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基于GWR与CatBoost算法的沁河流域汛期GPM产品降尺度校正
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作者 吴晨晨 任黎 +3 位作者 金哲 赵杰 李小迈 熊良冯 《水电能源科学》 北大核心 2026年第2期42-46,共5页
卫星降水产品因空间范围大、连续分布等优势而广泛应用于水文研究,但空间分辨率低、复杂地形精度低等不足阻碍了该类产品在具有显著时空异质性研究区的直接应用。对此,采用多种插值方法,基于GWR和CatBoost算法建立了沁河流域GPM汛期降... 卫星降水产品因空间范围大、连续分布等优势而广泛应用于水文研究,但空间分辨率低、复杂地形精度低等不足阻碍了该类产品在具有显著时空异质性研究区的直接应用。对此,采用多种插值方法,基于GWR和CatBoost算法建立了沁河流域GPM汛期降水产品降尺度校正模型,并分析了校正前后的空间分布细节与数据精度。结果表明,GPM月尺度降水数据在沁河流域具有较好的适用性,但空间分布细节和数据精度上仍有提高的空间;在多种组合降尺度校正模型中,CatBoost_linear模型效果最好,不仅有效改善了降水数据的空间分布细节,而且与站点实测数据的相关性达到最优。该研究可得到一套沁河流域高质量网格降水数据,为进一步研究该地区的降水特征、构建水文模型等工作提供了数据支持。 展开更多
关键词 GPM 降尺度 GWR CatBoost RBF
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基于遥感监测的1980—2020年三江源雪深时空变化与气候归因研究
2
作者 曹晓云 周秉荣 +3 位作者 雷春苗 刘致远 史飞飞 颜玉倩 《干旱区地理》 北大核心 2026年第2期356-368,共13页
三江源地区积雪变化对区域乃至全球气候、水文循环和生态系统具有重要影响。然而,基于遥感数据分区域和海拔带系统监测其长期雪深动态变化与气候归因的研究仍较为匮乏。通过遥感资料分区域和海拔带分析了1980—2020年三江源地区雪深时... 三江源地区积雪变化对区域乃至全球气候、水文循环和生态系统具有重要影响。然而,基于遥感数据分区域和海拔带系统监测其长期雪深动态变化与气候归因的研究仍较为匮乏。通过遥感资料分区域和海拔带分析了1980—2020年三江源地区雪深时空变化规律,并量化了气温与降水的相对贡献。结果表明:(1)近41 a三江源地区雪深存在明显空间差异,高海拔山脉地区平均雪深普遍大于3 cm,最大雪深普遍大于6 cm。平均雪深和最大雪深分别以0.15 cm·(10a)^(-1)和0.49 cm·(10a)^(-1)的速率显著减小,68.44%的平均雪深和63.83%的最大雪深呈减小趋势,显著减小面积占比分别为15.64%和7.47%。(2)雪深及其变化存在明显的区域和海拔差异,澜沧江源区平均雪深和最大雪深最高(分别为2.41 cm和9.86 cm),且减小速率最快,分别达0.37 cm·(10a)^(-1)和0.81 cm·(10a)^(-1)。雪深随海拔升高而增加,平均和最大雪深垂直梯度分别为0.49 cm·km^(-1)和1.29 cm·km^(-1)。除3.5~4.5 km和大于6.0 km海拔带外,其余海拔带平均雪深均呈减小趋势;除3.5~4.5 km外,其余海拔带最大雪深也呈减小趋势,其中5.0~5.5 km海拔带减小最快。(3)近41 a三江源地区显著的“暖湿化”气候是导致雪深减小的主要因素,气温为主要驱动因子,其影响存在区域与海拔差异,雪深减小与气候变暖密切相关,尤其在低海拔(<3.5 km)和高海拔(>4.5 km)区域。研究结果可为三江源地区积雪水资源优化配置、生态系统保护修复以及区域气候变化趋势预测提供科学依据。 展开更多
关键词 三江源地区 雪深 气候变化 遥感监测
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基于GNSS、ERA5和机器学习的区域天顶对流层延迟校正和大气可降水量预测模型
3
作者 马华锋 李黎 +1 位作者 张志杰 蒙泽华 《地球物理学报》 北大核心 2026年第1期55-68,共14页
