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基于遥感指数与深度学习的黄河冰凌遥感监测识别分析 被引量：3
1
作者 宋文龙 冯天时 +5 位作者 陈龙 何倩 胡军 卢奕竹 冯珺 刘宏洁 《中国水利水电科学研究院学报（中英文）》 北大核心 2024年第1期28-35,共8页
黄河流域特殊的地理位置和环境因素造就了其复杂的凌情特征,及时准确掌握凌汛期间冰凌变化规律与特点是凌汛监测防治的关键任务。卫星遥感可实现黄河冰凌的大范围快速提取,目前常用的方法有遥感指数与深度学习两类,为验证和对比不同方... 黄河流域特殊的地理位置和环境因素造就了其复杂的凌情特征,及时准确掌握凌汛期间冰凌变化规律与特点是凌汛监测防治的关键任务。卫星遥感可实现黄河冰凌的大范围快速提取,目前常用的方法有遥感指数与深度学习两类,为验证和对比不同方法对黄河冰凌遥感监测识别的有效性,基于Sentinel-2遥感数据,利用归一化积雪指数及其改进形式和U^(2)-Net等三种方法对2023年黄河宁蒙段冰凌进行遥感提取。结果表明:NDSI、MNDSI、U^(2)-Net三种方法的结果分类精度分别为83.42%、87.98%和92.01%;Kappa系数分别为0.88、0.90和0.97;三种方法均对冰凌有较好的提取效果,但指数法对于流凌、清沟等其他类型的识别效果较差,浅滩处提取的边界较为杂乱,U^(2)-Net可以精确区分出清沟,提取冰凌边界的效果更好。 展开更多
关键词 黄河 冰凌 卫星遥感 NDSI MNDSI U^(2)-Net
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基于多源数据的黄河冰凌监测技术研究 被引量：1
2
作者 冯士贺 于苹苹 +1 位作者 段同苑 刘俊杰 《水利信息化》 2024年第4期27-32,共6页
为提升黄河冰凌监测的准确性与效率,克服传统人工观测在精度和效率上的局限,通过整合卫星遥感、无人机遥感及视频监控技术,开展基于多源数据的黄河冰凌监测技术研究。该技术能够利用多光谱遥感影像结合雪被指数法,实现对河道冰凌的全面... 为提升黄河冰凌监测的准确性与效率,克服传统人工观测在精度和效率上的局限,通过整合卫星遥感、无人机遥感及视频监控技术,开展基于多源数据的黄河冰凌监测技术研究。该技术能够利用多光谱遥感影像结合雪被指数法,实现对河道冰凌的全面监测,同时,借助无人机自动识别技术精确获取冰凌的关键参数,并通过视频监控技术实时发现并预警冰凌密度变化。在这项研究中,无人机遥感参数的误差被控制在5%以内,视频监控技术的误差最大为7.2%,最小仅为0.1%。基于多源数据的冰凌监测技术在山东黄河河务局的应用表明:该技术不仅显著提高工作效率,还变革传统的冰凌监测模式,极大地支撑河道管理及相关业务工作,对高纬度地区河流冰凌灾害的智能监测预警具有重要价值,也为可视化冰情分析提供可靠的图像成果,未来有着广泛的应用潜力。 展开更多
关键词 黄河冰凌监测 多源数据 卫星遥感 无人机遥感 视频监控 冰凌密度 流速估计 可视化冰情分析
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黑龙江上游冰凌灾害气候预报方法研究
3
作者 赵广忠 于成刚 《水利科学与寒区工程》 2024年第7期51-56,共6页
本文通过对黑龙江上游的冰凌灾害年代际特征分析,采用2倍壅高水头偏差和冰凌灾害发生次数综合来确定年代际冰凌灾害程度,与实际情况相符,确定1950 s、1980 s、1990 s为冰凌灾害严重年代。两种MH环流指数中的MH南界纬度和中心经度,与黑... 本文通过对黑龙江上游的冰凌灾害年代际特征分析,采用2倍壅高水头偏差和冰凌灾害发生次数综合来确定年代际冰凌灾害程度,与实际情况相符,确定1950 s、1980 s、1990 s为冰凌灾害严重年代。两种MH环流指数中的MH南界纬度和中心经度,与黑龙江上游冰凌灾害年代际变化有明显关联性,MH特征量与副热带冬季风南边缘、冬季风南边缘位置存在关联,表明了通过对以上两个季风边缘位置影响,进一步对黑龙江冰凌灾害产生影响。MH对黑龙江上游冰凌灾害的影响,主要是间接对R、D两种形成条件的影响,而对封冻期和开河期的大气环流影响是直接影响因素。利用东北低温冷害因子和其他环流特征量,通过判别分析来预测下一年黑龙江上游冰凌灾害的发生概率,并建立气候预报方法。该方法可以在每年的2月份实现对冰凌灾害的预测,而且不受动力因素预测的影响,准确率较高,仅需要气象方面的观测数据即可实现。 展开更多
