1975-2007年中亚干旱区内陆湖泊面积变化遥感分析

中亚干旱区内陆湖泊的湖面变化反映了气候波动和人类活动对流域水文过程的影响.本文以中亚干旱区平原区尾闾湖泊、吞吐湖泊和高山湖泊三类典型内陆湖泊为研究对象,利用1975-2007年Landsat遥感影像,基于归一化水体指数提取湖泊水域边界信息,分析近30年来内陆湖泊湖面变化特征.结果表明,近30年来,研究区内有超过一半的内陆湖泊急剧萎缩,湖泊总面积从1975年的91402.06km2减小到2007年的46049.23km2,减小了49.62%.其中,平原区尾闾湖泊面积减小最为显著;吞吐湖泊主要受出口河流水资源利用方式不同,湖面变化较为复杂,既有扩张也有萎缩;高山湖泊主要受气候波动影响,水面变化相对稳定.在中亚区域气候变暖的背景下,不同类型湖泊面积的变化也反映出干旱区人类活动对区域水资源时空分配的影响.

内陆湖泊的水质遥感监测研究

介绍了内陆湖泊水质遥感监测的特点及遥感监测水质的机理,总结了国内外近年来用于内陆湖泊水质参数反演的 3种常用方法:经验模型、生物光学模型和神经网络模型,并分析了 3种模型的优缺点;同时指出了影响内陆湖泊水质遥感监测精度的关键因素;提出了内陆湖泊水质遥感监测研究重点和方向。

半干旱区内陆湖泊透明度高光谱估测模型研究——以松嫩平原查干湖为例

通过实测查干湖高光谱数据,建立透明度(Secchi Disk Depth,SDD)单波段估测模型、比值估测模型以及神经网络高光谱估测模型,并以确定性系数R2以及剩余残差RMSE为指标进行了验证。通过对单波段估测模型和比值估测模型进行比较发现,单波段模型估测结果与比值模型相差无几,而水体透明度经对数处理有利于模型精度提高,但是神经网络模型是三者中最优的。查干湖透明度高光谱定量估测模型的建立,有利于今后利用遥感影像,对查干湖水体透明度进行全面估测,对于研究和监测查干湖水体水质状况有重要意义。

西北典型内陆湖泊近40年来的演化特点及机制分析

利用40年来的实测数据研究揭示了西北典型内陆湖泊的演化特点及机制。研究表明:赛里木湖气候向暖湿转变,降水逐渐增加,处于湖面稳定扩张阶段;青海湖降水无明显变化,入湖地表径流却逐年减少,湖泊处于持续萎缩阶段;察尔汗盐湖,入湖水量少,湖面蒸发量大,处于干涸、半干涸状态,更容易萎缩。影响湖泊演化的因子主要是气候变化及人类活动。

RS、GIS在内陆湖泊水质研究中的应用

:遥感 (RS)、地理信息系统 (GIS)技术的综合应用在许多研究领域广泛推广并日渐成熟 ,表现出广阔的发展前景。将 RS、GIS相结合 ,综合应用于内陆湖泊水质的监测和分析 ,充分体现了其快速、经济、高效的强大优势。本文首先回顾了一般监测方法的特点及局限性 ,主要讨论了 RS、GIS的特点及在内陆湖泊监测和分析中的优势所在。

近百年来亚洲中部内陆湖泊演变及其原因分析

本文对亚洲中部地区内陆湖泊近百年来的变化及其变化的原因，特别是气候因素进行了考察与分析。位于我国内蒙古东部及蒙古高原北部的湖泊，近百年来其变化以水位上涨与面积扩张为主，产生这种湖泊水位上升的原因与该地区降水增加有关．此外，气温升高使冻土与地下冰融化，亦间接地增加了径流产出率，导致河川径流增加．该地区降水的增加同整个北半球高纬度地区降水增加相一致．位于亚洲内陆区西部的里海．自７０年代末以来出现水位上升，亦与其集水区域内气候转湿润有关；位于中亚山区及平原的湖泊均以下降为主要特征．导致湖泊水位下降的原因中，有的是由于人类活动影响．有的是气候干旱所致，或二者兼而有之．中亚地区气温有升高的趋势，但降水减少，反过来又促使人类引水拦蓄等活动加剧．造成径流进一步减少，加速湖泊水位下降与面积收缩．