天顶对流层延迟(ZTD)是全球导航卫星系统(GNSS)气象学的关键参数之一,在气候研究及气象灾害预警等领域具有重要的应用价值,但部分GNSS站常因设备或网络故障等原因造成GNSS-ZTD时序缺失.虽然基于ZTD模型及再分析资料可以获得任何时间地点... 天顶对流层延迟(ZTD)是全球导航卫星系统(GNSS)气象学的关键参数之一,在气候研究及气象灾害预警等领域具有重要的应用价值,但部分GNSS站常因设备或网络故障等原因造成GNSS-ZTD时序缺失.虽然基于ZTD模型及再分析资料可以获得任何时间地点的ZTD时序,但其精度通常较低.本文利用2020—2022年香港地区18个GNSS站的GNSS-ZTD和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的第5代气候再分析资料(ERA5),首先基于多元线性回归、反向传播神经网络(BPNN)、随机森林(RF)和极限梯度提升(XGBoost)等算法构建ERA5-ZTD校正模型,插补缺失的GNSS-ZTD历史资料;之后,进一步构建GNSS大气可降水量(PWV)预测模型.结果表明,单因子、三因子、BPNN、RF和XGBoost等算法校正后的ERA5-ZTD均方根误差(RMSE)分别为11.47 mm、11.42 mm、10.67 mm、6.34 mm和5.19 mm,其中XGBoost的校正效果最好.当PWV预报时长分别为1 h、3 h和5 h时,BPNN优于XGBoost和RF,其预测PWV的平均RMSE分别为1.55 mm、2.34 mm和3.04 mm,平均Bias分别为-0.13 mm、-0.13 mm和-0.16 mm. 展开更多
关键词 GNSS ERA5 天顶对流层延迟 大气可降水量 校正 预测
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地磁场微波辐射计遥感机理及影响因素分析
4
作者 王可昕 王振占 王文煜 《地球物理学报》 北大核心 2026年第2期496-510,共15页
基于星载微波辐射计大气遥感的基本原理,深入探讨了地磁场遥感探测的机理,重点分析了地磁场对大气氧气谱线的塞曼效应及其引起的谱线分裂和极化现象.通过对大气氧气分子的塞曼效应进行仿真,采用Stokes参数形式的矢量辐射传输模型模拟了... 基于星载微波辐射计大气遥感的基本原理,深入探讨了地磁场遥感探测的机理,重点分析了地磁场对大气氧气谱线的塞曼效应及其引起的谱线分裂和极化现象.通过对大气氧气分子的塞曼效应进行仿真,采用Stokes参数形式的矢量辐射传输模型模拟了地磁场对微波辐射亮温的响应特性.基于IGRF磁场数据的仿真结果显示,在全球地磁场强度约40μT的变化区间内,产生的亮温变化可达几十K,且亮温变化趋势与全球地磁场强度分布显著相关.进一步仿真了观测角度、频段和磁场强度等参数对全极化辐射亮温的影响.结果表明,亮温对磁场信息的敏感性主要在氧气谱线中心附近的MHz范围内.不同氧气吸收频段由于塞曼分裂谱线特性的差异,其不同极化的辐射亮温表现及其对磁场强度的敏感性各不相同.在61~773 GHz的氧气吸收峰,磁场强度变化敏感性约为2 K/μT.并且,辐射矢量方向与磁场矢量夹角的变化对不同极化状态的亮温特征有显著影响,尤其是T_(3)、T_(4)极化亮温在辐射矢量与磁场矢量平行时信号最强,且T_(4)极化对磁场变化更为敏感.由此可见,未来基于星载微波辐射计的地磁场遥感探测方案设计中,还需综合分析不同参数配置,以选择出最优的探测组合. 展开更多
关键词 地磁场 遥感 微波辐射计 氧气塞曼效应 大气辐射传输
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基于热红外遥感反演和气象数据融合的地表温度产品重建技术
5
《中国农村科技》 2026年第3期75-75,共1页
技术概述。地表温度(LST)是农情和高温干旱等灾害监测的关键变量。本技术针对不同卫星热红外传感器研制了不同的地表温度反演算法,特别是发明了基于“物理模型+数据+专家知识”和深度学习的地表温度反演方法。同时结合地面观测数据优势... 技术概述。地表温度(LST)是农情和高温干旱等灾害监测的关键变量。本技术针对不同卫星热红外传感器研制了不同的地表温度反演算法,特别是发明了基于“物理模型+数据+专家知识”和深度学习的地表温度反演方法。同时结合地面观测数据优势,研制了数据重构模型技术,有效克服云和降雨造成的缺陷,生成了中国区域地表温度数据集。 展开更多
关键词 热红外遥感 地表温度 反演算法 数据重构
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基于深度学习的多模态遥感数据石冰川分类模型研究
6
作者 吝路军 张艳妮 +3 位作者 刘磊 冯敏 文雯 尹芳 《地学前缘》 北大核心 2026年第4期187-202,共16页