关键词 冰凌灾害 MH环流指数 综合环流因子 大气环流 最大壅高水头 黑龙江
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基于数字图像处理技术的冰凌参数识别方法 被引量：7
4
作者 张宝森 李春江 +2 位作者 孙凯 范钦涛 季顺迎 《人民黄河》 CAS 北大核心 2021年第2期41-44,48,共5页
基于黄河防凌远程视频监视系统现场采集到的视频影像,采用图像识别的方法提取黄河沿岸关键冰凌参数,包括密集度及流速。对于冰凌密集度的提取方法,是先将摄像设备取得的视频变为单帧图像,然后对单帧图像进行二值化处理,利用图像分割技... 基于黄河防凌远程视频监视系统现场采集到的视频影像,采用图像识别的方法提取黄河沿岸关键冰凌参数,包括密集度及流速。对于冰凌密集度的提取方法,是先将摄像设备取得的视频变为单帧图像,然后对单帧图像进行二值化处理,利用图像分割技术得到冰凌所在区域,最后统计得出冰凌的密集度;对于冰凌流速提取,是用摄像设备取得视频图像序列,利用稠密光流法标记各图像的特征点位置,追踪特征点,从而得到移动距离,最后根据时间间隔计算得出冰凌的流动速度。 展开更多
关键词 图像识别 冰凌密集度 冰凌速度 测量方法 现场采集 黄河
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黄河宁蒙河段冰凌预报方法研究 被引量：8
5
作者 刘吉峰 霍世青 《中国防汛抗旱》 2015年第6期6-9,13,共5页
黄河不仅源远流长而且纬度跨度大(介于32°N^42°N之间)。在特殊的地理环境作用下,加之受水流、气温和变动河床等因素的影响,黄河封开河期常会出现冰凌灾害。黄河冰凌预报是黄河水文预报的重要业务内容之一。近年来受气候变化... 黄河不仅源远流长而且纬度跨度大(介于32°N^42°N之间)。在特殊的地理环境作用下,加之受水流、气温和变动河床等因素的影响,黄河封开河期常会出现冰凌灾害。黄河冰凌预报是黄河水文预报的重要业务内容之一。近年来受气候变化、河道冲淤变化和人类活动等影响,黄河宁蒙河段冰凌特点发生了明显变化,对冰凌预报提出了更高要求,冰凌预报技术不断得到改进和发展。介绍了中短期气温预报模型、指标法和经验相关法预报、人工神经网络预报、水文学和热力学预报模型、冰水动力学模型等黄河主要冰凌预报模型与技术方法及其存在问题;提出在充分冰凌观测的基础上,加强河道冰凌冻融规律研究,开发具有冰凌物理机制和实际预报能力的冰水动力学模型等建议。 展开更多
关键词 冰凌预报 冰凌预报系统 凌情特点 黄河 宁蒙河段
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“冰凌输沙”问题浅议 被引量：1
6
作者 许连臣 徐宝红 《水利科技与经济》 2008年第2期144-144,共1页
叙述了冰凌输沙的表现形式和其形成原理及水文特征,并简要地分析了其所形成的危害。
关键词 冰凌输沙 冰凌携沙 冰凌漂砾 水内冰夹沙 行凌
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黑龙江流域冰凌研究进展 被引量：5
7
作者 张凯文 戴长雷 +1 位作者 于成刚 张兆廷 《中国农村水利水电》 北大核心 2021年第7期47-53,共7页
黑龙江流域是亚洲东北部典型高纬度寒区河流,冬季冰期常超过200 d。从理论研究、现象规律、应用研究3个方面对黑龙江流域冰凌相关科学研究成果进行梳理归纳。在理论研究方面,针对冰科学开设的教学课程较少,黑龙江流域冰凌科研工作局限... 黑龙江流域是亚洲东北部典型高纬度寒区河流,冬季冰期常超过200 d。从理论研究、现象规律、应用研究3个方面对黑龙江流域冰凌相关科学研究成果进行梳理归纳。在理论研究方面,针对冰科学开设的教学课程较少,黑龙江流域冰凌科研工作局限于黑龙江流域范围内及少量流域外的科研单位;冰坝凌汛现象规律方面,在河道特征条件下,受降水、河槽蓄水量、开江期温度等水文气象因素影响较大;在冰情监测预报方面,还需要借助遥测遥感等先进技术完善冰情监测设备与方法,提高预报准确率;灾害应对方面,联防调度、爆破除冰成为黑龙江防凌减灾的难点。随着现代观测技术的发展,冰凌监测技术将向连续、自动化和无人值守方向发展,进一步完善预报成果。 展开更多