基于Sentinel-2卫星数据的内陆湖泊水体大气校正

利用Acolite、FLAASH和C2RCC 3种大气校正算法,参考内陆湖泊历史实测遥感反射率数据,开展针对Sentinel-2卫星数据的内陆湖泊水体大气校正研究。试验结果表明:在数值方面,C2RCC校正结果和实测结果位于相同数量级,Acolite和FLAASH校正结果高估;在光谱曲线变化趋势方面,C2RCC校正结果与实测数据相近,Acolite和FLAASH校正结果存在异常,因而推荐使用C2RCC大气校正Sentinel-2的内陆水体数据;如果只考虑前5个波段,Acolite校正结果的曲线趋势与实测光谱接近,由于校正结果高估,推荐使用波段比值以消除数值高估。

干旱区内陆湖泊水盐变化和生态需水量研究

根据所建立的水量平衡方程和盐量平衡方程,研究了内陆湖泊多年水盐演变,重点分析了源流气候变化对湖泊的影响。研究表明,长期的水盐不均衡使湖泊水量和盐量发生变化,其中气候变化是水盐不均衡的主要原因,人类活动对湖泊也有强烈的干扰作用。针对干旱区的特点,探讨了内陆湖泊生态需水量的计算方法,以维持湖泊面积长期相对稳定并与社会经济协调发展为目标,计算出博斯腾湖的生态需水量为8.93亿m3,艾比湖的生态需水量为5.03亿m3,乌伦古湖的生态需水量为7.82亿m3。

典型内陆湖泊沉积物氮、磷和重金属分布特征及生态风险评价——以武汉市武湖为例

城市内陆型湖泊湿地对城市生态系统具有重要的作用。以武汉市武湖为例,采用数理统计、营养盐指数、地累积指数和潜在生态风险指数等方法,对武湖表层沉积物中的氮、磷、有机质和重金属的平面分布特征、影响因素、富集污染程度、生态风险进行评价。结果表明武湖西北部表层沉积物中总氮、总磷和有机质的含量明显高于东南部,武湖周边地表径流和农田是营养元素的主要来源,旱地较水田有利于沉积物中总磷的富集;武湖沉积物中有机质为内源水生植物和外源陆生植物的混合来源,与总氮具显著正相关关系;沉积物中重金属含量总体较低,局部呈现高镉,平面上总体北部高于南部;沉积物中重金属富集程度和潜在风险较低,局部地区镉和铅为轻微富集,镉和汞具中等潜在风险;沉积物的潜在生态风险为低至中等,潜在生态风险与沉积物中镉的分布高度一致。

内陆湖泊贝壳碳酸盐碳氧同位素组成与古气候研究

通过对江川湖盆沉积物中螺壳化石样品的处理和分析,测定了贝壳碳酸盐的δ^(13)C值和δ^(18)O值。结合孢粉资料,研究贝壳碳酸盐碳氧同位素分布及变化,对江川湖盆的古气候及盆地演化提供有用的信息。

基于机器鱼的内陆湖泊水质在线监测系统设计

仅依赖无线传感器网络在线实测是利用多跳式通信实现远程发送与存储数据丢包率高,实验阶段设计的二维结构仿真机器鱼巡游避障性能差,GPRS全天候数据采集与传送所需的流量费用高,针对以上这些问题,设计了一套可进行实测的机器鱼自动巡游避障、水质环境实时监测系统平台;该系统通过移动终端程序设计、利用三维采集路径跟踪算法及WSNs与Wifi热点技术对机器鱼群实现远程精准控制,按照设定深度、路径规划的采集点进行水温水位、PH值、溶解氧、电导率、浊度等常五类水质环境数据实时采集、处理、远程存储、显示、分析及预警,给出了系统的总体设计、机器鱼的结构与控制系统设计、终端节点与协调器的硬件系统及上下位机软件系统设计;利用这套系统对巢湖5个取样点实测,水温、溶解氧、PH值平均误差率分别为0.18%、0.5%及0.01%,远高于其他水质在线监测的精度要求,达到了预期成果;同时对水库及精细水产养殖业等水质在线监测与预警具有很高的推广价值。

危害铁路安全运营的内陆湖泊水位变化预测研究的现状与展望

本文从气候和环境变化的观点着手,对威胁铁路安全运营的达布逊湖等内陆湖泊水位变化预测的研究现状加以评述,并对今后的工作予以展望。

藻类垂向分布对内陆湖泊叶绿素a反演算法影响的模拟研究

利用高斯模型模拟不同的藻类垂向分布结构,研究其对于典型叶绿素a反演算法波段比值法的影响.结果显示,藻类垂向分布不均一性导致了叶绿素a浓度反演结果与藻类生物量间不存在一一对应的关系;藻类分布集中于水面以及水下0.5m水深时会严重干扰波段比值反演算法的准确性,说明当水体表面存在藻华现象时,将导致反演算法失效;若排除此类情况,波段比值法与水体表层0.25 m处叶绿素a浓度、0～0.25 m、0～0.5 m水深范围内平均叶绿素a浓度值之间具有独立于藻类生物量以及藻类垂向分布的相关性;内陆湖泊叶绿素a反演算法与藻类垂向分布模型相结合,是获取藻类生物量的必要条件。

