水库库区地形测绘与库容曲线复核技术研究

为提高水库库区地形测绘与库容曲线复核的精准度和效率,采用文献分析、实地调查以及经验总结的研究方法,首先分析了水库库区地形测绘与库容曲线复核的主流技术,总结了测算过程中影响精准度的主要因素及问题解决方法;然后根据水利行业当前相关重点任务和科技发展现状,分析了水库库区地形测绘与库容曲线复核需要进一步研究的问题和发展方向;最后在总结全文的基础上,给出了相关建议。研究表明,水库库区地形测绘和库容曲线复核在测算方法和装备上已经取得比较大的进展,但在如何进一步提高测绘和复核精准度、效率、通用性和智能化水平,以及更高质量地融入水旱灾害防御、数字孪生水利建设和现代化水库运行管理矩阵建设等水利重点工作方面,还有许多问题需要研究。

天空地一体立体网络的水质遥感监测及其溯源初探——以淀山湖为例

利用卫星遥感、无人机和走航船等手段组成的天空地一体化立体水质监测网络对淀山湖水质进行监测,并对水质参数的空间分布进行溯源分析。结果表明:(1)构建的水质参数反演模型实现了对淀山湖区域高精度的水质反演。其中总磷质量浓度反演结果的均方根误差(RMSE)为0.0191 mg/L,决定系数(R^(2))=0.64(P<0.001);氨氮质量浓度反演结果的RMSE为0.0360 mg/L,R^(2)=0.83(P<0.001);(2)水质空间分布特征为淀山湖总磷和氨氮浓度均表现为西北高,中部和东西低;叶绿素a浓度呈现出北高南低、东高西低及岸边高、中心低的空间分布特征;(3)通过广义线性混合模型对淀山湖水质空间分布进行溯源分析发现,入湖支流、动力船只、农田和水生植物对淀山湖总磷、氨氮和叶绿素a浓度的分布格局均有显著影响,其中入湖支流的影响最大。该研究结果可为上海市水环境立体监测提供重要参考和科学依据。

sky gel保水剂对不同规格穴盘番茄育苗用量的研究

进行了skygel保水剂对不同规格穴盘(72孔和128孔)番茄育苗用量的研究。研究结果表明,2种规格穴盘,在测定的3个育苗时期(苗龄为16d,19d,22d)内,基质含水量都随着保水剂浓度的增加而增加,呈线形正相关;基质含水量在测定时间内变化范围较小,说明skygel保水剂的反复吸水能力较强。通过对番茄幼苗各形态指标进行测定,表明72孔穴盘较128孔穴盘更适合番茄幼苗的生长,保水剂浓度为每1L基质加2g保水剂较适合。综合各因素表明,采用72孔穴盘、保水剂浓度为2g/L时,番茄幼苗生长茁壮,商品出苗率高。

色连二矿多煤层开采对导水裂隙带高度影响的数值模拟探讨

导水裂隙带高度确定对煤矿水害防治及煤炭高效开采具有深远意义。为研究多煤层开采导水裂隙带发育规律,以色连二矿5号煤层为研究对象,采用理论分析和UDEC软件数值模拟的方法,研究色连二矿的3,4,5号煤层依次开挖对覆岩层导水裂隙带发育高度的影响情况。结果表明,运用数值模拟的手段预测的3、4和5煤层导水裂缝带高度分别为38 m、50 m和70 m,其中开采4-1上煤对3-1煤导高有一定影响,开采5-1上煤促进4-1上煤导高进一步增大,且影响程度较大,对3-1煤导高具有较小的促进作用。该成果为色连二矿5煤层安全高效开采提供了理论技术支持。

基于大气多次散射的波浪水下偏振模式研究

太阳光经大气散射与水面折射后会形成有一定分布特性的水下偏振光,利用水下偏振光的偏振分布模式可实现水下导航。本文提出了基于波浪水面下偏振光分布模式的气-水模型,可用于计算大气多次散射后波浪折射影响下水下偏振光的偏振分布模式。模拟并对比分析了平静水面、正弦波浪与随机波浪下,不同太阳高度角的水下偏振光的偏振度和偏振角的分布图像,并通过水下实验进行了验证。水下偏振光模式模拟结果与实测结果的对比表明,利用该模型可以准确表征典型波浪水面下的偏振光分布模式特性,为提高水下偏振导航在水面波动条件下的环境适应性提供理论模型基础。