石冰川可分为活动型、转换型与遗迹型,其在含水量、古气候信息保存能力及灾害风险等级等方面具有显著差异,系统开展石冰川分类对理解气候演变、评估高寒区水资源具有重要意义。目前,基于光学遥感的地貌特征可实现石冰川的类型区分,但缺... 石冰川可分为活动型、转换型与遗迹型,其在含水量、古气候信息保存能力及灾害风险等级等方面具有显著差异,系统开展石冰川分类对理解气候演变、评估高寒区水资源具有重要意义。目前,基于光学遥感的地貌特征可实现石冰川的类型区分,但缺乏量化依据;基于雷达遥感的运动特征虽能实现定量分类,却存在大量未定义类型。融合两类遥感数据,可同时弥补光学数据定量能力不足与雷达数据分类不全的局限。本研究联合Sentinel-2影像与LOS形变速率数据构建代表性样本集,结合深度学习与集成学习策略,建立了高精度石冰川三分类模型及强普适性的分类流程。模型在训练集、测试集与验证集上的F1-score均高于0.90,表现出良好的泛化性能。在青藏高原五个典型区域的分类验证中,模型显示出较强的实用性。特征重要性分析表明,该深度学习框架能有效融合雷达与光学信息,发挥二者在石冰川分类中的互补优势。本方法为青藏高原及其他高山地区石冰川的高精度分类提供了新的技术途径。 展开更多
关键词 石冰川分类 Sentinel-2影像 LOS形变速率数据 深度学习 多模态遥感融合
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改进MLFE-UANet的遥感影像复杂水体信息提取方法
7
作者 吴雨松 兰燕 熊思帆 《遥感信息》 北大核心 2026年第1期163-170,共8页
精准快速的提取水体信息,对水资源监测与应用、水利规划、自然灾害防护等方面具有重要意义。然而,由于水体形态复杂且图像上存在异物同谱地物,利用现有方法提取水体常出现误提取、连续性差、边缘不完整等缺陷。因此,有效提取高精度水体... 精准快速的提取水体信息,对水资源监测与应用、水利规划、自然灾害防护等方面具有重要意义。然而,由于水体形态复杂且图像上存在异物同谱地物,利用现有方法提取水体常出现误提取、连续性差、边缘不完整等缺陷。因此,有效提取高精度水体仍然是一个挑战。为此,文章提出基于增强水体信息的MLFE-UANet。该方法有两个特点,一是以结合自适应Gamma变换和NDWI的增强水体信息方法构建增强数据集,增强水体语义特征,抑制非水体信息,二是以UANet(uncertainty-aware network)为网络框架,设计了一个多级特征提取模块(multi-level feature extraction module,MLFE)嵌入其中,增强水体边缘特征。文章选取6个语义分割网络,分别利用增强和未增强的数据集进行对比实验。结果显示,同一网络在增强数据集下的提取精度高于未增强数据集,且在所有网络中,MLFE-UANet精度最高,在增强数据集下,其OA、recall、F1、MIoU值分别达到了99.20%、91.13%、90.25%、90.70%。 展开更多
关键词 水体提取 多级特征提取 自适应Gamma变换 NDWI 增强水体信息
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地基CO_(2)浓度反演的数据质量控制及快速反演算法
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作者 李树 杨乐怡 +5 位作者 储小雪 叶松 施海亮 甘永莹 王新强 王方原 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第11期3226-3234,共9页
准确监测大气CO_(2)浓度对气候变化应对至关重要。地基遥感技术可提供高时空分辨率数据,但监测精度受多种因素影响。通过SCIATRAN辐射传输模型模拟不同观测条件下的辐射传输过程,分析先验廓线、光谱分辨率、太阳天顶角(SZA)、相对方位角... 准确监测大气CO_(2)浓度对气候变化应对至关重要。地基遥感技术可提供高时空分辨率数据,但监测精度受多种因素影响。通过SCIATRAN辐射传输模型模拟不同观测条件下的辐射传输过程,分析先验廓线、光谱分辨率、太阳天顶角(SZA)、相对方位角(RAA)、温度、气溶胶光学厚度、边界层湿度对CO_(2)浓度反演的影响,给出地基CO_(2)反演数据质量控制的标准:(1)在观测过程中,根据当日预测的CO_(2)浓度水平采用不同的角度偏移控制标准为高浓度日允许SZA≤1.5°、RAA≤28°;低浓度日将角度偏移限制在SZA≤1°和RAA≤27°范围;(2)在反演过程中,利用实时的温度和压强廓线数据,例如使用欧洲中期天气预测中心发布的ERA5再分析数据集,包括动态更新的温度与压强;(3)采用城市型气溶胶,剔除光学厚度大于0.3、湿度大于80%的数据。结合遗传算法(GA)与Levenb erg-Marquardt(L-M)算法优势提出了一种基于全局-局部协同优化的反演算法(GLSO),并使用GLSO反演方法对EM27/SUN观测数据进行反演,结果表明:相比于L-M方法,GLSO迭代次数减少40%,CO_(2)柱总量偏差从0.85%降至0.80%,XCO_(2)反演结果与TCCON数据的偏差为0.13%,优于L-M算法0.27%的偏差;与GOSAT官方的CO_(2)浓度产品偏差小于1%。 展开更多