基于ESTARFM的内陆湖泊遥感动态变化监测

在进行长时间湖泊水体面积遥感动态变化监测研究时,常出现数据缺失问题。利用改进型时空自适应反射率模型(enhanced spatial and temporal adaptive reference fusion model,ESTARFM)对缺失的遥感影像进行数据填补。结合MODIS数据模拟内蒙古红碱淖研究区2000年以后缺失的Landsat影像,在此基础上,利用水体指数法实现湖泊的面积和岸线的定量提取,从而实现了长时间湖泊水体遥感动态变化监测。结果表明:通过ESTARFM模型生成的MODIS和Landsat融合影像效果理想,有效解决了2000年以后Landsat影像缺失的问题;加入了融合影像的时序影像在进行水体动态变化监测时,更加细节地反映水体变化情况,有助于后续的分析研究;通过对红碱淖的长时间遥感动态变化监测,发现湖泊总体呈现出萎缩状态,具体可分为稳定、持续萎缩和增长3个阶段。

基于波形净化技术的内陆湖泊波形重跟踪算法

卫星测高已经发展为成熟的海洋观测技术,然而在内陆水域的观测精度仍有待提高,其关键在于消除雷达回波中“陆地污染”效应的影响。在近海波形净化技术的基础上,针对内陆水域特点,提出了改进的波形净化技术,用于剔除回波中“陆地污染”导致的异常波峰。在净化波形的基础上,结合优化的重跟踪算法进行波形重跟踪改正,达到提高内陆水域测高观测精度的目的。利用青藏高原中的多个湖泊的水文站数据进行精度检验,结果显示利用波形净化技术消除异常波峰后的波形进行重跟踪改正,平均精度可达到15.8 cm,相较ICE-1算法和阈值法的精度分别提高了14%和27%,表明本算法可有效探测并消除雷达回波的异常峰值,有效提高内陆水域的测高数据观测精度。

内陆湖泊、库湾区大跨径钢混叠合梁分节段安装技术研究

依托千黄高速云常线大桥跨越千岛湖库湾航道60m跨径钢混叠合梁施工,针对内陆湖泊、库湾区,浮吊设备无法入场、桥梁跨径以40m为主的特点,详细介绍了该桥钢混叠合梁临时墩设计、场外运输、工地焊接、场内运输、钢梁安装等关键施工技术,通过相关技术达到提高工作效率、缩短施工周期、降低施工成本的目的。为今后类似分节段钢混叠合梁架设施工方法提供技术参考。

近40年西藏高原北部4个内陆湖泊面积变化及气候要素分析

格仁错、孜桂错、吴如错、恰规错4个湖泊是西藏高原北部内陆湖泊群。文章通过近40年LandsatTM/ETM+的遥感影像数据及气象观测数据,对1976-2016年4个湖泊的面积变化进行分析。结果表明:1976-2016年4个湖泊面积总体上呈减少趋势,但是减少幅度较小。1976-2016年4个湖泊最大面积都出现在21世纪初,最小面积除吴如错在1995年以外,其余湖泊均出现在2015年,而吴如错2015年的面积仅比1995年的多0.5km2;1970-2016年间4个湖泊的气象要素显示气温升高、降水量增加、蒸发量减少,通过湖泊面积与气象要素之间的相关分析得出,4个湖泊与降水量的相关性最显著。与藏北其他内陆湖泊不同,文章研究的4个湖泊面积均呈略微缩小趋势,这可能与4个湖泊和色林错之间通过河流相互贯通,在色林错面积增大的背景下经西岸流进色林错的水量有一定的关系,有待进一步研究。

内陆湖泊水深测量深度基准面确定原则探讨

本文旨在将深度基准面思想引入内陆湖泊水深测量,实现湖泊“海图”的制作。本文结合实际工程案例,介绍了内陆湖泊基准面确定原则及水深归算方法,在湖区水深图可读性、实用性、船舶航行安全性及湖区水域监管方面具有重要意义。