数字孪生水网(杭嘉湖平原)综合应用研究

嘉兴市位于太湖流域下游杭嘉湖平原,针对区域内水情多变、洪涝多发、水资源供需矛盾突出等问题,为加强洪涝灾害风险防控,强化水资源监管,优化水资源利用,开展数字孪生平原水网综合应用研究,通过模型分析、功能调用、服务调用、数据融合共享等方式,对雨水情监测、水利工程管理、防汛形势研判、联合调度等模块进行集成,实现对全域水灾害、水环境的预报预警和预演预案功能。系统运行结果有效提高区域内水灾害监控和态势分析能力,加强洪水风险的统筹管控,增强市、区、县水利工程的协同调度能力。实现由经验防御到智慧防御的转变,最大化地发挥水利工程的排涝调度效益,提升区域整体的防洪排涝和水环境改善能力。研究具有平原区河网数字化改革建设的典型性、代表性,可为全国水利数字化改革提供可复制、参考的经验。

基于土地利用的生态系统服务价值估算尺度效应研究

土地利用/覆盖(LULC)对生态环境具有重要影响,是计算生态系统服务价值的重要数据,然而不同空间尺度或不同LULC的产品数据,计算出来的生态系统服务价值是否有差异,以及差异程度尚不明确。论文采用两种土地利用产品数据,并使用重采样的方式获取了两套不同分辨率的数据,通过当量因子法计算出生态系统服务价值,研究了不同尺度LULC对ESVs的影响。结果表明:(1)不同产品或同种产品用尺度不同的土地利用数据计算出的生态系统服务价值的结果不同。(2)两种土地利用数据计算出来的ESVs相差了大约1.7%,并且随着尺度的增加,差值有减小的趋势。(3)随着LULC尺度的增加,ESVs的总体变化趋势也是增加的,增加的趋势逐渐缓和,并且ESVs与LULC尺度符合对数关系,拟合度R2>0.9。研究结果为获取可靠生态系统服务价值具有重要参考价值。

政府开放数据中个人信息披露识别与统计方法

为推进数据开放过程中个人信息保护,深入分析政府开放数据中个人信息的披露现状:首先从相关平台中获取数据,并对其预处理,根据字段、表名等特征筛选出含有个人信息的数据;其次利用敏感信息识别方法识别数据中各类个人信息,并将其映射到个体,以统计个体数量同时检测其关联数据;最后通过数据可视化,直观展示个人信息披露现状。虽然部分公共数据开放平台虽然对公共数据进行分级分类以及去标识化等处理,但是已开放的数据中依旧包含大量直接展示的个人信息,需要在数据规范化分级分类、敏感信息识别和敏感信息脱敏等方面进行完善。

中国城市NDVI十年度统计数据集(250-m,1990–2020)的研发

植被覆盖是衡量生态环境质量和人居环境的重要指标,然而目前还缺乏城市内部长时间序列的NDVI数据集。作者基于Terre-MODIS NDVI、GIMMS NDVI产品数据,运用深度学习超分辨率的算法制作了1990、2000、2010、2020年中国250-m分辨率NDVI数据集。然后,通过叠加不同时期城市的行政范围和实体地域范围,提取不同城市范围内的NDVI平均值,得到中国十年度及361个城市平均NDVI值统计数据集(250-m,1990–2020)。该数据集显示1990–2020年中国全境和城市范围的NDVI均呈先降低后升高的趋势,但存在显著的空间异质性。该数据集可为城市生态环境治理、城市绿地规划建设、生态环境政策制定和政府绩效考核等提供基础数据支撑,也可作为城市化与气候变化驱动下生态系统演化研究的基础数据。数据集存储为.tif和.xlsx格式,空间分辨率为250 m,由5个文件组成,数据量为6.51 GB(压缩为5个文件,1.83 GB)。

基于TerraSAR/TanDEM-X监测岗日嘎布山脉东南段冰川冰面高程变化(2000—2014)

岗日嘎布山区是海洋型山地冰川集中发育地区之一。海洋型冰川对气候变化敏感,藏东南多云雨天气使可用光学遥感影像数据少,限制了该地冰川变化遥感监测研究,雷达数据的应用为解决这一问题提供了有效途径。基于2000年SRTM DEM与2014年TerraSAR/TanDEM-X雷达数据,采用差分干涉测量(D-InSAR)方法,研究岗日嘎布山区东南段冰面高程变化及冰储量变化特征,得出如下结论:(1)研究区2000—2014年冰储量变化为-1.69±0.12 Gt,冰面高程年均变化为-0.86±0.13 m·a^(-1)。(2)冰面高程变化整体与海拔高度呈正相关(皮尔森系数为0.93)。在3700~3900 m,随海拔升高冰面高程变化加剧;在3900—5800 m,冰面高程变化逐渐趋于零;在5800 m以上高海拔积累区,冰面高程变化为正值。(3)表碛覆盖冰川消融较快。表碛覆盖冰川区冰面高程变化为-1.71 m·a^(-1),裸冰区为-0.73 m·a^(-1)。(4)结合波密、察隅和左贡站年均温与年降水变化可知,2000—2014年研究区年均温显著升高,年降水变化不明显,冰川快速消融是区域气温升高所致。本文可为青藏高原冰川时空变化研究提供基础数据支持。

弱监督的无人机影像地裂缝自动提取

地裂缝需要被持续监测,但是地裂缝探测仍需人工实地勘探,因此自动地裂缝提取具有重要意义。为此,该文提出一种深度学习模型,利用无人机影像自动提取地裂缝,该模型针对地裂缝相对其他地物具有细长结构的特征,设计了地裂缝提取网络;针对人工准确标注地裂缝蜿蜒曲折的形态费时费力等特点,设计了一种弱监督的方法对人工标签进行优化,改善人工标签不准确的情况。利用朔州市平鲁区无人机影像验证方法有效性,实验结果表明:地裂缝能被有效提取,召回率达91.4%,并利用提取的地裂缝生成了地图产品,可用于辅助区域内地裂缝风险警示和成因分析。

长三角地区生态系统服务价值估算尺度效应

针对土地利用(LU)数据因空间尺度或产品来源的不同从而对生态系统服务价值(ESVs)估算产生影响的问题,该文采用当量因子法、升尺度算法与波动性指数等方法,研究了长三角地区ESVs对LU数据的空间尺度效应。结果表明:(1)随着尺度的增加,LU的空间细节逐渐不明显,相同土地利用类型呈现出聚合的现象,但总体的土地利用类型空间分布相似。(2)不同尺度的LU数据估算出的各种生态系统服务功能价值与ESVs各不相同。随着尺度的增加,不同LU产品估算的ESVs差异有所增大,最终差异百分比大约稳定在10%。(3)随着LU尺度的增加,ESVs与LU尺度符合对数关系,拟合度R~2大于0.9。研究结果为选取LU估算ESVs可靠性方面提供参考,对有效评估ESVs潜在的经济与环境效益具有重要意义。