关键词 地基遥感 SCIATRAN 敏感性分析 CO_(2)反演
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基于随机森林算法的干旱半干旱区植被物候驱动机制与时滞累积效应研究
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作者 李瑞平 王莹 +2 位作者 郑和祥 秦子元 侯洪飞 《农业机械学报》 北大核心 2025年第8期86-94,共9页
植被物候作为表征植被对气候变化响应的关键生态指标,其动态变化对干旱区生态系统稳定性具有重要影响。为深入揭示干旱半干旱区植被生长起始期(SOS)对多气候因子的响应机制及时滞累积效应,基于2001—2020年NDVI数据、多源气候数据和SOS... 植被物候作为表征植被对气候变化响应的关键生态指标,其动态变化对干旱区生态系统稳定性具有重要影响。为深入揭示干旱半干旱区植被生长起始期(SOS)对多气候因子的响应机制及时滞累积效应,基于2001—2020年NDVI数据、多源气候数据和SOS数据,构建了融合随机森林(RF)模型、SHAP解释算法、时滞累积分析的综合评价体系。结果表明:气温日较差(DTR)、日平均温度(T_(mean))、云量(CLD)和月总降水量(Pre)的季前长度分别集中在3~4个月(55.6%区域)、1~3个月(60.3%区域)、4~6个月(58.1%区域)和4~6个月(62.9%区域)。Pre是SOS最关键的驱动因子,CLD、DTR和T_(mean)则在特定情境下提供补充调节,并且不同类型气候因子的响应特征存在明显差异,其中T_(mean)与DTR等热量因子以滞后1~3个月、无累积效应为主;Pre、地表土壤含水率(SM)与标准化降水蒸散发指数(SPEI)等水分因子则表现出以当前月和短期累积为主的响应机制;CLD则主要体现为滞后2个月、累积1个月的调控效应。本研究揭示了干旱半干旱区植被物候对多气候因子驱动的响应规律及时滞累积效应,为构建区域尺度的气候-植被交互模型、农业生产布局优化及气候变化下植被动态预测提供了理论依据和方法支撑。 展开更多
关键词 毛乌素沙地 植被物候 气候变化 随机森林 SHAP分析 时滞累积效应
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基于风云三号卫星组网微波湿度计观测资料的西南涡预报晴空同化初步分析 被引量：1
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作者 姜祈帆 陈科艺 +2 位作者 希爽 张利红 范娇 《大气科学学报》 北大核心 2025年第1期106-121,共16页
从2008年5月发射FY-3A星到2023年相继发射FY-3G星和FY-3F星,风云三号极轨系列卫星观测网越发完善,使得卫星资料在时间和空间上的分辨率都得到很大提高,促进了我国数值天气预报的发展。西南涡受复杂地形影响而生成于青藏高原东侧700~850 ... 从2008年5月发射FY-3A星到2023年相继发射FY-3G星和FY-3F星,风云三号极轨系列卫星观测网越发完善,使得卫星资料在时间和空间上的分辨率都得到很大提高,促进了我国数值天气预报的发展。西南涡受复杂地形影响而生成于青藏高原东侧700~850 hPa高度,是影响我国夏季暴雨的主要天气系统。本研究基于WRF模式及WRFDA同化系统,利用FY-3C和FY-3D卫星组网微波湿度计观测资料进行晴空同化试验,并探究不同稀疏化设置对预报的影响。结果表明:与星下点分辨率相近的30 km稀疏化设置对于同化和预报的效果最好;同化卫星组网资料优于单个卫星资料,从而改善预报降水落区,降低大量级降水的虚报率,使降水预报准确率得到提高;单独同化FY-3C星微波湿度计资料对湿度场预报的积极影响更大,而单独同化FY-3D星微波湿度计资料对风场的预报改善更好。 展开更多
关键词 西南涡 风云三号卫星 MWHS-2辐射率资料 组网同化 稀疏化设置
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基于GEE优选遥感干旱指数的内蒙古干旱时空特征 被引量：1
