检索结果-内蒙古大学图书馆

大气科学学报 2025年第1期48卷 49-61页

作者：成硕黄曼捷余文君庄稼成星寅聪严海文李艳忠赵林南京信息工程大学水文与水资源工程学院江苏南京210044 南京信息工程大学水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学地理科学学院江苏南京210044

遥感降水产品可为气象干旱精准监测提供近实时、多时空分辨率的降水数据,但其性能易受复杂地形和极端气候的影响,基于机器学习的多源数据融合方法为提高复杂地形和偏远地区遥感降水产品精度和干旱监测能力提供了新思路。基于此,本研究... 详细信息

遥感降水产品可为气象干旱精准监测提供近实时、多时空分辨率的降水数据,但其性能易受复杂地形和极端气候的影响,基于机器学习的多源数据融合方法为提高复杂地形和偏远地区遥感降水产品精度和干旱监测能力提供了新思路。基于此,本研究以资料稀缺的黄河源为研究区,利用随机森林(random forest,简称RF)方法生成了黄河源区长序列(1983—2018年)高精度的格网降水数据集,并基于该数据集利用标准化降水指数(standardized precipitation index,简称SPI)和游程理论方法识别气象干旱事件,阐明融合降水产品数据集对气象干旱事件特征的捕获能力。结果表明:1)基于机器学习的降水融合数据集在站点尺度性能方面优于3套原始遥感降水产品,能较理想地捕获降水的年内和年际波动;2)黄河源降水和4个时间尺度的SPI(SPI1、SPI3、SPI6和SPI12)均呈显著增加趋势(通过0.05信度的显著性检验),表明近36年黄河源区降水增加,气象干旱趋缓;3)降水突变点发生在2006年,2006年前的平均干旱事件历时长、烈度强和极值大,但2006年后干旱事件特征趋缓;空间分布上,源区西北部干旱历时和烈度较高,东南部干旱强度和极值较高。

关键词：标准化降水指数气象干旱融合降水黄河源区

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基于CASA模型的呼伦贝尔牧草产量估算研究

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自然科学 2025年第1期13卷 134-149页

作者：江健吴坤薛丰昌三门县气象局浙江台州赣州市气象局江西赣州南京信息工程大学气象灾害地理信息工程实验室江苏南京

呼伦贝尔草原是著名的天然牧场,畜牧业也是呼伦贝尔草原地区的基础性产业,充分发挥畜牧业优势对于提高草原地区牧民收入有着重大意义。为获得长时序牧草产量数据,本文利用地理信息和遥感技术,基于CASA模型估算出呼伦贝尔市牧业五旗2001~... 详细信息

呼伦贝尔草原是著名的天然牧场,畜牧业也是呼伦贝尔草原地区的基础性产业,充分发挥畜牧业优势对于提高草原地区牧民收入有着重大意义。为获得长时序牧草产量数据,本文利用地理信息和遥感技术,基于CASA模型估算出呼伦贝尔市牧业五旗2001~2020年牧草生长季(5~8月)的牧草产量,并分别用各牧业旗生态观测站的实测产量数据对模拟产量数据进行精度验证。本研究首先阐释CASA模型的基本原理及模型框架,介绍CASA模型中估算牧草产量的两个关键参量:植被吸收的光合有效辐射和实际光能利用率。通过太阳总辐射和植物光合有效辐射吸收比例确定植被吸收的光合有效辐射,通过温度胁迫因子、水分胁迫因子、最大光能利用率确定实际光能利用率,最终计算出2001~2020年呼伦贝尔市牧业五旗牧草生长季的NPP。根据2001~2020年呼伦贝尔地区逐年的土地覆盖数据提取草原用地,经空间统计分析提取出牧业五旗的牧草生长季(5~8月)逐年平均NPP,进而转换成牧草产量。对比分析牧草估测产量与实测产量之间的相关性系数、均方根误差、平均绝对误差三种精度评价指标,验证CASA模型估产精度。实测产量值与估测产量值的相关性系数分布区间为0.76~0.82、均方根误差区间为20.42~24.21 g/m2、平均绝对误差区间为17.94~23.19 g/m2,三项误差指标均在合理误差范围内。结果表明CASA模型模拟出的牧草产量数据精度较高,可为呼伦贝尔畜牧业高质量发展提供技术支撑。Hulunbuir grassland is a famous natural pasture, and animal husbandry is also a basic industry in Hulunbuir grassland area, giving full play to the advantages of animal husbandry is of great significance to improve the income of herdsmen in the grassland area. In order to obtain the long time series pasture yield data, this paper estimates the pasture yield of the pasture growing season (May-August) of the five flags of Hulunbuir City pastoralism from 2001 to 2020 based on CASA model using geographic information and remote sensing technology, and verifies the accuracy of the simulated yield data with the measured yield data from the ecological observatory of each flag of pastoralism, respectively. In this study, the basic principles and model framework of CASA model were firstly explained, and two key parameters for estimating pasture yield in CASA model were introduced: photosynthetically active radiation absorbed by vegetation and actual light energy utilization rate. The photosynthetically active radiation absorbed by vegetation was determined by the ratio of total solar radiation and plant photosynthetically active radiation absorption, and the actual light energy utilization was determined by the temperature stress factor, moisture stress factor, and maximum light energy utilization, and the NPP of the growing season of forage grass in the five flags of