基于小波变换的水天线提取算法研究

文中提出了一种基于小波变换的复杂背景下受强杂波、噪声污染的水天线的检测算法。该算法利用了小波变换的多尺度特性,将要检测的图像进行多尺度小波变换,再采用多尺度边缘匹配,将不同尺度的输出集成为一个简单边缘图像。仿真试验结果表明,该方法可较强的抑制强杂波背景和强噪声的干扰,能有效检测出复杂海面背景中的水天线。

黄河流域源区与上中游空中水资源特征分析

黄河是中国的母亲河,黄河流域的水资源问题一直是我国的一个核心议题。黄河之水天上来,随着气象科学和人工影响天气技术的快速发展,空中水资源应逐步纳入我国的水资源体系,进行空地统一的水资源分析与管理。黄河流域处于我国北方半干旱区,年均370亿m^3的可用水量支撑沿黄9省(区)超过1亿人口的社会经济发展,因此进行空地水资源统一分析与管理的需求最为迫切。本文以黄河源头和上中游地区为例,对比分析了源区(12.7万km2)与上中游地区(66.7万km2,不含源区)的空中水资源特征,结果表明:黄河源区每年空中水汽输入量约为8 700亿m^3,其中约3 700亿m^3为空中水资源,区域降水量约为680亿m^3,考虑区域内蒸发对空中水资源的补给,空中水资源的降水转化率约为16.3%;黄河上中游每年空中水汽输入量约为36 000亿m^3,其中约10 000亿m^3为空中水资源,降水量约为2 920亿m^3,空中水资源的降水转化率约为22.3%。因此,黄河源区空中水资源的丰度较上中游地区高,降水转化率偏低,但产流系数较大。黄河源区更适合进行空中水资源的开发利用,合理适度地利用空中水资源对提高黄河流域的水资源安全保障能力具有重要意义。

参与光化学反应的物质对UV能量吸收的估算

在对北京紫外辐射 (UV)观测资料分析的基础上 ,提出参与光化学反应的物质对UV能量具有吸收作用。计算了 1990年 12个月实际天气比晴天UV能量的减少值在 64～ 10 9W m2 之间 ,这一减少受臭氧、“水汽”、气溶胶等因子的衰减分别为 3 9 1～ 66 3 ,2 1 5～ 3 6 5 ,3 2～ 5 5W m2 (12月除外 ) ,12个月的平均值分别为 48 3 ,2 6 6,4 0W m2 。计算结果表明 ,云天大气对UV能量有衰减 ,其衰减能量中有 2 6 6W m2 是“水汽的作用” ,即参与大气光化学反应的物质对UV能量吸收所造成的 ,此计算值同国外观测与模式的研究结果比较接近。由于现有模式中还没有考虑这一部分能量 ,所以造成模式结果与观测结果间较大的差异。

一种利用天空辐射计反演大气总水汽量的算法研究

传统计算大气总水汽量是利用改进的Langley方法，通过准确测定传感器的光谱响应函数结合辐射传输方程模拟大气中水汽透射比并反演总水汽量。而本文提出了一种根据天空辐射计940nm通道的太阳直接辐射资料反演晴空条件下大气柱总水汽量的算法，该算法直接根据天空辐射计的观测数据估算了描述大气中水汽透射比的参数（a和b），而不依赖于光谱响应函数的精确测量；反演得到的a和b值包含了观测站温度、气压和湿度垂直廓线的季节变化等信息，不受模式模拟误差的影响。利用2009年3—8月兰州大学半干旱气候与环境观测站（SACOL）天空辐射计资料，用该算法获得了观测时期内大气总水汽量，然后利用同期探空资料反演的水汽量验证天空辐射计反演和微波辐射仪观测的水汽量。结果表明，这两种方法得到的水汽总量都是可靠的。天空辐射计与微波辐射仪、CE318型太阳光度计的反演水汽量表现出较好的一致性，拟合斜率值分别为1．03和1．64，相关系数均〉0．95，相对误差在2．1％～11．3％范围内。该算法可广泛应用于东亚地区天空辐射计网（SKYNET）对总水汽量的反演。

