基于改进YOLOv7的湖面漂浮物目标检测算法

为提高湖面多种类和小体积的漂浮垃圾检测识别的准确度与推理检测速度,结合湖面垃圾漂浮物的图像特征,采用半结构化剪枝技术创建X-Toss剪枝框架,并基于YOLOv7目标检测模型,提出一种轻量化湖面漂浮物实时检测方法C-X-YOLOv7。X-Toss剪枝框架使用DFS算法生成父子卷积核计算图,利用特定的内核模式剪枝卷积核,降低迭代剪枝的计算成本。融合CA注意力机制对模型进行加权,减少模型过拟合现象,提高模型准确性和泛化能力。结果表明:对湖面垃圾检测识别,C-X-YOLOv7模型识别准确率为91.7%,召回率为91.2%,与YOLOv7模型对比分别提升2.6%、2.5%;推理加速度上,X-Toss剪枝框架在RTX 2080 Ti与NVIDIA Jetson TX2上分别实现YOLOv7的1.98×和2.17×的加速比,相较于PD、NMS、NS等剪枝框架,X-Toss的推理加速比和能耗均有提升。研究表明C-X-YOLOv7湖面漂浮物检测方法为湖面垃圾检测识别提供了一种新思路。

基于封闭湖泊碎屑沉积粒度异常指数定量重建黄旗海1885~2010年间湖面波动

基于沉积序列重建古气候环境是研究全球变化的基础性工作。优选指标应该是各类指标体系中的敏感参数。但是,各种环境背景变化会模糊其敏感程度,使重建结果失真。我们创建了一个包含17个参数的粒度系统,由此提供的粒度异常指数对位于东亚季风区农牧交错带的封闭湖泊黄旗海百余年湖面波动进行了定量重建。结果表明:异常指数与湖面波动具有非常敏感的相关关系,其敏感程度远高于普通粒度指标。1885~1895年和1950~1985年间为黄旗海高湖面阶段,1895~1950年和1985~2010年间为低湖面阶段。这一结果与沉积相、流域降水记录、遥感及文献记录显示的结果一致。不过,对1990~2010年而言,粒度异常指数与湖面波动并不相关,表明这个阶段的湖面升降原因复杂,明显是受到了人类活动,如拦河筑坝、开采地下水等的干扰。本研究创建了基于沉积物粒度异常指数定量重建封闭湖泊湖面波动历史,对研究全球气候变化提供了方法学参考。

基于遥感技术的湖面监测研究进展

近年来,随着科技的进步,利用卫星遥感手段进行湖面实时监测,对于维护和管理湖泊具有重要的现实意义。为理顺湖面遥感监测领域的研究状况及发展趋势,基于CiteSpace文献计量法,利用中国知网(CNKI)数据库对湖面遥感监测主题进行可视化分析,归纳了2000—2023年该领域研究的文献量、研究热点和前沿演进趋势。结果表明:目前国内领域内相关研究文献整体呈现线性增长的趋势,主要研究学者及科研团队呈现“大分散,小聚集”的特点;研究热点主要集中在青藏高原地区的高原湖泊遥感监测领域;未来可能围绕高原湖泊的时空演变和土地利用等内容进行研究。

智能湖面垃圾清理船

当前全球环境污染问题日渐严峻,尤其是水体污染问题日益突出,给人们生产和生活带来了极大的威胁,如何有效地清理水体成为当务之急。借助人工智能技术,智能湖面清理船能够自主识别垃圾,实现自动清理,减轻劳动强度,提高清洁效率,全面保护水体环境,为可持续发展做出积极贡献。为此,文章提出了一种智能湖面清理船的设计,通过Openmv视觉检测物体的种类特征和位置,GPS结合惯导及超声波雷达完成湖面巡航,以实现对湖面垃圾的检测和清理。

近30年色林错湖面变化特征及其对气候变化的响应

为了探讨气候变化对高原湖色林错湖面面积变化的影响,基于1988—2020年Landsat卫星遥感影像资料,用最大似然法提取色林错水体信息,采用线性回归及M-K检验法分析色林错湖面面积及其流域内温度、降水和积雪深度等气候因子变化特征,并用皮尔逊相关分析法探讨了湖面面积与气象因子之间的相关性.结果表明:近30年色林错湖面面积增加了650.70 km^(2),增长速率为203.34 km^(2)/(10 a).色林错湖面扩张存在着明显的空间差异,湖面向南、向北扩展比较明显;色林错流域年平均气温及降水量呈显著上升趋势(p<0.05),而积雪深度呈显著下降的趋势(p<0.05),其中增温速率为0.50℃/(10 a),降水量增加速率为17.32 mm/(10 a),积雪深度递减率为0.65 cm/(10 a);色林错湖面面积的变化与该流域气温的升高以及冷季积雪深度的降低具有极显著相关性(p<0.001),气温升高使得色林错上游的冰雪融水增加是色林错湖面面积增大的主要原因.