关键词： CASA模型遥感技术地理信息技术牧草产量畜牧业

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农业流域小型池塘水体溶解无机碳变化特征

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生态学杂志 2025年第3期44卷 814-822页

作者：陈嘉宁肖启涛刘臻婧邱银国胡正华南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与流域水安全重点实验室南京210008 湖南省气候中心长沙410118

内陆水体是全球碳循环及温室气体收支估算中的重要组成部分,溶解无机碳(DIC)在水体碳循环及温室效应中占有枢纽地位。本研究以烔炀河流域为对象,选取该农业流域中的养殖塘、排污塘和自然塘3个功能不同的池塘,基于野外实地观测,研究了农... 详细信息

内陆水体是全球碳循环及温室气体收支估算中的重要组成部分,溶解无机碳(DIC)在水体碳循环及温室效应中占有枢纽地位。本研究以烔炀河流域为对象,选取该农业流域中的养殖塘、排污塘和自然塘3个功能不同的池塘,基于野外实地观测,研究了农业流域小型池塘DIC浓度特征及其影响因素。结果表明:不同功能池塘水体DIC浓度差异显著,受人为活动影响强烈的养殖塘(22.04±5.44 mg·L^(-1))和排污塘(17.84±2.50 mg·L^(-1))的DIC浓度明显高于自然塘的浓度(14.56±1.74 mg·L^(-1));不同功能池塘水体DIC浓度季节变化特征明显,其中自然塘DIC浓度时间变化模式为冷季高暖季低,主要受流域气温和降雨驱动;养殖塘和排污塘DIC浓度季节变化特征与自然塘不同,主要受水体营养盐(氨氮和总磷等)负荷等驱动。综上,农业流域小型池塘水体DIC显著的时空变化特征是多种因素综合作用的结果,未来应重点关注农业流域小型池塘水体碳循环研究。

关键词：水体碳循环小型水体农业活动时空变化

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基于CRITIC-AHP的郑州市内涝灾害风险评估

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气象科技 2025年第1期53卷 124-134页

作者：喻谦花张姵冉薛丰昌姜东东冀翠华中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点实验室郑州450003 河南开封市气象局开封475004 上海科技大学上海2012104 南京信息工程大学灾害地理信息工程实验室南京210044

郑州市作为中原大城市,城市内涝时有发生,科学客观评估城市内涝灾害风险极为重要。本文根据城市内涝致灾机理,基于地形、近年降水和最新的经济发展指标等相关数据,应用CRITIC(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation)客... 详细信息

郑州市作为中原大城市,城市内涝时有发生,科学客观评估城市内涝灾害风险极为重要。本文根据城市内涝致灾机理,基于地形、近年降水和最新的经济发展指标等相关数据,应用CRITIC(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation)客观权重和AHP(Analytic Hierarchy Process)层次法相结合的方法,开展郑州市中心城区的暴雨内涝风险评估。结果表明:郑州市中心城区,城市内涝灾害高风险和次高风险主要分布在二七区、管城区西北部和东部、金水区南部;各区平均致灾风险指数最大值为二七区,整体达到次高风险,管城区与金水区平均风险达到中风险。利用2016-2022年暴雨内涝过程对评估结果进行检验,积水点位于高风险和次高风险区域的占44.2%,位于中级以上风险区域的共占比77.3%;通过个例分析发现,大部分积水过程的积水点与城市内涝综合风险中高级区域对应较好。评价结果能够反映出郑州市中心城区的内涝灾害风险分布情况,特别是二七区、管城区西北部和金水南部,积水点集中且密度最大,与内涝灾害次高以上风险高度一致,可为城市防洪策略、灾害风险管理等实践提供参考。

