数字孪生北江模型平台建设研究

为提高数字孪生北江的精细化模拟水平,建设数字孪生北江模型平台,应用云计算、微服务和多任务并行计算等技术,支撑模型算法和实例的统一调度计算并提供接口服务,可实现流域管理“四预”过程下的模型精准适配和高效调用。应用结果表明,数字孪生北江模型平台具备标准统一、分布部署、快速组装、敏捷复用的模型服务能力。目前,数字孪生北江模型平台建设已基本完备,经过北江近年特大洪水的实战应用与验证,模型平台相关成果可推广复用至其他业务化场景。

数字孪生东江对东江水资源管理的影响探析

数字孪生流域是智慧水利体系的核心。东江作为粤港澳大湾区的重要水源,目前水资源开发利用和保护面临严峻形势,为提升东江流域水资源管理和调配能力,应用数字孪生技术,以数据底板、模型平台、知识平台和业务应用建设为手段,初步构建了具有“四预”功能的数字孪生东江流域系统应用。结合实际应用案例,分析了数字孪生东江对东江流域水资源管理产生的影响,结果表明,数字孪生东江的建设能有效提升东江流域水资源管理的精准性和效率,可为实现水资源高效利用和可持续发展提供新的路径。

广东省水旱灾害风险普查成果微服务共享应用平台建设

水旱灾害风险普查项目产生了丰富的成果,为了最大化发挥项目成果的社会效益和推动“一数一源、一源多用”的成果管理,研发了成果微服务共享应用台。平台以项目成果为核心进行了多源数据的统一可视化集成管理与微服务发布,构建了成果知识库,研发了成果应用分析与模型计算服务,实现了区域与流域的多维度在线化综合分析,提供了横向面向厅各业务平台,纵向面向市县各级业务系统的普查成果数据接口和应用服务接口,实现了成果接口服务共享,推进全省的水旱灾害防御相关工作。

面向防洪工程隐患调查的成果上报与质检审核平台设计与实现

防洪工程隐患调查是水旱灾害风险普查项目中的一项重点任务,由省市县三级水利部门联合填报与审核,具有工作范围广、涉及相关技术人员众多、成果质量控制难度较大等特点。为了提高普查数据采集的效率,保障成果质量的可靠性,该文采用微服务的软件开发方法,对整体业务流程和质检审核分析流程进行了设计,实现了“查、填、审、抽、督”一体化的成果上报与质检审核平台和基于规则驱动的在线质检审核服务,大幅度提升了广东省普查工作的效率和成果质量。

GPM遥感降水产品在广东省的极端降水事件适用性分析

在广东省研究新一代GPM(Global Precipitation Measurement)产品的精度及其探测极端降水事件的能力,探讨其对地面站点观测数据的可替代性,可为GPM产品在中国南方湿润区的应用提供参考依据。以广东省的珠江流域、韩江及粤东诸河流域、粤西沿海诸河流域为研究区,采用国家基准气象站观测的降水量为基准数据,使用相关系数R、平均绝对误差EMA、均方根误差ERMS、相对偏差BIAS、探测率POD、空报率FAR和成功系数CSI共7个指标验证GPM遥感降水产品与TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)产品的精度;对GPM产品与TRMM产品在广东省的各个子流域的精度进行对比分析;使用9种广泛应用的极端降水指数来描述研究区域的极端降水特征,对比分析TRMM产品与GPM产品探测极端降水事件的能力。研究结果表明:以地面实测降水为基准,GPM与TRMM产品在广东省的平均R值分别为0.57与0.49,B_(IAS)值分别为7.93%与9.13%,C_(SI)值分别为0.51与0.44,表明两种遥感降水产品均有一定的偏差;从整体上来看,相较TRMM而言,GPM的精度更高;对比广东省的不同子流域,GPM产品与TRMM产品在珠江三角洲的B_(IAS)值分别仅为2.28%与8.72%,表明两种遥感降水产品在珠江三角洲流域的精度最高。在探测极端降水方面,GPM产品对中雨、大雨和连续无雨日数都有更为准确的监测。综合来看,GPM新一代遥感降水产品精度较高、对极端降水探测能力强,更适用于广东省的洪水、旱情监测,在广东省特别是珠江三角洲具有巨大的应用潜力。

水库库区桉树轮伐对水土流失的影响研究——以广州水库库区为例

以广州市白洞水库和吊钟水库作为实验样区,研究分析水库库区桉树轮伐对水土流失的影响.研究基于遥感数据对库区桉树轮伐区的植被覆盖度、土壤侵蚀模数以及水土保持作用系数进行反演和统计分析.结果显示：库区桉树林的轮伐行为将导致植被覆盖度从0.8~0.9下降到0.2~0.3;土壤侵蚀模数从2 000~3 000 t/km^2上升到8 000~13 000 t/km^2,水土保持作用系数从0.7~0.8下降到0.3~0.5;扰动期长达11个月;产生较严重的水土流失影响.