青藏高原纳木错异常高湖面重建工作研究进展与展望

青藏高原的许多湖泊发育有湖岸线、侵蚀阶地和高湖面沉积物,这些地貌和沉积单元是反映地质历史时期湖面变化的直接地貌和岩性证据。它们不仅反映了湖泊水文变化历史,还可作为揭示区域乃至全球环境变化的重要载体。在青藏高原众多湖泊中,纳木错最具典型性和代表性。纳木错湖岸最高古湖相沉积物位于现代湖面之上约150 m,高出当今溢流垭口约123 m。至今,有关纳木错异常高湖面的发育时代、湖侵-湖退过程、异常高湖面的形成机制、与其他湖泊之间的水文联系等科学问题仍不清楚或存在很大争议。本文以纳木错异常高湖面的特征、时代、期次和成因问题为主题,综述了一个多世纪以来国内外学者对纳木错湖面变化重建的研究成果,尤其对目前纳木错古湖面重建研究中存在的问题进行了总结,并对未来的工作重点进行了展望。此外,基于初步的调查结果,认为纳木错高湖面沉积可能形成于全新世中晚期,并指示了一次湖侵-湖退过程。南支槽的异常振荡及其导致的冬半年降水增加可能是引起湖面变化的主要驱动因素。

基于近湖面定点遥感连续监测藻类水华的研究

全球湖泊富营养化问题日益突出,而基于数码相机的近湖面遥感可以连续、高频地监测藻类状况。该文于2019年3-10月采用数码相机在太湖4个生态功能区的站点(梅梁湾2、避风港、小雷山和平台山)对水体相对绿度指数开展连续和高频的原位观测,并同步观测气象要素和太阳辐射。研究藻类水华的时空变化特征和单次藻华的动态演变,并分析气象因子和热带气旋事件的影响。结果表明:(1)4个站点在观测期间相对绿度指数的平均值分别为0.355、0.348、0.347和0.344。处于太湖北部藻型湖区的梅梁湾2站点相对绿度指数明显高于其他站点,蓝藻水华较为严重;太湖西南部的小雷山站和东南部的避风港站相对绿度指数发生频率处于中间水平,而处于湖心位置的平台山站则相对绿度指数普遍较低。(2)关于藻华暴发之前的天气过程,在观测时段内13次典型的藻类水华事件中,有11次水华事件在之前的3 d经历了明显降水过程,其余2次藻华过程的前期天气为冷空气过境和晴热高温天气。特别地,暴雨过后的10 h左右就有可能发生水华事件。说明强烈降水过程之后的晴朗天气,有利于藻华暴发。(3)热带气旋会使得全湖相对绿度指数降低,但是之后的水温分层和晴好天气,则有利于形成严重水华并持续一段时间。近湖面遥感方法能为水体藻类动态监测及影响机制研究提供新的数据支持和技术支撑。

1975-2013年西藏佩枯错湖面变化及分析

根据1975年地形图、1970s末至2013年19期Landsat(MSS、TM、ETM+)陆地资源卫星和2003-2009年ICESat卫星数据,以及近40年气象资料,对西藏佩枯错湖泊面积变化进行分析.结果表明,湖泊面积、湖泊高度变化波动较大,均呈减少和退缩趋势.1975-2013年间湖泊面积减少10.68 km2,减幅为3.79%.从空间动态变化来看,变化较明显的区域位于该湖的南岸和东北岸,南岸、东北岸湖岸线分别向北、向西南萎缩.2003-2009年湖面高度和湖泊面积均呈现出下降趋势,分别下降了0.17 m和4.4 km2.1999-2013年之间对该流域湖泊有影响的冰川变化分析显示,冰川呈现出退缩、面积减少趋势.数据显示冰川面积总共减少了17.17 km2,减少率为7.91%.自1971年以来,流域气温总体呈上升趋势,2000年以后升温显著.佩枯错43 a来降水量年际变化波动较大,年降水量呈减少趋势,总的来说降水量每10 a减少6.99 mm.虽然佩枯错属于降水和冰雪融水补给湖泊,但该流域湖面增减与周围冰川变化的关系并不明显,与温度变化呈负相关,而与流域内降水量呈正相关.综合分析表明,佩枯错流域湖泊变化与冰川退缩关系不密切,降水量是湖泊变化的主要原因.

