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利用重力与形变监测陆地水储量的时空响应:数据方法模型与技术应用现状及展望 认领 引用 被引量：3
1
作者 王林松 彭桢燃 +3 位作者 谢扬 陈钧 朱明涛 陈超 《地球与行星物理论评（中英文）》 CSCD 2026年第2期129-147,共19页
陆地水作为地球水圈循环过程中质量迁移、交换及循环的主要载体,其再分布状态对气候变化与人类活动都起着至关重要的作用.地表与卫星时变/时移(4D)重力及形变观测对研究陆地水储量时空变化产生了革命性的影响,但在兼顾水文信号监测的分... 陆地水作为地球水圈循环过程中质量迁移、交换及循环的主要载体,其再分布状态对气候变化与人类活动都起着至关重要的作用.地表与卫星时变/时移(4D)重力及形变观测对研究陆地水储量时空变化产生了革命性的影响,但在兼顾水文信号监测的分辨率与敏感度等方面仍面临挑战.本文介绍了研究陆地水变化的科学背景与主要地球物理观测手段,并以重力与形变监测全球/区域水文质量信号时空响应为目标,依次阐述了近年来研究中涉及的基本原理、数据模型、处理技术、反演方法及驱动因素等领域.借助应用实例较为详细地给出了利用地表重力(连续与绝对)、卫星重力(GRACE)以及GNSS观测提取估算陆地水储量变化的基本思路与流程,讨论了截止目前重力与形变两种手段可能存在的问题与技术瓶颈.最后,简要展望了基于重力与形变技术监测水质量迁移与背后成因的应用前景.本文为深入理解陆地水储量变化及其背后的驱动因素提供了多方视角,并对水文地球物理的发展具有参考价值. 展开更多
关键词 重力与形变 陆地水储量 时空响应 气候变化 人类活动
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多源遥感降水产品在湘江流域的精度评估及其对水源涵养服务模拟的适用性研究 认领 引用 被引量：3
2
作者 郭彬斌 刘瑜馨 《中国农村水利水电》 北大核心 2026年第1期52-59,共8页
降水是生态系统水源涵养服务模拟中关键的输入变量,在生态系统水循环过程中发挥着核心作用。随着遥感技术的发展,多源遥感降水产品为流域生态系统的水源涵养服务模拟提供了丰富的数据支撑,但是其精度和适用性还有待进一步验证和评估。为... 降水是生态系统水源涵养服务模拟中关键的输入变量,在生态系统水循环过程中发挥着核心作用。随着遥感技术的发展,多源遥感降水产品为流域生态系统的水源涵养服务模拟提供了丰富的数据支撑,但是其精度和适用性还有待进一步验证和评估。为此,以观测站点降水数据为参考,系统评估了湘江流域6种不同遥感降水产品及其在InVEST模型水源涵养服务模拟中的表现。研究结果表明:(1)MSWEP和GSMaP遥感降水产品与地面实测降水显示出较高的相关性(平均PCC≈0.70)和较强探测能力(MSWEP:POD>0.80,GSMaP:POD>0.75),且误差指标较低(RMSE分别小于7.82mm与9.05 mm;MAE分别小于4.56 mm与4.91 mm;FAR0.57)。(2)在分别基于各降水产品率定最优参数的条件下进行模拟,发现基于观测站点ANUSPLIN插值降水数据驱动的模型产水模拟误差更小(年尺度NRMSE=0.11,季节尺度NRMSE=0.12),模拟性能更优(PCC均不低于0.90;KGE分别为0.89和0.88)。(3)基于采用ANUSPLIN插值降水率定所得InVEST模型参数作为参照,比较各遥感降水产品的模拟能力。结果显示,MSWEP与GSMaP在年与季节尺度下均能较好再现产水变化趋势(PCC年>0.85,季>0.88;KGE年>0.72,季>0.86),而CHIRPS与IMERG表现出较大偏差(PBias>31%,KGE<0.60)。(4)与ANUSPLIN插值降水相比,6种遥感降水产品驱动下的InVEST模拟年产水量普遍高估,季节性产水则呈现出显著的时间分配差异与空间分布变异性。本研究结果可为遥感降水产品在水资源变化监测与水源涵养评估中的应用提供依据,有助于制定科学合理的水资源管理战略,促进水资源的保护与高效利用。 展开更多
关键词 遥感降水 水源涵养 湘江流域 InVEST模型
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基于Landsat影像的大型水体水下地形分区反演 认领 引用 被引量：1
3
作者 窦明 史玉仙 +2 位作者 屈凌波 王继华 邢澳琪 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2026年第2期128-135,共8页
针对缺资料大型水体水下地形资料获取困难的问题,以丹江口水库为研究对象,提出了一种基于Landsat遥感影像和水深分区的大型水体水下地形反演方法,分别采用水位线克里金插值法和4种水深反演模型(单波段、双波段比值、BP神经网络、多波段... 针对缺资料大型水体水下地形资料获取困难的问题,以丹江口水库为研究对象,提出了一种基于Landsat遥感影像和水深分区的大型水体水下地形反演方法,分别采用水位线克里金插值法和4种水深反演模型(单波段、双波段比值、BP神经网络、多波段随机森林)对丹江口水库浅水区和深水区水下地形进行反演,并评价其反演精度。结果显示,浅水区水下地形反演效果良好(均方根误差RMSE=2.553 m);深水区反演中,汉库水域采用多波段随机森林模型表现最佳(RMSE=2.428 m),丹库水域采用BP神经网络模型表现最佳(RMSE=1.599 m);不同反演模型精度针对不同水深和不同区域具有差异性,多波段随机森林模型在深水域水下地形反演上存在优势。研究结果可为缺资料大型水体提供一种快捷的地形资料收集方法。 展开更多