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作者 陈先林 闫志远 +2 位作者 刘全明 李瑞平 张圣微 《干旱区地理》 北大核心 2025年第11期1903-1912,共10页
利用遥感云计算技术科学揭示农业干旱的时空特征对推进生态文明建设和农牧业可持续发展具有重要意义。以内蒙古自治区为研究对象,基于谷歌地球引擎(GEE)利用多源遥感、气象数据构建研究区1982—2021年多种遥感干旱指数年尺度时间序列,... 利用遥感云计算技术科学揭示农业干旱的时空特征对推进生态文明建设和农牧业可持续发展具有重要意义。以内蒙古自治区为研究对象,基于谷歌地球引擎(GEE)利用多源遥感、气象数据构建研究区1982—2021年多种遥感干旱指数年尺度时间序列,对比分析归一化植被供水指数(NVSWI)、作物缺水指数(CWSI)、温度植被旱情指数(TVDI)、植被状况指数(VCI)和温度状况指数(TCI)对农业干旱的表征能力,并基于优选指数分析1982—2021年内蒙古的干旱时空变化特征。结果表明:(1)CWSI对农业干旱的表征能力明显优于其他4种干旱指数。(2)1982—2021年的CWSI总体呈下降趋势,变化不显著区域面积占比77.5%;极显著下降区域面积占比9.4%,而显著上升区域面积占比9.4%。(3)干旱程度自西向东北逐步减轻,其中中旱区域面积比例最高,占比77.55%;其次为重旱和特旱区域,面积占比分别为26.38%和23.07%;轻旱和无旱区域面积比例最低,面积占比分别为18.35%和2.95%。不同气候类型中CWSI与年均标准化降水蒸散指数的相关性具有显著差异,其中冷性草原气候、热夏冬干冷温气候及温夏冬干冷温气候呈极显著负相关(P<0.01),而在其余气候类型区域中相关性不显著。研究结果可为内蒙古农牧业生产和干旱预警提供理论支撑和决策依据。 展开更多
关键词 遥感 干旱指数 作物缺水指数(CWSI) 谷歌地球引擎 内蒙古
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考虑遥相关因子的月降水数据偏差校正方法 被引量：2
12
作者 闫宝伟 常建波 +3 位作者 孙明博 古东霖 周学叡 杨东旭 《水科学进展》 北大核心 2025年第1期50-61,共12页
多源降水数据校正对于缺资料地区水文规律的分析及模拟至关重要,当前校正方法对气候要素考虑不足。为此,基于ERA5、ERA5-Land、MSWEP-V2和PERSIANN-CDR多源降水数据集与遥相关因子集,结合XGBoost-SHAP模型进行特征筛选与成因分析,构建基... 多源降水数据校正对于缺资料地区水文规律的分析及模拟至关重要,当前校正方法对气候要素考虑不足。为此,基于ERA5、ERA5-Land、MSWEP-V2和PERSIANN-CDR多源降水数据集与遥相关因子集,结合XGBoost-SHAP模型进行特征筛选与成因分析,构建基于BiLSTM的降水数据偏差校正模型,采用贝叶斯优化(BO)策略寻求模型的最优超参数组合,以进一步提高校正精度。选取汉江上游为研究对象,对多源降水数据进行偏差校正。结果表明:①大气环流类因子是汉江上游降水形成的主要影响因素,北半球副高脊线位置指数的影响最大;②与传统的统计类方法相比,BO-BiLSTM略逊色于表现最优的参数转换法,但可以更加灵活地考虑多个因子的影响;③考虑遥相关因子后,多源降水数据校正的测试期纳什效率系数平均提升了5.4%,均方误差平均降低了24.6%,Kling-Gupta效率系数平均提升了10.5%。研究成果可为数据匮乏地区月降水的高精度估算与延长提供切实可行的技术方案。 展开更多
关键词 月降水 偏差校正 遥相关因子 多源降水数据集 BiLSTM模型
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2000-2022年新疆天山地区多源降水融合数据集 被引量：1
13
作者 卢新玉 伏晓慧 +3 位作者 王秀琴 刘艳 火红 王敏仲 《中国科学数据(中英文网络版)》 2025年第1期390-398,共9页
