测方法。通过设置PS技术中的振幅离差指数与相干性阈值，提取PS监测结果中的特征点作为地面控制点进行轨道精炼与形变反演。以2017年3月至2018年12月覆盖南昌地区的Sentinel-1影像为数据源，进行了地表形变监测与验证。结果表明：①该方法与PS方法监测结果均显示南昌市城区在监测时段内整体呈小幅度上升趋势，年平均沉降速率相关性达到了0.959，具有高度一致性。②将该方法、PS方法、人工选取地面控制点的SBAS方法的监测结果与水准数据进行对比，该方法与水准数据的误差不超过3.5 mm，说明了该方法的有效性。  相似文献   

基于深度残差网络的机载LiDAR点云分类     

赵传  郭海涛  卢俊  余东行  张保明 《测绘学报》2020,49(2):202-213

机载LiDAR点云的分类是利用其进行城市场景三维重建的关键步骤之一。为充分利用现有的图像领域性能较好的深度学习网络模型,提高点云分类精度,并降低训练时间和对训练样本数量的要求,本文提出一种基于深度残差网络的机载LiDAR点云分类方法。首先提取归一化高程、表面变化率、强度和归一化植被指数4种具有较高区分度的点云低层次特征;然后通过设置不同的邻域大小和视角,利用所提出的点云特征图生成策略,得到多尺度和多视角点云特征图;再将点云特征图输入到预训练的深度残差网络,提取多尺度和多视角深层次特征;最后构建并训练神经网络分类器,利用训练的模型对待分类点云进行预测,经后处理得到分类结果。利用ISPRS三维语义标记竞赛的公开标准数据集进行试验,结果表明,本文方法可有效区分建筑物、地面、车辆等8类地物,分类结果的总体精度为87.1%,可为城市场景三维重建提供可靠的信息。  相似文献   

Cotton canopy reflectance under variable solar zenith angles: Implications of use in evapotranspiration models     

Christopher M. U. Neale  Maria P. Gonzalez-Dugo  Angelica Serrano-Perez  Isidro Campos  Luciano Mateos 《水文研究》2021,35(6):e14162

Evapotranspiration (ET) is an important parameter in hydrologic processes and modelling. In agricultural watersheds with competing uses of fresh water including irrigated agriculture, estimating crop evapotranspiration (ET_c) accurately is critical for improving irrigation system and basin water management. The use of remote sensing-based basal crop coefficients is becoming a common method for estimating crop evapotranspiration for multiple crops over large areas. The Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and the Soil Adjusted Vegetation Index (SAVI), based on reflectance in the red and near-infrared bands, are commonly used for this purpose. In this paper, we examine the effects of row crop orientation and soil background darkening due to shading and soil surface wetness on these two vegetation indices through modelling, coupled with a field experiment where canopy reflectance of a cotton crop at different solar zenith angles, was measured with a portable radiometer. The results show that the NDVI is significantly more affected than the SAVI by background shading and soil surface wetness, especially in north–south oriented rows at higher latitudes and could lead to a potential overestimation of crop evapotranspiration and irrigation water demand if used for basal crop coefficient estimation. Relationships between the analysed vegetation indices and canopy biophysical parameters such as crop height, fraction of cover and leaf area index also were developed for both indices.  相似文献   

基于森林模型参数先验知识估算高分辨率叶面积指数   总被引：1，自引：0，他引：1  

张静宇  王锦地  石月婵 《遥感学报》2020,24(11):1342-1352

目前，估算高分辨率叶面积指数LAI（Leaf Area Index）的常用方法是采用大量地面测量数据和遥感数据建立统计模型，再用统计模型估算LAI。然而，与农田地面测量实验相比，森林地面测量实验获取的观测数据更加有限，这使得基于统计模型的森林高分辨率LAI的估算精度低，难以满足应用需求。为此，本文提出一种基于森林模型参数先验知识、使用森林研究区少量的LAI地面测量数据和归一化植被指数NDVI数据估算森林高分辨率LAI的方法。首先，获取全球20个森林实验区的LAI地面测量数据和NDVI数据，建立LAI-NDVI统计模型并提取森林模型参数的先验知识。然后，以一个新的森林站点Concepción作为研究区，将该研究区的数据分为建模数据和验证数据两个部分。使用研究区有限的建模数据对森林模型参数先验知识进行本地化校正得到优化模型，优化模型用于估算森林高分辨率LAI，使用验证数据评价LAI的估算精度。同时，选取了Camerons站点、Gnangara站点、Hirsikangas站点评价本文方法的LAI估算精度。使用地面测量LAI验证基于森林模型参数先验知识估算高分辨率LAI的结果精度，经验证4个森林站点的均方根误差分别为0.6680，0.4449，0.2863，0.5755。研究结果表明：在仅有少量观测数据时，采用本方法能有效地提高森林高分辨率LAI的估算精度。因此，本方法可为森林高分辨率LAI的遥感估算提供参考。  相似文献   

西南某岩溶区地下水系统示踪试验与解析     

张浪  李俊  潘晓东  黄晓荣  彭聪 《中国岩溶》2020,39(1):42-47

以西南某典型岩溶区为例,解析示踪试验在岩溶管道连通性以及获取水文地质参数中的应用。选择落水洞为投放点,分别从落水洞西侧和东侧寻找地下水出露点作为接收点,判别落水洞地下径流的实际去向以及落水洞与接收点之间的水力联系。结合Qtracer2软件对示踪试验成果进行定量解析,确定示踪剂回收率、地下水平均流速、最快流速,估算出岩溶管道结构特征和水文地质参数。结果表明:落水洞与接收点JS01、JS03之间不存在直接水力联系;落水洞与接收点JS02存在水力联系且岩溶管道极为发育,含水介质不均匀,地下水运移路径较为通畅,为典型的紊流流态;落水洞地下径流的主要方向是由西向东,但在丰水期雨量较大期间,接收点JS04能够接收到荧光素钠,说明丰水期水位上涨后两者间会有水力联系,导致部分水量向落水洞西侧排泄。  相似文献   

自由段先注浆对预应力锚索抗拔试验结果影响研究     

杨庆光  柳雄  刘杰  何杰  梁凌川  陈斌 《岩土力学》2020,41(10):3317-3325

为了解决无法采用已注浆锚索进行抗拔试验问题，基于界面脱黏剪切模型，利用荷载传递和弹性变形理论，考虑锚索锚固段与自由段长度比Lb /La的影响，建立了采用自由段已注浆锚索抗拔试验结果评价锚索抗拔性能的方法。结果表明：自由段注浆对锚索抗拔力有较大幅度的提高，尤其是当界面剪切阶段由弹性向脱黏过渡时，提高比例快速增加，并在脱黏后逐渐趋于稳定。其次，锚索自由段与锚固段交界面处剪切位移和轴力最大，并向两端逐渐降低。随着拉拔力的提高，界面剪切位移和轴力都不断增大，同时向锚索两端的衰减速度也加快。此外，弹性阶段时剪应力曲线为山峰型，而脱黏阶段为马鞍型，并随抗拔力的提高，马鞍开口逐渐扩大。最后，锚固段与自由段长度比Lb /La对锚索极限抗拔力的影响较小，其极限抗拔力折减系数?Q取值介于0.81～0.83之间，且Lb /La =2.5时，?Q计算值仅比实测结果小6.02%，验证了本文方法的可行性。  相似文献