关键词 水下地形反演 Landsat遥感影像 BP神经网络模型 多波段随机森林模型 丹江口水库
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GRACE反演长江流域陆地水储量变化的机器学习降尺度方法研究 认领 引用
4
作者 李琼 张东 +2 位作者 钟波 苏勇 杨翼宇 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第6期1138-1155,共18页
重力恢复与气候实验(gravity recovery and climate experiment,GRACE)卫星时变重力场反演陆地水储量变化(terrestrial water storage anomaly,TWSA)的空间分辨率有限,制约了其在中小尺度区域水循环和气候变化研究中的应用潜力。当前,... 重力恢复与气候实验(gravity recovery and climate experiment,GRACE)卫星时变重力场反演陆地水储量变化(terrestrial water storage anomaly,TWSA)的空间分辨率有限,制约了其在中小尺度区域水循环和气候变化研究中的应用潜力。当前,基于机器学习的降尺度方法已在提升GRACE TWSA空间分辨率方面取得了显著进展。然而,预测因子的合理选取及其对模型性能的影响机制,以及降尺度结果的精度评估与不确定性分析等问题,仍有待进一步深入研究。以长江流域TWSA的降尺度处理为例,对比传统的水文模型降尺度方法和人工神经网络(artificial neural network,ANN)、随机森林(random forest,RF)、极端梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)3种机器学习模型,将GRACE反演的长江流域空间分辨率为1°×1°的TWSA数据降尺度到0.25°×0.25°和0.1°×0.1°。为了对不同降尺度方法进行评价,首先使用全球陆面数据同化系统水文模型的TWSA数据进行闭合模拟实验,评估不同降尺度方法的性能;然后对GRACE TWSA数据进行降尺度处理,并采用水文站水位数据评估不同降尺度方法的性能和结果。研究结果表明,机器学习降尺度模型的性能受到预测因子数量的影响,随着预测因子数量的增加,降尺度性能也会持续增强,3种机器学习模型的降尺度性能优劣也会发生改变。采用偏最小二乘回归分析模型得到重要性较高的前6个预测因子,即归一化植被指数、土壤湿度、降水量、气温、径流和U形风,在机器学习降尺度模型中取得较好的效果,增加更多的预测因子对降尺度模型性能的提升相对较小。RF和XGBoost降尺度模型的性能表现较好且非常接近,ANN和水文模型降尺度模型的效果略差。此外,水文模型的降尺度结果依赖水文模型与TWSA数据的相关性,机器学习降尺度模型能够更好地融合水文、气象和植被等多种数据的变化特征,从而恢复中小尺度区域精细的TWSA信号。 展开更多
关键词 GRACE 时变重力场 长江流域 陆地水储量变化 机器学习 降尺度分析
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基于GRACE卫星数据的东盟区域陆地水储量变化及极端干旱洪水事件 认领 引用
5
作者 童凯 赵银军 +2 位作者 鞠琴 黄珍 胡宝清 《地理科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2026年第3期608-619,共12页
本文基于GRACE重力卫星数据分析2002—2022年东盟区域陆地水储量变化,并构建GRACE-DSI干旱指数分析湄公河流域极端干旱和洪水事件。结果表明:(1)中南半岛陆地水储量呈减少趋势(趋势为-0.020 cm/月, P<0.05),农业灌溉和地下水抽取等... 本文基于GRACE重力卫星数据分析2002—2022年东盟区域陆地水储量变化,并构建GRACE-DSI干旱指数分析湄公河流域极端干旱和洪水事件。结果表明:(1)中南半岛陆地水储量呈减少趋势(趋势为-0.020 cm/月, P<0.05),农业灌溉和地下水抽取等人类活动是重要原因;加里曼丹岛和苏门答腊岛呈显著增加趋势(趋势分别为0.023 cm/月,P<0.01和0.040 cm/月,P<0.01)。(2)以10°N为界,以北区域陆地水储量季节变化明显,11月至次年4月逐渐减小,5—10月逐渐增加,变化幅度-25~25 cm;以南区域仅10 cm左右变化幅度。研究区降水空间分布不均匀,呈南多北少分布,降水对陆地水储量变化贡献较大。10°N以北区域年降水量为1 000~2 000 mm,5—10月为雨季,11月至次年4月为旱季;10°N以南区域年降水量(部分区域超过3 000 mm)远高于10°N以北区域,但无明显季节变化,导致各月份陆地水储量变化幅度较小。(3)2002—2022年湄公河流域发生了多次干旱和洪水事件,其中2011年7—12月洪水事件和2019年10月—2020年9月干旱事件最为典型。湄公河所在的中南半岛降水季节分配不均匀且季节幅度呈增强趋势。在气温显著上升的背景下,潜在蒸散发呈增加趋势,是造成湄公河流域水旱灾害频繁的重要原因。GRACE-DSI指数能够准确监测湄公河极端干旱和洪水事件,流域干旱和洪水事件受ENSO影响(GRACE-DSI指数与ENSO-ONI指数呈负相关,r=-0.408,P<0.01)。 展开更多
关键词 GRACE重力卫星 陆地水储量 极端干旱洪水事件 ENSO 东盟区域