天山山区属于我国典型的高寒山区,被誉为“中亚水塔”,对于新疆乃至中亚地区均具有重要意义。随着遥感技术的进步,利用卫星反演来估算山区降水量已成为一种重要方法,然而,由于山区地形复杂且分布不均,导致了基于卫星反演的降水数据在精... 天山山区属于我国典型的高寒山区,被誉为“中亚水塔”,对于新疆乃至中亚地区均具有重要意义。随着遥感技术的进步,利用卫星反演来估算山区降水量已成为一种重要方法,然而,由于山区地形复杂且分布不均,导致了基于卫星反演的降水数据在精度方面存在不足。针对此问题,本研究开展天山山区多源降水融合数据集研制,以GSMaP卫星降水数据为初始场,结合同期区域内1065个台站的实况日降水数据,发展一种基于最优插值的星地降水产品融合方法,最终生成2000–2022年天山山区逐日融合降水产品集。本数据集在研制过程中对实况数据进行了严格质控,对逐日融合降水数据进行了质量评估,相关系数由0.44提高至0.53(通过0.01水平显著性检验),绝对平均误差由6.3mm d^(-1)下降至5.7mm d^(-1)。本产品集有望为复杂地形区域的水资源管理与高效利用提供坚实的数据支持与科学支撑。 展开更多
关键词 天山山区 多源降水 最优插值 数据集
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基于优化温度植被干旱指数的亚热带干旱遥感分析——以鄂渝地区为例 被引量：1
14
作者 张治梅 雷馨雨 吴立新 《地理与地理信息科学》 北大核心 2025年第3期27-34,共8页
针对中国亚热带地区炎热多雨、地形复杂的自然特征以及植被绿度饱和对干旱遥感监测的限制,采用改进的多光谱植被指数与地表温度(Land Surface Temperature,LST)特征空间,构建优化的温度植被干旱指数(Optimized Temperature Vegetation D... 针对中国亚热带地区炎热多雨、地形复杂的自然特征以及植被绿度饱和对干旱遥感监测的限制,采用改进的多光谱植被指数与地表温度(Land Surface Temperature,LST)特征空间,构建优化的温度植被干旱指数(Optimized Temperature Vegetation Drought Index,OTVDI),并以长江中游鄂渝地区为例,利用MODIS地表反射率和LST产品计算OTVDI,分析鄂渝地区2000—2023年干旱演化特征,同时结合海拔与地表覆盖数据探讨该区干旱的时空差异及其成因。结果表明:①OTVDI在鄂渝地区的干旱识别精度为79.6%,显著优于经典TVDI(63.4%);②鄂渝地区春、秋季干旱分别呈现显著减弱和先增强后显著减弱的变化趋势,而夏、冬季干旱变化较平稳;③中部山地因植被优化和地形效应长期较湿润,而东西部低丘与城市聚集区因植被脆弱和人类活动剧烈更易出现干旱现象,沿江平原的水稻种植和灌溉措施一定程度上削弱了植被干旱现象。 展开更多
关键词 亚热带 植被干旱 遥感分析 温度植被干旱指数 优化改进
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基于NDVI的植被光学厚度统计降尺度方法 被引量：1
15
作者 王薪宇 房世波 韩佳昊 《应用气象学报》 北大核心 2025年第1期33-42,共10页
近年植被光学厚度(vegetation optical depth,VOD)微波植被指数被广泛用于植被监测和生物量估算,但现有被动微波VOD产品的空间分辨率较低,限制了其进一步应用。在分析2003—2022年中国区域C波段(频率为4~8 GHz)、X波段(频率为8~12 GHz)... 近年植被光学厚度(vegetation optical depth,VOD)微波植被指数被广泛用于植被监测和生物量估算,但现有被动微波VOD产品的空间分辨率较低,限制了其进一步应用。在分析2003—2022年中国区域C波段(频率为4~8 GHz)、X波段(频率为8~12 GHz)、Ku波段(频率为12~18 GHz)VOD与归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)在空间和时间上的异同,以及在不同植被类型的相对取值差异的基础上提出一种基于NDVI的统计降尺度方法,选择Ku波段VOD与NDVI进行空间降尺度并进行评估。结果表明:3种波段中Ku波段VOD在空间和时间上与NDVI相关最显著,其在对不同植被类型响应方面与NDVI相似,相关系数为0.8240(达到0.05显著性水平)。降尺度后的VOD空间分辨率显著提高,保留了初始数据的空间分布特征,且能够反映VOD时间变化特征。综上,基于1 km NDVI辅助数据对0.25°VOD数据进行降尺度,生成1 km VOD数据,促进对区域范围植被光学厚度的应用,期待为局部植被变化监测及估算更高空间分辨率的相关地面参量提供数据支持。 展开更多
关键词 NDVI VOD VOD降尺度 植被监测
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2025年1月2日宁夏银川4.8级、4.6级地震热红外异常特征分析