人工智能对水土保持信息化监管技术支撑

生产建设项目水土保持信息化监管是全国各地水土保持强监管、保护生态环境的重要职责和重点工作,面对覆盖全国、数量巨大、年度多次的监管重任,监管工作及技术方法遇到了人工复核工作量大、识别分析难、快速精准监管效能低等瓶颈制约,迫切需要以人工智能为核心的高新技术支撑,破解技术难题。通过对遥感影像光谱信息、纹理结构等特征分析,影像特征增强技术,各类项目占地、土石方挖填量与弃渣量、建设工期、水土流失影响程度等级等大数据辅助,经过全面、精细、智能深度学习,同时运用发改、国土资源、城乡建设、环保、林业、水利、交通、电力等部门的相关信息大数据,通过关联分析,实现对生产建设项目的智能化识别。通过对项目特定的必备配套设施智能关联分析判别、相关图斑的归集,智能分析同一项目相关图斑的判别与归集。综合应用人工智能、大数据、云计算、互联网、物联网等高新科技,提高对“未批先建”“未验先投”“未批先弃”等违法违规行为的智能化、精准化判别率。为提升精准监管效率与效能,应加强水土保持重要敏感区的大数据智能支持,重点监管项目的智能跟踪,水土流失危害重点问题监控,细化项目开工前期、施工过程、工程完工3个时段的关键水土保持措施跟踪监管,更加及时、有效地全面支撑水土保持检查、监督、执法,全面提升监管效率与水平,促进生态优先、绿色发展,为国家高质量发展提供重要支撑和保障。

空天地一体化水土保持监测初探

北京新机场工程复杂,施工点多面广、土石方量大,而水土保持专业人员较少、资金有限,水土流失防治任务艰巨。为控制和减少施工造成的水土流失,"空天地一体化水土保持监测"的新技术被付诸实践,将现场地面监测、小微型无人机数字化地形建模、卫星大尺度遥感影像的各自优势结合在一起,获取整体高清的工程进度图,发现和督促解决问题,从而为水土保持监测提供了比常规地面监测更为精确和事半功倍的技术途径。

天水线在识别红外舰船图像目标中的应用

本文针对海天背景下红外舰船目标的识别,提出了一种基于天水线的目标识别方法。利用被识别目标相对天水线的空间位置目标、红外特征量和图像帧间信息识别目标,并在强干扰环境下,利用该方法进行了仿真实验,得到了很好的效果。

基于水天线检测的数字图像处理算法研究

重点讨论了天文导航中水天线图像的处理算法。先通过小波变换的阈值法分割对图像进行分割,然后利用中值波消除图像中的噪声,再通过小波变换提取出图像中的水天线,最后通过Hough变换得到图像中水天线的具体位置信息,从而计算出舰船的摇摆角。

西北戈壁区夏季一次降水前后土壤温度变化规律分析

利用简单的土壤热传导方程建立模型，并结合小波变换方法,分析了2004年6月22日-8月18日金塔绿洲附近观测的戈壁土壤温度序列，重点关注地下10cm的土壤温度变化。结果表明,在观测时段土壤温度除了有明显的日变化外，还存在周期为准4天和准两周的波动。利用滑动相关分析后发现，太阳向下短波辐射强度与土壤温度日变化能量存在显著的正相关，这与利用土壤热传导模型分析土壤日变化振幅年变化的相关研究的结论一致。太阳向下短波辐射强度与准4天周期波动实部分量在降水前后存在负相关关系。比较观测时段土壤温度准4天波动能量与同时期的天空温度，发现准4天波动可能与持续增强的云逆辐射有关。通过分析降水前后土壤温度、土壤含水量的变化,发现二者的日变化在降水后与降水前相比，振幅增大，位相前移。这一结果可以用土壤热扩散率在一定范围内随土壤含水量增大而增大得到解释。最后利用回归分析发现T10的准两周波动可能与更大范围的大气环流场异常有关。