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“天-空-地”一体化洪涝监测关键技术研究进展 认领 引用
6
作者 陈喆 李喆 +2 位作者 向大享 崔长露 姜莹 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2026年第6期149-158,共10页
洪涝灾害动态监测是流域防汛减灾与水安全保障的重要内容。传统监测方法依赖单一观测手段,在时空连续性、复杂环境适应性及实时响应能力等方面存在着明显的不足。近年来,随着对地观测技术、无人系统、物联网及人工智能的快速发展,融合... 洪涝灾害动态监测是流域防汛减灾与水安全保障的重要内容。传统监测方法依赖单一观测手段,在时空连续性、复杂环境适应性及实时响应能力等方面存在着明显的不足。近年来,随着对地观测技术、无人系统、物联网及人工智能的快速发展,融合天基遥感、空基平台与地基传感网络的天-空-地一体化洪涝监测体系已成为智慧水利领域的重要研究方向。系统论述了天基遥感卫星、低空无人机遥感及地基传感网络在洪涝监测中的关键技术进展,重点评述多源异构数据融合与同化、地理人工智能(GeoAI)与数字孪生驱动的实时预演等新兴技术在洪涝感知、动态模拟与辅助决策中的应用模式与研究现状。在此基础上,总结不同技术路径的适用场景、优势与不足,并对未来洪涝监测向实时化、数智化的发展趋势进行了展望。研究成果可为数字孪生水利监测感知、水雨情测报“三道防线”建设等提供技术参考。 展开更多
关键词 洪涝监测 “天-空-地”一体化 多源遥感 数据融合 人工智能 数字孪生
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基于微震技术的河流过程监测及水文参数反演的初步探索 认领 引用
7
作者 冯亮 张世哲 +3 位作者 谢斌 周晓悦 续伟 王艳梅 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第1期236-246,共11页
河流监测手段趋向遥感、智能化,传统河流监测技术费时费力,且在洪水期间面临仪器损坏和缺失数据的风险。国家地震台网分布广泛密集,微震技术具有远程无接触、低成本和24 h无间断监测的特点,正逐渐被用于河流监测中。通过野外河流微震监... 河流监测手段趋向遥感、智能化,传统河流监测技术费时费力,且在洪水期间面临仪器损坏和缺失数据的风险。国家地震台网分布广泛密集,微震技术具有远程无接触、低成本和24 h无间断监测的特点,正逐渐被用于河流监测中。通过野外河流微震监测试验,监测与分析河流过程的动态振动信号,获取河流湍流过程微震信号的物理特征。在此基础上,利用带通滤波的方法保留2~7 Hz频带的信号,采用Welch法计算出微震信号时频分析图上在2~7 Hz频带内1 min平均地震功率,将其转换为能量的形式,并与现场测得的河流水文数据相匹配,从而评估微震监测河流的潜力。为获取河流的水文参数,提出一个简单的线性回归模型量化平均功率谱密度(PSD)与河流湍流过程之间的关系,由此推导出反演计算河流流量的线性近似模型,模型反演结果在实测值附近波动,相对误差在10.29%以内,反演结果较为准确。本研究为野外河流微震监测试验的初步探索,研究成果可为依托国家高密度地震台站的河流洪水及常态水文遥感、智能化监测提供参考和理论依据。 展开更多
关键词 微震监测 河流过程监测 时频分析 功率谱密度(PSD) 流量反演 水文参数反演
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Wildfire increased summer low flows in snow-dominated watersheds:A combined approach of hydrometric monitoring and geochemical tracing 认领 引用
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作者 Shixuan Lyu Xiaohua Wei +8 位作者 Ming Qiu Mackenzie Myers Zhaozhi Wang Jinyu Hui Wenhui Yan Tongqing Shen Meirong Sun Shuhui Wang Yiping Hou 《Forest Ecosystems》 SCIE CAS CSCD 2026年第1期200-211,共12页
Forests are experiencing more frequent and intense wildfires in Canada,which pose considerable threats to water quantity and quality,particularly during the summer low-flow period when water demand is high.While the i... Forests are experiencing more frequent and intense wildfires in Canada,which pose considerable threats to water quantity and quality,particularly during the summer low-flow period when water demand is high.While the impacts of wildfire on hydrology have been widely assessed at the watershed