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作者 李青梅 李新艳 +3 位作者 杨欢庆 朱鹏涛 马翀之 杨学锋 《地震工程学报》 北大核心 2025年第6期1425-1434,共10页
2025年1月2日宁夏银川城区发生两次地震,带来较大社会影响。为提升区域地震监测能力,基于FY-2E/FY-2G卫星亮温(TBB)和射出长波辐射(OLR)数据,结合小波变换与功率谱相对变化法,分析宁夏银川M_(S)4.8与M_(S)4.6地震及2009年以来鄂尔多斯西... 2025年1月2日宁夏银川城区发生两次地震,带来较大社会影响。为提升区域地震监测能力,基于FY-2E/FY-2G卫星亮温(TBB)和射出长波辐射(OLR)数据,结合小波变换与功率谱相对变化法,分析宁夏银川M_(S)4.8与M_(S)4.6地震及2009年以来鄂尔多斯西缘6次M_(S)≥4.0地震前的热红外异常特征。结果表明:异常演化呈现“显现→扩展→衰减→消散”共性模式;银川地震TBB异常始于2024年8月27日,OLR异常出现于2024年11月22日,二者均于发震前达到峰值;震前约2个月,TBB功率谱显著偏离背景,最大偏离幅度超背景值8倍;鄂尔多斯西缘6次地震亦符合此演化模式,震中多位于异常区边缘断层带,异常峰值后22~94天内发震,且功率谱幅值≥4倍持续时长20~61天。研究成果为区域M_(S)4.0~5.0地震热红外监测提供依据,验证了卫星热红外技术捕捉地震前兆的有效性。 展开更多
关键词 银川地震 静止卫星 热红外遥感 相对功率谱异常
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静止轨道微波卫星大气探测能力分析和观测仿真
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作者 毕研盟 杨军 +7 位作者 窦芳丽 韩阳 王嘉琛 李小青 徐榕焓 胡菊旸 廖蜜 张德军 《大气科学》 北大核心 2025年第4期1020-1029,共10页
静止轨道微波探测卫星搭载微波探测仪,利用平台相对地球静止特点,以及微波对云雨的穿透能力,可以对大气实现高频次、全天时和全天候观测,为数值天气预报、灾害性天气研究提供高价值数据。本文对正在研制中的中国风云四号静止轨道微波卫... 静止轨道微波探测卫星搭载微波探测仪,利用平台相对地球静止特点,以及微波对云雨的穿透能力,可以对大气实现高频次、全天时和全天候观测,为数值天气预报、灾害性天气研究提供高价值数据。本文对正在研制中的中国风云四号静止轨道微波卫星探测能力进行了较全面的介绍和分析,其搭载的毫米波亚毫米波探测仪新增加了现有低轨卫星上所没有的55 GHz微波高光谱频段和380~425 GHz太赫兹通道,极大拓展了探测仪对大气状态、云参数的观测能力。通过仿真技术给出了卫星特有的观测几何特点,结合ARMS(Advanced Radiative Transfer Modeling System)快速模式和背景场,以1小时分辨率模拟了典型台风云雨场景下探测仪所有通道的亮温观测值,展示了微波星的观测特点,为未来应用提供参考。 展开更多
关键词 静止轨道微波卫星 大气探测 微波高光谱 太赫兹 观测仿真
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用于监测临近空间紫外辐射的臭氧反演方法研究
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作者 安源 王先华 +4 位作者 叶函函 施海亮 吴时超 李超 孙二昌 《光子学报》 北大核心 2025年第1期59-84,共26页
现有利用遥感方式进行臭氧反演中的先验廓线来自于气候数据库,其反演结果难以反映临近空间中臭氧的高时空变化特性。利用戈达德地球观测系统—化学模型(GEOS-Chem)模拟高时空臭氧廓线的能力,构建高时空分辨率的臭氧先验廓线用于反演方法... 现有利用遥感方式进行臭氧反演中的先验廓线来自于气候数据库,其反演结果难以反映临近空间中臭氧的高时空变化特性。利用戈达德地球观测系统—化学模型(GEOS-Chem)模拟高时空臭氧廓线的能力,构建高时空分辨率的臭氧先验廓线用于反演方法,将GEOS-Chem反演结果和对流层监测仪(TROPOMI)2级产品进行比对,并用高精度的地基和临边观测产品验证。反演和比对验证结果显示,基于GEOS-Chem先验的反演结果与地基高精度观测数据较为一致,且两者相对偏差的极值差较TROPOMI 2级产品的小19.31%,导致紫外辐射变化幅度为1.22×10^(-6)~5.50×10^(-6)W·nm^(-1)·m^(-2)。为比较不同海拔高度区域反演结果的精度,将反演结果分别和TROPOMI以及臭氧绘图与廓线组件载荷(OMPS)的臭氧产品比较,不同区域,前者相对偏差的极值差较后者分别小28.64%、20.91%,使得紫外辐射发生最大约50.27%、-41.79%的变化。结果表明基于GEOS-Chem臭氧先验廓线的高时空分辨率反演方法,可以较好地反映临近空间紫外辐射量的变化。 展开更多