基于PT-T和SBDART模型的桉树人工林蒸散量研究

基于PT-T蒸散发模型和SBDART辐射传输模式,利用Landsat TM影像对广东省桉树林区域尺度的蒸散量(ET)进行分析计算,参照物为同区域的天然混交林.结果显示:(1)两类林区的区域蒸散量与归一化植被指数NDVI呈正相关关系,且增长率相近;(2)相同地理环境条件下,桉树林区蒸散发量大于天然混交林区,当植被指数为0.4时,24 h的ET相差约0.18 mm.说明桉树林在广东省这类湿润气候区依然存在生长优势,生长过程相对天然混交林将消耗更多的水分,并对该区域的水循环过程产生影响.

基于遥感技术的珠三角6类林分的蒸散比研究

对珠江三角洲六类主要林分(区域)的蒸散发比进行了研究,6类林分包括桉树林、果树林、针阔混交林、灌木林、针叶混交林、阔叶混交林。同时对基于Priestley-Taylor扩展模型的物理机制进行分析与推理,发现可以通过MODIS和TM热红外数据计算的地温值来评估较大区域上的蒸散发能力,并结合2008—2009年的晴空数据进行计算分析。结果表明珠三角6类林分(区域)的蒸散发作用相当,桉树林并非耗水量最大的林种。

Forest Evapotranspiration in Pearl River Delta based on Remote Sensing Technology

Evapotranspiration ratio of six major forest types in the Pearl River Delta was studied in this paper, and the six forest types included eucalyptus forest, fruit forest, coniferous forest, shrub forest, coniferous forest, and broad-leaved mixed for- est. The mechanism of PT-T model was analyzed based on Priestley-Taylor ex- tended model, and the result showed that land surface temperature or temperature difference between day and night could be used to evaluate the evapotranspiration factor. The evapotranspiration of 6 forest types was estimated with MODIS data and TM data and weather information during 2008-2009. The result suggested that water consumption of different forest differs insignificantly, and the EF of eucalyptus is not high.

无人机航测和水色遥感技术在水库管理和保护范围划界和水资源保护中的应用

基于无人机航测技术对东江局枫树坝水库管理和保护区范围开展了精确的划界工作,并利用高分辨率的航测成果进行了违法违章嫌疑区解译。同时结合水色遥感技术对库区的悬浮泥沙和有机污染物进行了反演,反应了库区污染状况的宏观分布,并结合前面解译的嫌疑区种类和分布进行了污染成因分析。该文证明基于无人机航测技术非常适用于水库库区的精确确界,且能对库区管理人员难以到达的违法违章行为进行识别,结合水色遥感技术还可进一步分析造成局部库区污染的成因,为管理部门的库区水资源管理与执法决策提供科学有效的依据。

基于遥感技术的广州市水库库区桉树林覆盖变化情况研究

以广州市白洞水库和吊钟水库作为实验样区,研究广州"禁桉令"颁布前后,水库库区桉树林覆盖变化情况。实验基于高分辨率遥感影像和遥感目视解译技术开展,研究结果表明,2007年到2013年库区整体的人工桉树林种植区面积呈现先减少后增加的趋势,桉树轮伐区大部分都被再次种植上人工桉树林。当研究区的采伐迹地不再种植桉树时,大都变化为无人维护的疏林地区,这类地表覆盖类型的植被覆盖度小于桉树林种植区,不具备良好的水土保持能力。

多源卫星遥感数据和水色遥感技术在水库水葫芦覆盖监察中的应用

近年来,鹤地水库周边人类生产生活日益丰富,点源和面源污染使得鹤地水库水质长期呈现富营养化状态。分析长时间序列的水库叶绿素a浓度和水浮莲区分布,可进一步了解和分析水库富营养化程度变化规律,判断库区水葫芦爆发周期和规律,辅助管理人员采取相关应对措施,科学高效管护水库。

遥感技术在水库水政监察中的应用——以鹤地水库为例

在鹤地水库水政监察中应用无人机航测技术、多源卫星遥感技术、水色遥感技术等,划定了水库监管区范围,解译了多处违法违章嫌疑区,定性分析了库区叶绿素a和悬浮泥沙浓度,分析了水葫芦和采砂扰动区的时空变化。结合现场调研,验证了水事违法行为与遥感分析结果基本一致。研究成果可为水库水政执法工作提供广泛、及时、高效、可靠的监察手段。