scale,the underlying mechanisms of the responses of summer low flows remain poorly understood.In this study,we employed an integrated research framework that combines hydrometric monitoring with geochemical tracing to evaluate how the 2021 White Rock Lake Wildfire affected summer low flows,and to identify the underlying mechanisms governing these responses in the Okanagan Valley,British Columbia(BC),Canada.We found that(1)summer low flows,represented by Q90(flows exceeded at 90%of the time in summer)significantly increased following the wildfire(p<0.05);(2)summer low flows were primarily regulated by snow water in early summer(July),while dominated by groundwater in late summer(August and September);and(3)enhanced snow water contribution and reduced evapotranspiration(ET)were two primary contributors to the increased summer low flows.Our results provide insights for developing sustainable water management strategies for the region in the context of climate change and increasing forest disturbance.This study also demonstrates that the combination of hydrometric monitoring and geochemical tracing is an effective approach towards uncovering mechanisms that drive low-flow responses. 展开更多
关键词 Summer low flows Wildfire Water quantity Stable water isotopes Geochemical tracers Okanagan Valley
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Multi-source remote sensing unveils hydrological dynamics and drought escalation in Central Asia's arid regions 认领 引用
9
作者 WANG Yuhao ZHENG Zhijie +13 位作者 ZHU Guofeng HUANG Enwei MENG Gaojia LU Siyu QIU Dongdong CHEN Longhu LI Rui JIAO Yinying ZHAO Ling QI Xiaoyu WANG Qinqin LI Wenmin MIAO Yuxin WANG Qingyang 《Journal of Geographical Sciences》 SCIE CSCD 2026年第5期1105-1129,共25页
Despite the reported“warming-wetting”trend,Central Asia faces severe water insecurity due to climate shifts and anthropogenic activities.This study integrates multi-source remote sensing data(GRACE,TRMM,MODIS)with m... Despite the reported“warming-wetting”trend,Central Asia faces severe water insecurity due to climate shifts and anthropogenic activities.This study integrates multi-source remote sensing data(GRACE,TRMM,MODIS)with machine learning to analyze drought dynamics from 2003 to 2022 using the Water Storage Deficit Index(WSDI).Results reveal significant declines in terrestrial water storage(TWS)particularly in the Tianshan Mountains(–10.20 mm/yr)and the Central Desert(–6.19 