基于700 M超远覆盖技术的湖面网络覆盖方案研究

随着5G技术的发展,5G技术将应用于千行百业,各行各业对于5G应用需求也越来越多,其中湖面覆盖就是其中之一。对于面积广、纵深宽的湖面,传统无线基站覆盖方式难以满足业务发展需求。针对上述问题,探讨研究基于700 MHz超远覆盖技术湖面覆盖方案,为湖面的5G应用提供思路及参考。

1975-2008年西藏色林错湖面变化对气候变化的响应

根据1975年地形图、80年代至2008年的TM、CBERS卫星遥感资料和近34年(1975-2008年)的气温、降水量、蒸发量、最大冻土深度等气候资料分析得出,西藏那曲地区西部的色林错及其周围的错鄂、雅根错的面积在近30年来呈较显著的扩大趋势,到2008年面积分别为2196.23km2、279.24km2、103.07km2,与1975年分别增长了574.46km2、11.59km2和68.13km2,增长速度分别为35.4%、4.3%和195%。色林错从1999-2008年湖面扩大速度为20%,平均上涨了420km2/10a,已超过纳木错面积,成为西藏第一大咸水湖。冰雪融水量的增加是湖泊上涨的根本原因,其次与降水量的增加和蒸发量的减少、冻土退化等暖湿化的气候变化存在很大关系。

西藏班戈错近50年来的湖面变化

本文根据大量地形图、遥感图像或遥感数据、连续29个月的水位观测记录、三次水深测量和2003年5 月26日的湖水位高程测量等资料,勾绘了班戈错近50年来的湖岸线变迁和湖面高程变化曲线图。研究表明,自1959 年至2003年9月的近50年间班戈错湖面总体上升,但其间经历了先降后升再略有下降的过程,即自1959年至1973年或稍晚,班戈错一直收缩、湖面下降了0．25 m;自1973年或稍晚至2001年秋,湖面总体上升,其幅度可达1．75 m;其后,湖面又略有下降。班戈错湖面变化的原因难以用其面积较小的流域本身的气温与降水的变化来解释,只能归结为与其有水力联系的母湖色林错流域自1973年起气温的持续上升所引起的主要补给河流扎加藏布源区唐古拉山与巴汝藏布和申扎藏布源区申扎杰岗山的现代冰川的融水释放水量增大使色林错水位上升,因色林错与班戈错之间有一定的水力联系而引起班戈错水位上升。

西藏纳木错末次间冰期以来的气候变迁与湖面变化

在西藏纳木错沿岸 ,发育了 6级湖岸阶地及拔湖 48～ 1 39.2m的高位湖相沉积。根据湖相沉积的U系法测年和孢粉分析结果 ,本文探讨了纳木错及邻区末次间冰期 (MIS 5)以来的古植被、古气候与湖面变化。研究表明 ,纳木错与邻区的湖面变化可以划分为 1 1 6～37kaB .P .间的古大湖———“羌塘东湖”期、37～ 30kaB .P .间的“古纳木错”外流湖 -残余古大湖期和 30kaB .P .以来的纳木错 -藏北湖群期等 3大阶段。在MIS 5的古大湖阶段 ,包括纳木错、色林错等藏北高原东南部的众多大、中型湖泊 ,是互相连通的一个大湖 ,其范围可能超过了现代的藏北内、外流 (怒江 )水系的分水岭。在MIS 5e末的最高湖面时期 ,湖面面积可达7880 0km2 ,它或许还与藏北高原西南部和中南部的其他古大湖相连 ,成为面积巨大的网格状深水大湖———“羌塘湖”。通过纳木错湖面变化曲线与西昆仑古里雅、格陵兰、南极等冰芯和深海岩芯的氧同位素变化曲线的对比可以发现 ,全球MIS 5的气温要高于末次冰期间冰阶(MIS 3) ,此时藏北高原为气候温和轻爽与湖面最高的大湖期 ;在末次冰期的两个冰阶 (MIS 4和MIS 2 )中 ,湖面明显下降 ,邻近的念青唐古拉山发育了小型山谷冰川 ;而在间冰阶MIS 3中 ,其气候波动的幅度 ,要比世界其他地区更加明显 。