利用日晕光度计反演大气水汽含量

大气总水汽含量是天文观测和气象科学领域最为重要的参量之一。介绍云南天文台研制的新一代日晕光度计反演大气水汽含量的原理和方法,分析了新一代日晕光度计在天文选址和气象科学中的应用,给出了其在丽江高美古地区测试的结果,并和其他仪器测试结果进行了对比分析。结果表明:新一代日晕光度计反演大气水汽含量方法直观,性能稳定,能很好地应用于云南天文台的西部太阳望远镜选址及气象科学研究工作。

毫米波大气衰减和天空噪声温度的计算与分析

依据国际电信联盟的ITU_R P.676-7建议,给出了微波毫米波大气衰减的计算模型。计算了标准大气条件下,不同仰角下的大气衰减曲线,研究了毫米波大气衰减的传播规律。给出了天空噪声温度的计算公式,分析计算了不同仰角的天空噪声温度。

微波毫米波大气衰减和天空噪声温度的计算

微波毫米波大气传输特性是微波毫米波系统设计和应用的理论基础。依据国际电信联盟的ITU_R P.676-9建议,给出了微波毫米波大气衰减的近似估算模型。计算了标准大气条件下不同仰角下的大气衰减曲线,研究了微波毫米波大气衰减的传输特性。计算了不同大气压力、大气温度和水蒸气密度情况下,频率1~300 GHz天顶方向的大气衰减。分析了大气压力、大气温度和水蒸气密度对大气衰减传输特性的影响。给出了天空噪声温度的计算公式,计算分析了不同仰角的天空噪声温度。对地空链路计算以及微波毫米波技术应用具有参考价值。

不同规格穴盘及保水剂用量对黄瓜幼苗生长及生理研究

通过sky gel保水剂对不同规格穴盘(72孔和128孔)黄瓜育苗用量的研究表明,2种规格穴盘,在测定的3个育苗时期内,基质含水量都随着保水剂质量浓度的增加而增加,呈线形正相关;基质含水量在测定周期内变化范围较小,说明保水剂的反复吸水能力较强.通过对黄瓜幼苗各形态指标进行测定,表明72孔穴盘较128孔穴盘更适合黄瓜幼苗的生长,保水剂质量浓度为2 g/L较适合黄瓜幼苗生长.综合各因素表明,采用72孔穴盘、保水剂质量浓度为2 g/L时,黄瓜幼苗生长茁壮,出苗率高.

保水剂与养分交互作用对番茄幼苗生长的影响

保水剂与全营养肥交互作用对番茄幼苗生长的影响表明:基质持水量随着保水剂浓度的增加而增加,但随着养分供应浓度的增加,基质持水量并未随着保水剂浓度的增加而呈直线上升。基质EC值随养分浓度增加而极显著增加,随保水剂浓度增加而显著下降。基质pH值随着养分浓度的变化范围较小,随着保水剂浓度的变化而发生极显著变化,表现为随着保水剂浓度的增加,基质pH值增加。通过对番茄幼苗的形态指标测定,表明在每1L基质中加入2g全营养肥,番茄幼苗生长较为茁壮;保水剂浓度在每1L基质中加入2g较为适宜番茄幼苗生长。在养分浓度和保水剂浓度适中的条件下,两者的交互作用可提高番茄幼苗的根系活力和叶片的叶绿素含量。综合各因素认为,A2B2处理为最优处理,即全营养肥2g/L,保水剂浓度2g/L时,较适合番茄幼苗生长。

一种利用天水线感知无人水面艇运行环境的方法

无人水面艇(USV)能够在危险环境下进行水面环境监测,通过视觉系统感知水面环境。利用Radon算法检测USV拍摄得到的水面图像中天水线参数,以此来判定波浪的运动状况,并分析天水线参数与波浪的关系。实验表明,该方法能够实时、较精确地检测天水线的斜率与截距的变化,通过分析这两个参数来判定USV的运动状态,为USV获取水面环境提供了一种新的方法;在不同的具有天水线的水面波浪环境中该方法同样适用。