mm/yr).Drought severity has intensified since 2014,with 67%of subregions transitioning to moderate drought.Random Forest modeling indicates that drought is no longer solely climate-driven but is increasingly dominated by anthropogenic factors(GDP,urbanization,cropland),which explain over 85%of the variability.Furthermore,the WSDI outperformed traditional indices by identifying 12 major drought events linked to deep aquifer depletion—a“hidden”structural deficit often overlooked by surface-based metrics.These findings challenge the optimistic“warming-wetting”narrative,highlighting the urgent need for storage-based management strategies to address anthropogenic groundwater depletion. 展开更多
关键词 Central Asia’s arid regions drought dynamics multi-source remote sensing GRACE hydrometeorological drivers Random Forest
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基于GRACE卫星的都思兔河流域水储量变化 认领 引用
10
作者 尹文杰 陈华杰 +4 位作者 王雪蕾 黄莉 王琦 查苏娜 杨小鹏 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2026年第2期37-44,共8页
GRACE卫星为监测全球及流域尺度的水储量变化提供了有效手段,但不同机构公布的数据产品间存在一定的差异。为了探究都思兔河流域2003—2021年间水储量的时空变化特征,通过融合贝叶斯三角帽法和3种GRACE数据,并利用2018—2021年的地下水... GRACE卫星为监测全球及流域尺度的水储量变化提供了有效手段,但不同机构公布的数据产品间存在一定的差异。为了探究都思兔河流域2003—2021年间水储量的时空变化特征,通过融合贝叶斯三角帽法和3种GRACE数据,并利用2018—2021年的地下水位实测数据对地下水储量进行验证,进一步分析了流域内布龙湖水体面积的变化趋势。最后,利用交叉小波变换方法分析气象因素与地下水储量变化间的响应关系。结果表明:2003—2021年间,都思兔河流域陆地和地下水储量均呈明显的下降趋势,相比于2003—2017年,2018年之后的地下水储量变化下降斜率由-7.37 mm/a提高至-9.52 mm/a,地下水位实测数据与GRACE结果呈相似的下降趋势和季节性特征;近20 a间由于水储量的减少,布龙湖水体面积以-2698 m 2/a的速率减少;交叉小波变换结果显示,地下水储量与降雨呈正相关,而与温度和蒸散发呈负相关。研究成果可为多源卫星数据融合和流域尺度的地下水储量变化评估提供有效数据支撑和技术保障。 展开更多
关键词 贝叶斯三角帽 GRACE重力卫星 地下水储量变化 交叉小波变换 都思兔河流域
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原位高频监测技术在水文水资源领域的应用 认领 引用
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作者 刘传琨 李洋 +3 位作者 胡玥 常启昕 王唯佳 朱红霞 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2026年第2期133-150,共18页
借助声学、光学和电化学等多类传感器技术,原位高频监测已实现对水位、流量及多项水质参数的连续、高时空分辨率观测。系统梳理了原位高频监测在水文水资源领域的发展与应用,归纳了不同技术阶段在采样频率、监测指标类型及数据获取能力... 借助声学、光学和电化学等多类传感器技术,原位高频监测已实现对水位、流量及多项水质参数的连续、高时空分辨率观测。系统梳理了原位高频监测在水文水资源领域的发展与应用,归纳了不同技术阶段在采样频率、监测指标类型及数据获取能力方面的演进过程。相关应用研究显示,原位高频监测技术在流域水文过程示踪、物质迁移机制解析、水环境污染防控、水资源精细化管理及山洪灾害预警等方面显著提升了过程刻画精度与响应时效性,能够有效捕捉传统低频采样难以识别的短时水文事件、水源动态变化及污染物通量突变,为流域尺度水文与水环境研究提供关键数据支撑。然而,目前该技术在监测指标覆盖、传感器长期稳定性、复杂环境适应性、设备建设与维护成本及高频数据处理能力等方面仍存在一定局限性。未来发展应重点推进低成本、多参数集成传感器,并融合物联网技术优化系统性能,推动原位高频监测向智能化、精准化与高效化方向发展。 展开更多
关键词 原位高频监测 水文及水质监测 水文及物质循环过程 水污染防控 水资源管理