关键词 临近空间 臭氧廓线 戈达德地球观测系统—化学模型 最优估计法 紫外辐射
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2003~2022年中国东北对流层大气甲烷浓度时空分布与地质排放影响研究
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作者 徐智超 陈匀杉 +3 位作者 单炜 邓超 刘湛军 计静 《气候与环境研究》 北大核心 2025年第1期77-93,共17页
中国东北存在中国最大的高纬度多年冻土分布带,随着全球气候变暖的加剧,多年冻土内储存的碳将逐渐解冻并以甲烷气体的形式释放,进而提高近地面对流层甲烷浓度,然而目前针对此区域近地面对流层甲烷浓度变化规律及排放源研究尚不清晰。本... 中国东北存在中国最大的高纬度多年冻土分布带,随着全球气候变暖的加剧,多年冻土内储存的碳将逐渐解冻并以甲烷气体的形式释放,进而提高近地面对流层甲烷浓度,然而目前针对此区域近地面对流层甲烷浓度变化规律及排放源研究尚不清晰。本文利用Aqua卫星搭载的AIRS(Atmospheric InfraredSounder)遥感资料对中国东北及全国区域2003~2022年对流层整体甲烷浓度时空分布情况及变化趋势进行分析,并结合国家气象及现场监测数据,研究了中国东北多年冻土区地表甲烷排放源及排放机理。结果表明:中国东北地区多年冻土带在四季中均具有较高的甲烷排放能力,甲烷浓度呈显著的双峰季节变化特征,第一个峰值出现在夏季(6~8月),最大值出现在8月,第二个峰值出现在冬季(12~2月),最大值出现在12月;中国东北地区对流层甲烷浓度平均增长率最大值出现在春季(平均值为6.05 ppb/a,1 ppb=10-9),这是因为多年冻土退化后冻结层下封存的古老碳逐渐暴露并以甲烷的形式释放;除产甲烷菌作用,储存在多年冻土冻结层的地质甲烷(亚稳态甲烷水合物,稳态甲烷水合物及地下深处或煤层产生的产热甲烷)也逐渐被释放。最后,结合现场监测结果给出了多年冻土区地质甲烷热—气—固耦合作用模型,为中国东北多年冻土区碳循环研究提供数据和技术支持。 展开更多
关键词 中国东北及全国区域 多年冻土 甲烷浓度 时空分布 地质释放源
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基于置信学习互导框架的小样本条件下森林扰动类型遥感分类
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作者 严燕 吴伶 +2 位作者 李军集 赵于鑫 叶昕 《空间科学学报》 北大核心 2025年第2期397-412,共16页
遥感技术作为地球系统和空间信息科学研究的核心手段,提高了人类对地球系统变化的理解,而开展地表重要组成部分——森林生态系统的扰动监测与分类研究可更精准高效.但受限于样本标注繁重和变化稀疏限制标注数量.本研究提出基于置信学习... 遥感技术作为地球系统和空间信息科学研究的核心手段,提高了人类对地球系统变化的理解,而开展地表重要组成部分——森林生态系统的扰动监测与分类研究可更精准高效.但受限于样本标注繁重和变化稀疏限制标注数量.本研究提出基于置信学习互导框架的小样本条件下森林扰动类型分类方法.利用2000-2021年Landsat数据与连续变化检测与分类(Continuous Change Detection and Classification,CCDC)算法检测森林扰动获得大量未标注数据,结合少量样本及基于随机森林(Random Forest,RF)和梯度提升(Categorical Boosting,CatBoost)分类器构建的互导框架,以迭代方式通过置信学习从未标注数据中筛选高置信度数据,扩充对方标注样本集,互相指导分类,进而提升分类精度.结果表明,该方法总体分类精度达91.4%,较单一分类器提升5%,在小样本条件下表现出优异性能,为森林扰动类型分类研究提供了高效、可靠的解决方案. 展开更多
关键词 小样本 置信学习 互导框架 森林扰动分类
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