关键词：城市内涝灾害 CRITIC-AHP 风险评价郑州市

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海洋氧同位素三期冰盖对全球气候影响及其与千年尺度气候突变的联系

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第四纪研究 2025年第2期 406-418页

作者：范婧奇张晓邵晓华蒲阳南京信息工程大学地理科学学院南京信息工程大学气候系统预测与变化应对全国重点实验室/气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心

末次冰期的两类北大西洋千年尺度气候突变现象Dansgaard-Oeschger Oscillation(DO振荡)和海因里希事件(HS)在全球多处重建记录中均有体现，然而其触发机制及为何集中于海洋氧同位素第3阶段(MIS 3)发生仍处在探索阶段。本研究利用全球耦... 详细信息

末次冰期的两类北大西洋千年尺度气候突变现象Dansgaard-Oeschger Oscillation(DO振荡)和海因里希事件(HS)在全球多处重建记录中均有体现，然而其触发机制及为何集中于海洋氧同位素第3阶段(MIS 3)发生仍处在探索阶段。本研究利用全球耦合模式，模拟并分析了MIS 3背景场下冰盖变化对全球气候的影响及其与千年尺度气候突变事件的联系。结果表明：1)DO/HS间冰阶期间，高海拔冰盖使行星波振幅增大，大气向极区输送热量增加，北极变暖，北大西洋海冰面积减少，但格陵兰岛存在阻塞高压，使DO/HS间冰阶期间温度偏低。冰盖条件显著影响了北半球冬季大气环流形态且与DO/HS的发生有紧密的联系。MIS 3阶段冰盖较末次冰盛期(LGM)而言，更利于千年尺度气候振荡的形成。2)高冰盖情境下格陵兰岛有一定阻塞高压且地表气温降低，北大西洋副极地涡旋由于海洋表面风应力增加而加强，向北热量输送也相应增加。3)加入淡水强迫之后，大西洋经向翻转环流(AMOC)强度减弱，北大西洋海表温度降低，海冰增加，进入冰阶状态。此时，增强的大气向北热量输送削弱了由于AMOC减弱造成的降温，不利于格陵兰岛冰阶状态的维持，气候更容易发生突变。

关键词：海洋氧同位素第三期(MIS 3) 冰盖气候突变大西洋经向翻转环流海因里希 DO振荡

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净零排放对中国大气二氧化碳浓度的影响——基于GEOS-Chem模型的理想模拟

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中国科学:地球科学 2025年第3期55卷 892-907页

作者：谭景烨王军毛慧琴王恒茂刘志强王美蓉阎然王训梅江飞南京大学地球关键物质循环前沿科学中心国际地球系统科学研究所南京210023 南京大学地理与海洋科学学院江苏省地理信息科学与技术重点实验室自然资源部陆地卫星遥感应用重点实验室南京210023 生态环境部卫星环境应用中心北京100094 重庆市气象科学研究所中国气象局气候资源经济转化重点开放实验室重庆401147 南京信息工程大学气候系统预测与变化应对全国重点实验室气象灾害教育部重点实验室气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 西藏自治区气象局墨脱大气水分循环西藏自治区野外科学观测研究站日喀则和墨脱国家气象观测台拉萨850000

大气中二氧化碳(CO_(2))浓度的升高已引起全球气候变化,例如全球变暖及更频繁的极端气候事件.为控制CO_(2)浓度的持续上升,各国相继提出“碳中和”目标.为了研究中国“碳中和”目标对大气中CO_(2)浓度的影响,本文利用三维化学传输模型GE... 详细信息