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基于激光定位的视频测流三维坐标精确标定方法 认领 引用
12
作者 闵星 王越 +2 位作者 蔡钊 刘宏伟 刘九夫 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第4期191-200,共10页
利用视频监测河道表面流速推求断面流量是一种近年来广受关注的非接触式水文测流方法,其基本原理是通过图像识别算法计算水流表面纹理或粒子的像元位移速度,然后通过像素实际长度计算得到表面示踪体的实际速度,并将该速度作为水流速度... 利用视频监测河道表面流速推求断面流量是一种近年来广受关注的非接触式水文测流方法,其基本原理是通过图像识别算法计算水流表面纹理或粒子的像元位移速度,然后通过像素实际长度计算得到表面示踪体的实际速度,并将该速度作为水流速度。计算表面纹理或粒子的实际移动速度,需要获取视频范围内每个像素的精确坐标,因此视频测流的技术要点之一是获取相机视场范围内每个像素所对应的实际物理坐标,即视频标定,这对最终流速解算精度具有直接影响。通过对比分析设置标定靶点、旋转相机角度、利用岸基线等标定方法发现,目前视频标定存在工作效率低,精度不足,布点受环境制约,工作人员安全难以保证等局限性。通过理论分析结合应用实践,提出了一种基于激光定位的视频标定方法,适用于无岸基或复杂河道环境下的视频标定情景,一般单站点的标定工作可在1 h内完成,标定误差可达到cm级。以西霞院水文站视频测流设备标定为案例,证明了该视频标定方法百米平均误差为0.04 m,平均像素误差为1.85 pixels,标定误差显著减小,有效提高了视频测流的准确度。该研究将从激光定位视频标定所需设备、解算方法、适用环境及注意事项等方面对该方法进行了详细论述。 展开更多
关键词 激光定位 视频测流 三维坐标 视频标定 标定误差
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积雪对鄂陵湖冰封期湖水温度和冰情影响的观测与模拟研究 认领 引用
13
作者 于涛 苏寰 +3 位作者 文莉娟 王梦晓 王号 钱崇良 《冰川冻土》 CSCD 2026年第2期553-566,共14页
积雪作为冰冻圈的重要组成部分,深刻改变着地表能量收支平衡、水文循环过程及大气环流特征。青藏高原湖泊分布广泛,冰雪资源丰富。空间差异明显的积雪通过影响湖水温度与冰情,不仅影响着湖泊生态系统,还对区域气候产生反馈。然而,目前... 积雪作为冰冻圈的重要组成部分,深刻改变着地表能量收支平衡、水文循环过程及大气环流特征。青藏高原湖泊分布广泛,冰雪资源丰富。空间差异明显的积雪通过影响湖水温度与冰情,不仅影响着湖泊生态系统,还对区域气候产生反馈。然而,目前对于高寒湖泊冰封期积雪覆盖对湖水热力传输过程、湖冰物候和湖冰厚度演变规律的影响尚不明确。因此,本研究利用鄂陵湖原位观测数据、MODIS地表温度数据、遥感影像、周边气象站观测数据和中国地面气候资料日值数据(V3.0),对比分析了观测的少雪(2015—2016年)和多雪(2022—2023年)条件下冰下水温变化规律及冰情特征,利用LAKE2.3模式探讨了降雪及其光学特征参数的影响。观测结果表明,鄂陵湖冰封期少雪和多雪条件下冰下水温均呈上升趋势,但少雪年水温、湖水升温速率和湖冰平均生长速率均高于多雪年,并且相较多雪年,湖冰开始消融时间提前、冰封期缩短。数值试验结果表明,LAKE2.3可以较好地模拟出湖水温度和冰情特征的量值和变化;积雪是导致鄂陵湖少雪年与多雪年湖水温度和冰情特征差异的主要因素;积雪的反照率和消光系数减小均可造成冰水界面入射辐射的增加,从而导致少雪年和多雪年的湖水温度和冰情特征产生差异,总体来看,反照率变化产生的影响效果更为显著。本研究明确了积雪及其光学特征参数对高原湖泊水温与冰情的调控机制。这一认识不仅深化了对冰冻圈与湖泊生态系统相互作用的理解,还为青藏高原的生态保护与气候变化应对提供了科学支撑。 展开更多
关键词 鄂陵湖 积雪 湖水温度 冰情特征 LAKE2.3模式
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基于断面形态的多站水力几何法适应性分析 认领 引用
14
作者 李泽林 龚家国 +2 位作者 蒋云钟 范严伟 王浩 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第5期951-964,共14页
针对高山峡谷河流断面形态复杂导致多站水力几何法(AMHG)流量反演稳定性不足的问题,基于哨兵2影像提取金沙江上游枯、平、汛期断面形态特征,通过K均值聚类将断面分为单侧开敞不对称型(T1)、两侧开敞不对称型(T2)、两侧开敞对称型(T3)和... 针对高山峡谷河流断面形态复杂导致多站水力几何法(AMHG)流量反演稳定性不足的问题,基于哨兵2影像提取金沙江上游枯、平、汛期断面形态特征,通过K均值聚类将断面分为单侧开敞不对称型(T1)、两侧开敞不对称型(T2)、两侧开敞对称型(T3)和对称且窄深(不开敞)型(T4),并分析不同形态条件下AMHG宽度指数和流量反演精度差异。研究结果表明:①T1型断面中度开敞与轻度不对称,有利于维持宽度—流量幂律关系稳定,其中第13类断面表现较优,除巴塘站外,纳什效率系数均大于0.74,相关系数均大于0.90;T2型受滩地淹没与横向动量交换影响,参数离散度高;T3与T4型因能量均衡或地形约束,AMHG敏感性弱。②枯汛宽度比与宽度—流量幂律指数(b)呈显著负相关(r≈-0.66),控制b的单调变化趋势,而汛期水流偏离度与b呈显著正相关(r≈0.67),在高分位区引发离散性跃升,体现为“梯度控制”与“阈值放大”效应。说明断面形态通过调控河宽响应特征影响AMHG参数稳定性,形态分类可为复杂山区无资料河流AMHG适用性判别与断面筛选提供依据。 展开更多