大布苏湖全新世沉积岩心的碳酸盐含量与湖面波动

大布苏湖是我国东北地区极为罕见的盐湖 ,通过对该湖现代湖盆碳酸盐沉积相的分析 ,以及钻孔岩心碳酸盐含量和 1 4 C年代的测定 ,探讨了大布苏湖全新世湖面波动与环境演化的过程 ,结果表明 ,大布苏湖有两次高湖面时期 ,分别为 10 45 0～ 72 6 0和 5 40 0～ 36 0 0 a BP,湖泊水位稳定在 12 5 m以上 ,这两个时期也是松嫩沙地古土壤集中发育的时期 ,晚全新世以来 ,大布苏湖明显萎缩 。

内蒙古黄旗海湖泊沉积物粒度指示的湖面变化过程

内蒙古黄旗海是位于东亚夏季风尾间与冬季风腹地的一个封闭流域，其湖泊沉积敏感并反映了区域冬夏季风变化的历史。基于黄旗海北部湖滩上的H3剖面，在高分辨率年代序列的基础上，利用粒度特征，特别是沉积物各粒级的时间序列变化特征，探讨了古湖泊水位变化、剖面沉积环境过程与冬季风的风尘记录。研究结果表明，8．0～5．1kaBP，气候暖湿，湖泊水量丰富，为相对稳定的深水一半深水环境，为全新世气候最适宜期，降尘微弱；但在6．7～5．5kaBP期间存在两次明显的湖面回落，降沉剧烈的气候恶化事件，揭示了气候适宜期气候也存在短暂的不稳定性。5．1～4．0kaBP，气候逐渐变得冷干，风力作用较强，降尘加剧，湖面波动较大；3．6～2．2kaBP，剖面所在位置演变为浅滩沼泽相。并可能季节性暴露地表。

班戈错晚第四纪湖泊发育、湖面变化与藏北高原东南部末次大湖期湖泊演化

班戈错是因湖面阶段性下降而于晚更新世末期从母湖色林错东部分离出来的小离湖。2003年5—7月,我们对班戈湖沿岸进行了详细的地貌与第四纪地质调查,湖面高程及6条剖面湖岸阶地的水准测量,并采集了沿岸及邻区的湖相沉积物样品进行U系年龄测定。研究结果表明,班戈错湖岸阶地共6级,其中T1为与色林错分离后所形成,T2至T6的拔湖高度与U系年龄分别为:T2,11.8～29.8m/10.9±1.9～14.8±1.1ka BP;T3,32.4～59.8m/31.1±2.5ka BP;T4,52.4～83.7m/36.3±3.1～38.8±3.7ka BP;T5,82.2～112.9m/35.1±2.9ka B.P.;T6,121.8～139.8m/47.9±3.8ka B.P.,色林错各阶地的高度则应减去与班戈错湖面的高差9m。色林错—班戈错沿岸与纳木错沿岸的6级湖岸阶地在形成时代上可以很好地对比。此外,在藏北高原东南部,还发现了多处晚更新世早中期的高位湖相沉积。据此,可以将藏北高原东南部自MIS5以来的末次大湖期的湖泊演化,划分为125～30ka BP/MIS5e～MIS3a的羌塘大湖期和30～0ka BP/MIS2～1的藏北湖群期。前者又可进一步划分为125～96ka BP/MIS5e～c的羌塘大湖亚期,96～75ka BP/MIS5b～a的羌塘东湖亚期,75～37ka BP/MIS4～MIS3a的大湖退缩亚期及37～30ka BP/MIS3a残留大湖亚期。后者则可分为30～10ka BP/MIS2的湖泊咸化亚期和10～0ka BP/MIS1的盐湖发育亚期。本文还根据自1959年以来历年所测的地形图、遥感图像或数据、水位观测记录、三次水深测量和2003年5月26日的湖水位高程测量等资料,勾绘了班戈错近50年来的湖岸线变迁和湖面高程变化曲线图。研究表明,自1959年至2003年9月的近50年间,班戈错湖面总体上升,但其间经历了先降后升再略有下降的过程,即自1959年至1973年或稍晚,班戈错一直收缩、湖面下降了0.25m,此后湖面总体上升,其幅度可达1.75m。