关键词 黑龙江流域 冰坝 凌汛预报 冰凌监测 冰凌防治
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黄河冰凌近期研究简述与展望 被引量：18
8
作者 郜国明 邓宇 +2 位作者 田治宗 李书霞 张宝森 《人民黄河》 CAS 北大核心 2019年第10期77-81,108,共6页
黄河冰凌问题在历史上以危害严重、易致决口、难以防治而闻名于世。黄河凌灾因孕灾环境复杂、突发链发性强、防御困难而成为我国冬春季节大江大河中极为突出的自然灾害。简述几十年来黄河河冰的基础理论、冰凌原型观测、凌情预报和防凌... 黄河冰凌问题在历史上以危害严重、易致决口、难以防治而闻名于世。黄河凌灾因孕灾环境复杂、突发链发性强、防御困难而成为我国冬春季节大江大河中极为突出的自然灾害。简述几十年来黄河河冰的基础理论、冰凌原型观测、凌情预报和防凌减灾技术等方面的部分研究成果,在此基础上探讨了目前黄河冰凌研究需要解决的若干科学和技术问题,初步展望了黄河冰凌研究的趋势。 展开更多
关键词 冰凌 监测 预报 破冰排凌 黄河
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黄河宁蒙河段冰凌变化新特点分析 被引量：26
9
作者 刘吉峰 杨健 +1 位作者 霍世青 饶素秋 《人民黄河》 CAS 北大核心 2012年第11期12-14,共3页
基于冰凌观测资料,分析了黄河宁蒙河段2000年以来冰凌的变化特点。结果表明:河段流凌及封、开河特征发生明显改变;河道冰下过流能力明显下降,槽蓄水增量逐年增大;封、开河水位升高,河道堤防压力增大,凌情形势趋于复杂。建议在加强冰凌... 基于冰凌观测资料,分析了黄河宁蒙河段2000年以来冰凌的变化特点。结果表明:河段流凌及封、开河特征发生明显改变;河道冰下过流能力明显下降,槽蓄水增量逐年增大;封、开河水位升高,河道堤防压力增大,凌情形势趋于复杂。建议在加强冰凌原型观测的基础上,开发具有物理机制的冰凌预报模型。 展开更多
关键词 槽蓄水增量 冰凌 宁蒙河段 黄河
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包神铁路黄河大桥冰凌开河期实体模型试验 被引量：10
10
作者 于守兵 顾志刚 侯志军 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2014年第4期57-61,共5页
为了研究包神铁路黄河大桥建成后在冰凌开河期对冰凌水体的壅高程度,基于冰流重力相似、冰流阻力相似、冰流量相似、浮冰运动相似等冰凌运动相似原理,采用添加少量石膏粉的石蜡作为模型冰,进行实体模型试验。试验结果表明:将模型冰块制... 为了研究包神铁路黄河大桥建成后在冰凌开河期对冰凌水体的壅高程度,基于冰流重力相似、冰流阻力相似、冰流量相似、浮冰运动相似等冰凌运动相似原理,采用添加少量石膏粉的石蜡作为模型冰,进行实体模型试验。试验结果表明:将模型冰块制作成不规则形状能够较好地模拟桥梁附近的卡冰现象;当开河流量为1200m3/s、冰流密度为80%时,拟建桥梁、现状桥梁工况的上游水位壅高值分别为1.36m和2.21m;拟建桥梁的主跨比现状桥梁增加了近1倍,桥位断面排冰过流能力大大增强。 展开更多
关键词 冰凌 开河流量 冰流密度 实体模型试验 包神铁路黄河大桥
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基于粒子群算法的神经网络在冰凌预报中的应用 被引量：7
11
作者 韩宇平 蔺冬 +1 位作者 王富强 周翔南 《水电能源科学》 北大核心 2012年第3期35-37,172,共4页
为提高神经网络预报模型的泛化能力和预测精度,将粒子群算法与BP神经网络相结合,建立了粒子与神经网络参数的映射关系,利用粒子群算法全局搜索网络的最优权值,赋值于神经网络进行训练,从而建立了PSO-BP预报模型,并将模型应用于黄河宁蒙... 为提高神经网络预报模型的泛化能力和预测精度,将粒子群算法与BP神经网络相结合,建立了粒子与神经网络参数的映射关系,利用粒子群算法全局搜索网络的最优权值,赋值于神经网络进行训练,从而建立了PSO-BP预报模型,并将模型应用于黄河宁蒙河段的冰凌预报中。结果表明,该模型预报合格率较高,属于甲等预报,且与GA-BP模型相比偏差更小、精度更高。 展开更多