关键词 多站水力几何法 断面形态 流量测算 遥感 金沙江上游
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基于遥感的山区河流“断面-河段”形态特征分析 认领 引用
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作者 徐涛 梁犁丽 +2 位作者 龚家国 李泽林 殷兆凯 《人民长江》 北大核心 2026年第3期51-61,共11页
山区河道断面形态及其组合特征是开展缺资料地区径流遥感监测的重要基础。基于遥感数据提取山区河流水面矢量文件,搭建断面形态特征指标体系,通过K均值聚类方法识别断面、河段分类特征及其组合分类特征。结果表明:①金沙江上段断面形态... 山区河道断面形态及其组合特征是开展缺资料地区径流遥感监测的重要基础。基于遥感数据提取山区河流水面矢量文件,搭建断面形态特征指标体系,通过K均值聚类方法识别断面、河段分类特征及其组合分类特征。结果表明:①金沙江上段断面形态可分为5类,其中对称峡谷控制段(0类)占比76.98%,形态特征与水动力环境显著关联;②河段形态复杂度随河段长度增加而上升(300~1500 m河段聚类类别增至19类),短河段以单一动力过程主导,长河段受地形-水流交互作用影响显著;③枯汛期水面宽比均值0.52,汛期水流右偏(河段形态指数均值为1.18),与科氏力效应吻合。研究成果可为缺资料地区径流测算、山区河流水动力模拟、生态修复及防洪管理等提供科学依据。 展开更多
关键词 山区河流 断面形态 河段形态 K均值聚类 遥感监测 金沙江
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基于高分六号WFV影像的黄河宁蒙段河冰识别研究 认领 引用
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作者 李继清 徐泽辉 +1 位作者 伍海 徐天龙 《中国农村水利水电》 北大核心 2026年第2期91-98,共8页
河冰识别是开展凌汛监测、及时应急响应的技术前提。当前光学卫星遥感作为河冰识别的重要手段,多依赖短波红外波段,且难以同时满足大尺度和较高精度的监测需求,而国产高分六号卫星的宽视场优势为此提供了新的技术可能。针对凌情复杂、... 河冰识别是开展凌汛监测、及时应急响应的技术前提。当前光学卫星遥感作为河冰识别的重要手段,多依赖短波红外波段,且难以同时满足大尺度和较高精度的监测需求,而国产高分六号卫星的宽视场优势为此提供了新的技术可能。针对凌情复杂、地域跨度大的黄河上游宁蒙河段,利用高分六号(GF-6)WFV数据的新增可见光波段,通过分析凌汛期影像中河冰与水体、其他地物的光谱特征差异,选取紫波段(0.40~0.45µm)和黄波段(0.59~0.63µm),提出了一种可以准确识别河道内河冰分布的归一化河冰-水体分类指数模型(NRIWI)。为验证NRIWI的河冰识别性能,对比了其他几种基于可见光波段构建的可用于河冰识别的指数模型,包括归一化差异水体指数(NDWI)、归一化差异未封冻水体指数(NDUWI)、归一化冰川指数(NDGI),在宁蒙河段选取了六个历年多发凌汛的典型区域,包括由水利枢纽工程控制的河段、易发冰塞的弯曲型河段、易受山体阴影影响的峡谷型河段,通过开展河冰识别试验分析并比较了各指数的总体精度、Kappa系数和阈值敏感性。结果表明:各典型区NRIWI的总体精度均高于96%,并且Kappa系数均高于0.9,相较于其他指数模型河冰识别精度更高、区域间差异更小、阈值敏感性更低,其可以有效削减河冰细小特征、冰水易混像元和山体阴影带来的干扰,从而有效识别河冰范围,适用于黄河宁蒙河段中各类凌汛易发河段。 展开更多
关键词 GF-6 WFV 河冰识别 遥感指数 黄河宁蒙段
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基于Sentinel-Landsat虚拟星座全天候观测的洞庭湖河湖相转换研究 认领 引用
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作者 董文逊 胡向阳 +1 位作者 刘佳明 张艳军 《中国农村水利水电》 北大核心 2026年第6期33-41,共9页
洞庭湖的水面变化直接影响洪水演进路线、取水口水面高程以及洲滩出露情况,其“洪水一片,枯水一线”的河湖相转换形态变化特征给湖区防洪减灾、取水安全以及湿地保护带来了严峻的挑战。探明洞庭湖河湖相转换时期的水面变化特征有助于科... 洞庭湖的水面变化直接影响洪水演进路线、取水口水面高程以及洲滩出露情况,其“洪水一片,枯水一线”的河湖相转换形态变化特征给湖区防洪减灾、取水安全以及湿地保护带来了严峻的挑战。探明洞庭湖河湖相转换时期的水面变化特征有助于科学开展水安全保障、水生态修复与水环境治理等工作,但现有研究多基于易受云层影响的多光谱卫星遥感数据分析洞庭湖水面多年变化趋势,对洞庭湖水面在河湖相转换时期的高时间分辨率研究尚有不足。因此,研究通过构建Sentinel-Landsat虚拟星座,突破水文站点在空间尺度上的不足和光学遥感卫星易受气象因素影响的限制,并提出了遥感影像未完整覆盖洞庭湖的水面面积重建方法,将洞庭湖实际可用遥感影像周期由平均13.4 d/幅提升至4.4 d/幅。基于Sentinel-Landsat虚拟星座影像数据解译得到的洞庭湖水面数据集,结合洞庭湖不同站点的实测水文数据,发现洞庭湖的水面形态变化主要有“完全河相”、“河湖相转换,河相主导”、“完全湖相”和“河湖相转换,湖相主导”4个阶段,且莲花塘水位是洞庭湖河湖相转换的关键驱动要素。其中,莲花塘水位小于24 m为“完全河相”阶段,介于24~28 m为“河湖相转换,河相主导”阶段,介于28~32 m为“河湖相转换,湖相主导”,大于32 m为“完全湖相阶段”。 展开更多
