遥感与神经网络相结合的潮滩地形模拟方法

潮滩地形资料的获取是开发利用潮间带资源的第一步。以纳潮盆地为实验对象,从遥感影像面状信息入手,提取并组合影像中的信息,采用遥感与BP人工神经网络相结合的方法,构建遥感光谱信息、地貌特征与潮滩高程信息之间的关系模型。结果表明:在遥感光谱信息基础上,引入纳潮盆地纵、横剖面地貌特征因子的神经网络模拟效果更好;将潮滩滩面与潮水沟分别进行网络建模,生成地形,平均绝对误差达0.299m,这说明,神经网络在模拟高程起伏较大的区域时精度较低,适当降低神经网络输入数据的复杂度有利于改善网络的模拟精度。

洪水演进三维动态可视化方法研究与应用

将洪水演进过程三维动态可视化表达,能够为洪水灾害的预防和抢险救灾提供理论依据和决策支持。二维洪水淹没水深图能够确定需要重点防范的位置,但展示效果不够立体、直观;基于Cesium三维地形引擎,利用其动画实现语言(CZML),能够立体、动态展示洪水淹没过程,但数值模拟结果造成计算单元离散化,较大程度地影响用户观感,且淹没网格的实时加载及渲染造成一定程度的页面卡顿;结合HTML5新标签Canvas技术对淹没网格作为整体均匀过渡着色,采用后台缓存的方式减轻前端渲染压力,能够大大改善洪水演进可视化效果,提高用户体验。

清江流域降水径流年内分配特征及其同步性分析

基于清江流域主要气象站恩施、巴东、来凤、五峰的月降水量以及代表水文站隔河岩站1951~2009年共59a的月径流量资料,采用年内分配集中度、集中期、不均匀系数、完全调节系数等多种指标对清江流域降水径流的年内分配特征做了综合分析,通过标准化处理的降水径流数据对二者的年内分配的同步性进行了研究,结果表明:1)各年代及多年平均降水、径流年内分配极为不均,夏季降水量、径流量均占全年总量的40%以上;20世纪70年代平均降水、径流年内分配与其他各年代特征存在显著区别,表现出6月、9月两个峰值.2)降水径流年内分配特征的年际变化剧烈,而就研究期而言年内分配未出现极端均匀或者极端不均的情况,同时年内集中降水和集中径流均具有自7月向6月转移的趋势.3)标准化处理后的各年代平均及59a多年平均降水径流年内分配特征展现了整体上的同步性,以及秋冬两季局部不同步的特点.

雷达回波外推方法在临近降雨预报中的应用

强对流天气的临近预报极具挑战性。随着天气雷达的发展,其高时空分辨率的优势使其迅速应用于短时临近预报研究中。利用雷达回波数据计算其在相邻时次内最优空间相关,得到不同时次的移动矢量序列;在此基础上,叠加前一时次雷达回波变化量,完成雷达回波形状和量的外推。采用SCE-UA算法对雷达回波强度与降雨强度的关系式进行参数估算,从而达到预报降雨的目的。结果表明,利用雷达回波最优空间相关方法的预报图像与实况较为接近,方法具有较强的可操作性和较高的实用价值;利用SCE-UA算法的预测降雨强度,与雨量站实测雨强进行误差分析,均方根误差δ为2.48,相较于利用经验参数进行的降雨预报精度明显提高。

蒙江流域降水及径流变化特征分析

分析蒙江流域降水及径流的变化特征,有利于水资源的开发利用与保护。基于蒙江流域1959～2012年降水、径流资料,应用线性倾向估计法探讨了降水和径流年际、年代变化特征;借助Mann-Kendall法、Yamamoto法、滑动t检验、小波分析法和R/S方法探讨了降水、径流的趋势性、突变性、周期性及长程相关性。结果表明,降水年际、年代间变化较小,径流年际间波动剧烈;年代间,最大年径流量出现时间一般较降水滞后3年,除1990年代,最小年径流、年降水出现时间同步,降水、径流分别呈不显著减少、不显著增加变化,这主要是由1990年以后的人类活动所致;流域降水在1975、1981年发生突变,年径流在1991年发生突变,均存在24年的主周期,未来一段时期内,降水、径流均呈偏丰状态,区域水资源形势较为乐观。研究成果可为区域水电站运行及水资源配置提供参考。

山洪灾害风险分区划分模型构建与应用

山洪灾害风险分区可以为山洪灾害风险防治和管理提供决策支持。从触发因子、下垫面孕灾因子、承灾体因子3个层次选取11个山洪致灾因子,用于划分山洪灾害风险分区。前期收集11个致灾因子的离散数据,利用克里金插值生成栅格数据,采用层次分析法确定各因子的向量权重,构建了山洪灾害风险等级评估模型,用于划分山洪灾害风险分区。选定宁波市作为研究区,采用以上方法划分风险分区,其中,高风险区域为宁海山区片,中风险区域有象山港南片、象山港北片及四明山区片,低风险区域有奉化山区片和姚江北部山区片。结合宁波市历史山洪灾害调查资料及风险等级成果,统计发现落在中高风险区的历史灾害点占比为98%,表明模型构建方法及风险分区划分合理,对山洪灾害风险管理具有指导意义。

山洪灾害短历时风险预报预警平台研究及应用

为克服传统山洪灾害监测预警系统存在的预见期、精确性不足等问题,建设山洪灾害短历时风险预报预警平台。以气象部门精细化短临降雨预报为数据驱动,构建基于雨量指标法的山洪风险预报预警分析模型,能够比传统监测预警系统提前1〜3 h准确预判山洪灾害风险区域。平台上线运行后,在宁波市“20180917”“利奇马”等多场次台风暴雨中得到成功应用,可为山洪灾害提前防御和及时部署提供有力技术支撑。