大气中二氧化碳(CO_(2))浓度的升高已引起全球气候变化,例如全球变暖及更频繁的极端气候事件.为控制CO_(2)浓度的持续上升,各国相继提出“碳中和”目标.为了研究中国“碳中和”目标对大气中CO_(2)浓度的影响,本文利用三维化学传输模型GEOS-Chem进行了2015~2019年的一系列理想模拟.与碳观测卫星(OCO-2)的CO_(2)柱浓度(XCO_(2))及ObsPack地面CO测量数据对比发现,GEOS-Chem模型能有效再现CO_(2)的时空变化,模型在中国区域内对OCO-2 XCO_(2)的均方根误差(RMSE)为1.51ppm(R^(2)=0.89),对WLG站地面CO_(2)浓度的RMSE为2.65ppm(R^(2)=0.75)此外,与中国XCO_(2)在正常排放情况下2.83ppm a^(-1)的上升趋势相比,中国的净零CO_(2)排放使XCO_(2)的上升趋势减缓至1.81ppm a^(-1),下降幅度约为35.89%.同时,XCO_(2)的季节循环振幅(SCA)从(7.39±0.81)ppm降至(6.75±0.70)ppm,相对下降9.91%.从空间分布上,净零CO_(2)排放在华北和华南地区引起了XCO_(2)趋势的显著下降,而对SCA的影响则主要在华北和东北地区.此外,理想试验显示,化石燃料CO_(2)零排放使XCO_(2)的线性趋势降低了40.81%,而缺少陆地CO_(2)汇则使SCA显著减少16.61%.地面CO_(2)浓度的趋势和SCA对净零CO_(2)排放的响应与XCO_(2)相似,但表现出更高的敏感性.总体而言,本研究强调了中国“碳中和”目标在缓解全球变暖中的潜力,并指出全球各国需加强合作,共同应对气候变化.

关键词： XCO_(2) GEOS-Chem 碳中和净零排放地表CO_(2)浓度

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结合虚拟样本生成的油菜花期集成学习预测模型

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农业工程学报 2024年第19期40卷 159-167页

作者：谢乾伟薛丰昌陈剑飞南京信息工程大学气象灾害地理信息工程实验室南京210044 广西壮族自治区防雷中心南宁530000

针对统计和线性回归模型难以完全揭示花期影响因子与花期之间的复杂非线性关系及油菜花期样本稀少的问题,提出了一种结合虚拟样本生成的集成学习算法来实现油菜花期的预测。该研究利用浙江省衢州市龙游县1999—2023年油菜盛花期与1998—... 详细信息

针对统计和线性回归模型难以完全揭示花期影响因子与花期之间的复杂非线性关系及油菜花期样本稀少的问题,提出了一种结合虚拟样本生成的集成学习算法来实现油菜花期的预测。该研究利用浙江省衢州市龙游县1999—2023年油菜盛花期与1998—2023年气象数据,通过基于高斯混合模型的虚拟样本生成(GMM-based virtual sample generation,GMM-VSG)算法与三次样条插值法(cubic spline interpolation)分别对原始样本进行扩充,采用8种机器学习算法建模并基于贝叶斯优化器进行超参数优化,最后通过Stacking集成学习方法,对8种算法进行不同的组合,建立了油菜花期预测模型。研究结果表明:相较于原始数据集,通过三次样条插值法与高斯混合模型生成的两个扩展数据集在各种机器学习算法中的性能显著提升,其中通过三次样条插值法生成的数据集表现最为优异。通过Stacking思想能提升模型的精度,其中以核岭回归(kernel ridge regression,KRR)、支持向量回归(support vector regression,SVR)、极端梯度提升树(extreme gradient boosting,XGBoost)这3种算法作为基模型,线性回归作为元模型的SRX_L模型表现最优,其平均绝对误差、均方根误差和决定系数,分别为0.1056 d、0.1227 d和0.9997。该研究结果可为油菜花期的准确预测提供有效方法。

关键词：集成学习虚拟样本生成花期预测油菜 Stacking

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基于当量距离算法的山洪灾害避灾路线研究

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地球信息科学学报 2022年第5期24卷 864-874页

作者：章超钦薛丰昌陈笑娟李婷韩宇江健汤伟干南京信息工程大学遥感与测绘工程学院南京210044 河北省气象灾害防御中心石家庄050000 数字福建气象大数据研究所(闽南师范大学) 漳州363000 气象灾害省部共建教育部重点实验室(南京信息工程大学) 南京210044 南京信息工程大学气象灾害地理信息工程实验室南京210044

山区乡村防灾减灾能力薄弱,山洪灾害突发性强,避灾响应时间短,容易造成人员伤亡,合理设计避灾路线,有助于降低灾害损失。本文基于GIS技术,以河北省邢台市田白芷村所在山区避灾路线规划为例,通过高分辨率无人机摄影测量获得研究区DEM数... 详细信息