关键词 卫星遥感 虚拟星座 河湖相转换 洞庭湖
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基于单宽流量的缺资料地区断面流速估计 认领 引用
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作者 王逸飞 冯增辉 +4 位作者 王朝璋 褚继花 王生新 高祖桥 李常斌 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2026年第2期29-35,共7页
断面流速是表征河道物质及能量传输的关键因素。相对于观测体系完善的水域,偏远地区监测站点稀缺,长序列流速数据往往较难获取,导致河道水文计量和变化分析等受限。在收集、整理和分析多个实测断面水情数据基础上,构建基于单宽流量-水... 断面流速是表征河道物质及能量传输的关键因素。相对于观测体系完善的水域,偏远地区监测站点稀缺,长序列流速数据往往较难获取,导致河道水文计量和变化分析等受限。在收集、整理和分析多个实测断面水情数据基础上,构建基于单宽流量-水力半径的分段幂指函数拟合式,辅以径流数据产品同化及地图参数测量,形成一套基于单宽流量的河道水文断面流速测算流程,并在渭河上游进行了验证。结果表明:同化后的径流数据产品与实测值拟合度较佳,可用于断面流速估算;基于所构建幂指函数得到的河段流速值与野外调查成果的契合度良好,总体决定系数达到0.83,印证了所构建断面流速估计方法的适用性,可为缺资料地区断面流速的快速计量提供新的思路参考。 展开更多
关键词 断面流速 单宽流量 函数拟合 缺资料地区
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长江流域水储量异常变化的NARNN-SA预测模型研究 认领 引用
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作者 陈洋 谢运广 +3 位作者 万海峰 刘强 陈广亮 饶维龙 《人民长江》 北大核心 2026年第4期67-73,共7页
准确可靠地预测长江流域陆地水储量异常(TWSA)变化对实现高效、可持续的水资源管理具有重要意义。基于对TWSA变化自相关性的精细化考虑,提出一种结合季节调整和非线性自回归神经网络(NARNN-SA)的方法,用于预测长江流域TWSA。通过设计两... 准确可靠地预测长江流域陆地水储量异常(TWSA)变化对实现高效、可持续的水资源管理具有重要意义。基于对TWSA变化自相关性的精细化考虑,提出一种结合季节调整和非线性自回归神经网络(NARNN-SA)的方法,用于预测长江流域TWSA。通过设计两项试验并与自回归(AR)模型、季节性自回归积分滑动平均(SARIMA)模型以及未进行季节调整的NARNN模型进行对比,验证本文NARNN-SA模型的有效性。结果表明:由于季节调整的引入,NARNN-SA模型在预测性能上优于其他对比模型,并与GRACE卫星观测结果高度一致;在测试阶段的相关系数、纳什效率系数和均方根误差分别为0.894,0.769,1.425 cm。此外,NARNN-SA成功预测了长江流域源头及东、西部区域的TWSA变化,并填补了GRACE卫星与其继代卫星GRACE-FO之间的数据空缺。 展开更多
关键词 长江流域 陆地水储量预测 NARNN-SA模型 GRACE卫星 水资源管理
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长江流域水储量变化反演的改进点质量模型 认领 引用
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作者 陈洋 陈广亮 +2 位作者 万海峰 谢运广 冯腾飞 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2026年第5期54-65,共12页
为监测长江流域旱涝灾害,利用GRACE数据通过改进的点质量模型法解算了区域2002-04—2024-09的陆地水储量变化,并构建水储量亏损指数(WSDI)。结合自校准帕默尔干旱指数(scPDSI)和标准化降水蒸散指数(SPEI)对WSDI进行评估。结果表明:长江... 为监测长江流域旱涝灾害,利用GRACE数据通过改进的点质量模型法解算了区域2002-04—2024-09的陆地水储量变化,并构建水储量亏损指数(WSDI)。结合自校准帕默尔干旱指数(scPDSI)和标准化降水蒸散指数(SPEI)对WSDI进行评估。结果表明:长江流域陆地水储量呈长期增长趋势,并伴随周年与年际变化,流域上游趋势最显著,而中游周年振幅最大;与GRACE官方模型相比,本文WSDI与scPDSI和SPEI的相关系数均最高,全域平均相关系数分别为0.52和0.55,与scPDSI在中、下游相关系数分别提升3.28%和33.33%;研究期间共探测到14次干旱、16次洪涝事件,上游重度干旱频发,灾害空间分布呈区域性差异。研究成果对长江流域水资源的合理配置以及灾害的高效预防具有重要意义。 展开更多
关键词 长江流域 陆地水储量变化 GRACE 点质量模型 旱涝灾害
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