青藏高原中部兹格塘错1970年来的湖面变化及原因初探

通过对位于青藏高原中部受人类活动影响微弱的兹格塘错1970—2006年湖面变化的分析,探讨了湖泊对气候变化的响应.从1970年的地形图,1977年MSS影像,1992年TM影像和2001年ETM+影像中提取的湖泊面积显示,湖泊有逐渐增大的趋势.1999年8月和2006年9月水深2 m处湖水中稳定离子K+和Cl-的浓度对比表明,湖水体积在这期间是增大的.近年来湖面持续上涨也得到了1998年8月,2002年8月和2006年9月野外实地考察的证实.通过分析兹格塘错附近那曲、班戈、安多气象站的记录发现,该区温度自1965年来呈明显上升趋势,表现在夏季(5—10月)和冬季(11月到次年4月)温度均有明显增高,冬季温度增幅更大.该区1965年来降水量也有增加的趋势,表现在夏季和冬季降水均有增加,但是夏季降水量增加幅度更明显.结合青藏高原1970年来最大蒸散和干燥度的变化,夏季和冬季降水量增加而蒸发量下降是导致兹格塘错湖面增大、湖水水位增高的主要原因.

安固里淖全新世湖面变化及其环境意义

地貌证据和钻孔沉积特征分析表明，安团里淖全新世湖面变化分为４个时期：湖面快速上升时期（１００００～７３００ａＢＰ），高湖面时期（７３００—６２３０ａＢＰ），湖面快速下降时期（６２３０—５３００ａＢＰ），湖面波动性下降时期（５３００ａＢＰ以来），其中高湖面达到现代湖面以上２８ｍ的位置，代表全新世气候最暖湿的时期．安团里淖全新世湖面变化及其反映的气候变化，与邻近地区具有良好的对应关系，其高湖面与中国全新世大暖期中环境最好的稳定暖湿阶段一致．中国沿海全新世高海面滞后于内陆湖泊的全新世高湖面，说明湖泊对气候变化的响应更灵敏．

西藏纳木错末次盛冰期以来的古植被、古气候和湖面变化

西藏纳木错湖相沉积的U系、14C年龄和孢粉分析结果表明,纳木错沿岸的拔湖约1.5～8.3m和8.3～15.6m的T1和T2分别形成于末次盛冰期以来约(11.81±0.10)～(4.22±0.09)kaB.P.期间和(28.2±2.8)kaB.P.左右。该套湖相层的孢粉组合、地层和湖岸堤的分布表明,在末次盛冰期期间,纳木错湖面主要波动于拔湖12～20m之间,但湖面最低可达拔湖约8m。区域植被主要为以蒿和莎草科为主、含松和桦的草原。在约11.8～4.2kaB.P.期间,湖面波动于拔湖2～9m之间,区域气候整体较为暖湿。其中全新世大暖期出现在约8.4～4.2kaB.P.期间,气候温暖湿润,区域出现针叶林或针阔叶混交林,气温可能比现今高约5℃,降水量可能比现今多100～200mm,湖面扩张并升高,最高可达拔湖约10m。

西藏色林错湖面增长遥感信息动态分析

根据1972年陆地卫星MSS,1992年TM与1999年ETM+3个时相的遥感数据信息,对西藏色林错湖面增长进行动态分析后,发现近30a来湖面逐渐扩大,从1707km2增大到了1823km2。本文分别从气象学、构造地质学及高原隆升等方面分析了湖面扩大的原因。认为很有可能是由于温室效应,使得气温上升,冰雪、冰川融化和冻土软化释放水注入色林错,进而引起湖面增长。并就其所揭示的环境信息进行了初步探讨。

晚第四纪柴达木盆地东部古湖泊高湖面光释光年代学

高湖面是湖泊演化的鼎盛期,指示区域的温暖湿润气候。关于青藏高原湖泊高湖面的年代有不同的观点。一种观点(主要是基于14C测年)认为在氧同位素三阶段晚期青藏高原普遍存在"大湖期"或"泛湖期",并且其温度和降水可能比全新世还高。另一种观点(主要基于释光、铀系测年等)认为青藏高原湖泊的最高古湖面出现在氧同位素五阶段,之后湖面逐渐下降。柴达木盆地位于青藏高原的东北部,其高湖面年代的研究可为认识青藏高原环境演化提供基础资料。本文选择柴达木盆地东部的托素湖和尕海湖高出现代湖面的湖相沉积和湖岸砂堤为研究对象,利用石英光释光测年方法建立其年代序列。根据沉积物沉积特征和光释光年代结果认为,尕海湖和托素湖古高湖面出现在82～73ka、63～55ka、34.4ka和全新世早期。通过与青藏高原及周边湖泊高湖面年代记录对比,认为尕海湖和托素湖的最高湖面主体出现在氧同位素五阶段,之后湖面逐渐下降。