山区乡村防灾减灾能力薄弱,山洪灾害突发性强,避灾响应时间短,容易造成人员伤亡,合理设计避灾路线,有助于降低灾害损失。本文基于GIS技术,以河北省邢台市田白芷村所在山区避灾路线规划为例,通过高分辨率无人机摄影测量获得研究区DEM数字高程模型和正射影像。以坡度作为避灾阻力值,利用成本距离和成本路径函数计算山区初始避灾路线,以山洪沟所在区域、坡度较大区域作为避灾路线阻隔,同时充分考虑现有山路,优化形成最终避灾路线,基于避灾路线的距离和平均坡度2个指标将研究得到的避灾路线与原有的避灾路线进行定量对比分析。研究结果表明:①在设计形成的20条远距离避灾路线中,该方法能够缩短18条避灾路线的长度,同时有10条线路的平均坡度得到降低,其余8条线路平均坡度的增加控制在2°以内;②生成的路线较原始路线单条最长可缩短329.74 m,且平均坡度仅增加0.68°,实现增加少量的平均坡度来缩短避灾距离,从而提高避灾效率;③剩余2条路线分别增加了15.21 m和9.57 m行程使得平均坡度降低了8.43°和1.43°,实现增加少量的距离来降低线路的平均坡度,从而提高避灾的安全性;④田白芷村南部临近避灾点,避灾难度较低,而田白芷村北部到达避灾点的行程较长,最远长达1210.02 m,避灾难度较大。优化后的避灾路径与大坡度阻隔区域分离,与山洪沟的贴合度也大大降低,可为相关决策人员提供科学依据。

关键词：山洪灾害山区乡村避灾阻力路径通达避灾路线成本距离平均坡度避灾路程

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基于改进DeeplabV3+的城市内涝监测方法

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测绘科学 2023年第10期48卷 216-224页

作者：薛丰昌吕鑫陈笑娟南京信息工程大学气象灾害地理信息工程实验室南京210044 河北省气象灾害防御和环境气象中心石家庄050021

针对城市内涝随着时间的变化在视频图像中表现出的轮廓大小会产生较大的偏差,其纹理和色彩特征也会变得和周围道路相似,单独的卷积神经网络难以区分这类目标,虽然DeeplabV3+模型引入空洞空间金字塔池化模块能够实现不同尺度物体的提取,... 详细信息

针对城市内涝随着时间的变化在视频图像中表现出的轮廓大小会产生较大的偏差,其纹理和色彩特征也会变得和周围道路相似,单独的卷积神经网络难以区分这类目标,虽然DeeplabV3+模型引入空洞空间金字塔池化模块能够实现不同尺度物体的提取,但其主干网络的复杂结构限制了在资源受限的设备上的应用问题,该文提出了融合注意力机制与轻量化网络的语义分割模型。将MobileNetV2迁移至DeeplabV3+的主干网络,减少模型计算量与参数量的同时利用倒置残差结构增强特征层的贡献。将串联的通道与空间注意力机制融入模型,分别对浅层特征图与加强特征图进行处理,有效筛选积水区域的特征。最后,经过上采样到原始输入图像大小,完成对城市积水的像素级预测。实验结果表明,改进后的网络能在占用少量计算资源的条件下完成对目标较高精度的识别,可为城市内涝监测与防灾救灾提供参考。

关键词：城市内涝 DeeplabV3+ 轻量化网络注意力模块视频监测

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夏季太湖水体势能异常的空间分异特征及其机制

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中国环境科学 2015年第1期35卷 227-235页

作者：赵巧华杭蓉蓉王玲秦泉南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学地理与遥感学院江苏南京210044 南京信息工程大学水文气象学院江苏南京210044

基于2013年6月7日～8月28日在大浦口、梅梁湾、避风港、平台山及小雷山附近湖体中获取的气象数据及水温廓线,探讨了太湖水体势能异常的空间特征及其可能机制.结果表明：太湖水体势能异常不仅存在日变化,而且呈现明显的空间差异：湾区附... 详细信息

基于2013年6月7日～8月28日在大浦口、梅梁湾、避风港、平台山及小雷山附近湖体中获取的气象数据及水温廓线,探讨了太湖水体势能异常的空间特征及其可能机制.结果表明：太湖水体势能异常不仅存在日变化,而且呈现明显的空间差异：湾区附近的梅梁湾和避风港,较易形成相对稳定的水体层化,且可能维持多天;而位于西岸的大浦口、湖心区的平台山及湖南部的小雷山区域的水体势能异常呈典型的日分层现象,即白天可能形成层化,晚间基本消失.水体获得的热量存在空间差异,但差异度较小,而动力混合作用的空间差异明显.动力混合作用的空间差异是造成水体势能异常或层化空间分异的主要成因.

关键词：太湖水体势能异常空间分异动力混合层化热力作用

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