无人机遥感技术在河源紫金县洋头镇洪灾区监测中的应用

该文对无人机遥感技术应用于河源紫金县洋头镇洪灾区的快速灾情监测进行了详尽的描述和分析,认为该技术能够对洪涝灾区进行直观、实时、高清的动态监测,对提高灾情调查和监测的水平和效率,获取直观的、实时动态的灾区灾情有巨大帮助。

多源卫星遥感数据和水色遥感技术在鹤地水库采砂监察中的应用

近年来,鹤地水库的采砂活动频繁,相关管理部分迫切希望了解采砂活动在水库库区的时空分布,以指导库区的管护和执法活动。该基于多源卫星遥感数据和水色遥感技术对鹤地水库悬浮泥沙浓度进行了分析,结合现场调研,发现悬浮物浓度高值区存在采砂行为。认为基于多源卫星遥感数据和水色遥感技术可对水库的采砂行为时空变化进行监察,辅助库区管理人员执法。

基于遥感技术的水库库区桉树种植对水资源保护和水土流失等的影响探究

基于遥感技术的水库库区桉树种植对水资源保护和水土流失等的影响,分析了广东省桉树分布、人工桉树林的蒸散发以及库区桉树林水土保持作用影响,为解决和评价南方水库库区桉树人工林种植对水资源保护影响等新问题奠定基础。

基于遥感技术监测和分析珠江三角洲桉树区蒸散发作用

过去20年桉树在珠三角地区大面积发展，研究该区域的桉树林相对于自然林的水文现象的差异非常迫切。桉树是“争议树种”，常被指责消耗大量水导致土壤平均含水量降低，降低地下水位，破坏生态环境等。目前对桉树林的蒸散量检测主要通过台站，但是单点的台站尺度较小，很难与其他地物覆盖类型区进行横向比较分析。本文通过昼夜温差模型结合遥感检测技术，利用MODIS影像的7个可见近红外波段图和lkm的热影像产品研究了桉树林，果林，阔叶混交林以及建筑区的蒸散强度的差异，并以此评估了桉树在珠三角地区的生长耗水量。

海洋内波的光学遥感探测

海洋内波是当今海洋遥感探测的热点。星载可见光传感器已成为海洋内波研究的重要手段之一。本文回顾了光学遥感海洋内波的研究进展。利用Cox-Munk模型初步探讨了光学遥感利用太阳耀斑探测海洋内波的可见光成像机理。

基于图像融合和改进阈值的管道机器人探测图像增强方法

管道机器人探测能快速、准确和直观地识别管道结构性和功能性隐患,受管道内环境限制,探测的图像存在光照不均、对比度低和细节模糊等问题。为此,提出了一种管道机器人探测图像的增强技术。首先采用限制对比度自适应直方图均化(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization,CLAHE)和同态滤波(Homomorphic Filtering,HF)处理光照不均匀和对比度低的问题,并将2种方法结果进行融合。而后将融合的图像进行非下采样轮廓波变换(Nonsubsampled ContourletTransform,NSCT),并采用改进的Bayes-Shrink阈值对高频系数进行噪声去除。最后采用非线性映射函数对细节进行增强,并进行 NSCT 逆变换得到最终增强图像。选取 5 幅典型管道机器人探测图像进行增强处理,并与4种常见的图像增强技术进行对比。结果表明,基于图像融合和改进阈值的管道机器人探测图像增强技术可有效提高图像的整体和局部对比度,并有效增强图像的细节,能有效解决管道机器人探测图像存在的主要问题。

3S和“互联网+”技术在水库管护中的应用研究

为了提高水库的管理水平,实施最严格的水资源管理制度,在水库管护研究中应用了3S和"互联网+"技术。采用无人机航空摄影测量技术,获得数字高程模型DEM和数字正射影像图DOM,以此划定水库管理和保护范围的边界,解译违法违章嫌疑区。结合卫星遥感图反演库区的水质,分析水质污染宏观分布和成因。基于Web GIS研发B/S模式的管理信息系统,使研究成果能直接为水政执法提供信息化管理服务。基于"互联网+"技术,采用手机微信公众号模式,开发动态监管系统,接受公众监督。研究成果为水库管护提供了廉价、高效、图形化、全覆盖、多手段的新型信息化监管技术,可以有效解决水库传统管理方法效率低、存在大量执法管理盲区的问题,从而实现科学高效的水库动态监管。