关键词 粒子群算法 神经网络 冰凌预报 封河 开河
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基于可变模糊综合分析的冰凌预测模型 被引量：4
12
作者 徐晶 冀鸿兰 +2 位作者 张宝森 陈守煜 张傲妲 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2011年第3期6-8,26,共4页
在分析凌汛成因影响因素的基础上,以可变模糊集理论为核心,采用二元比较法确定指标权重,结合统计相关分析确定预报因子相关程度,提出一种基于可变模糊综合分析的冰凌预测模型。将该模型应用于黄河内蒙古段开河日期的预测,结果表明该模... 在分析凌汛成因影响因素的基础上,以可变模糊集理论为核心,采用二元比较法确定指标权重,结合统计相关分析确定预报因子相关程度,提出一种基于可变模糊综合分析的冰凌预测模型。将该模型应用于黄河内蒙古段开河日期的预测,结果表明该模型计算简便,对开河日期的预测具有较高的精度。 展开更多
关键词 冰凌预报 开河日期 可变模糊集 二元比较 指标权重
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基于遗传神经网络的河流冰凌预报 被引量：4
13
作者 王志兴 李成振 +1 位作者 范宝山 陈刚 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2009年第2期57-59,共3页
在分析影响凌汛成因因素的基础上,选取合适的预报因子,建立了基于遗传算法(GA)和Levenberg-Marquardt BP网络(LMBP)相结合的冰凌预报神经网络模型。GA-LMBP算法先通过遗传学习算法进行全局训练,再用LMBP算法进行精确训练,克服了传统BP... 在分析影响凌汛成因因素的基础上,选取合适的预报因子,建立了基于遗传算法(GA)和Levenberg-Marquardt BP网络(LMBP)相结合的冰凌预报神经网络模型。GA-LMBP算法先通过遗传学习算法进行全局训练,再用LMBP算法进行精确训练,克服了传统BP算法收敛速度慢、易陷入局部极小等缺陷。把该模型应用到松花江依兰、佳木斯段开河预报中,取得了良好的效果。 展开更多
关键词 遗传算法 LMBP算法 神经网络 冰凌预报 开河
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冰凌预报模糊优选神经网络组合预测方法 被引量：6
14
作者 冀鸿兰 朝伦巴根 +1 位作者 陈守煜 张道军 《人民黄河》 CAS 北大核心 2008年第12期47-49,共3页
基于工程模糊集、人工神经网络、遗传算法与组合预测理论,提出了模糊优选神经网络组合预测模型,应用于黄河内蒙古段冰凌预报,给出了3种单一预测模型和组合预测模型的预测值,结果表明:组合预测模型物理意义明确,数学推导过程严谨,预测精... 基于工程模糊集、人工神经网络、遗传算法与组合预测理论,提出了模糊优选神经网络组合预测模型,应用于黄河内蒙古段冰凌预报,给出了3种单一预测模型和组合预测模型的预测值,结果表明:组合预测模型物理意义明确,数学推导过程严谨,预测精度高于单一预测模型。 展开更多
关键词 组合预测 模糊优选神经网络 冰凌预报 黄河
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基于直方图均衡化的渠道冰凌密度计算 被引量：3
15
作者 吴艳 朱明远 周富强 《人民长江》 北大核心 2017年第14期69-72,共4页
为了完成冬季安全输水与发电任务,同时防止冰塞等凌汛灾害,对渠道冰凌进行实时监测是十分必要的,如何准确地计算出冰凌密度更是监测分析的关键技术。通过MATLAB对冰凌监测图像进行直方图均衡化处理,运用最大类间方差法计算出最佳阈值,... 为了完成冬季安全输水与发电任务,同时防止冰塞等凌汛灾害,对渠道冰凌进行实时监测是十分必要的,如何准确地计算出冰凌密度更是监测分析的关键技术。通过MATLAB对冰凌监测图像进行直方图均衡化处理,运用最大类间方差法计算出最佳阈值,从而区分出冰凌与背景,进而得出冰凌密度,并与实际冰凌密度进行比较。结果表明:基于直方图均衡化的冰凌密度计算结果与真实的非常吻合,并且在光线较弱的环境下同样适用,可为防凌减灾预警提供了可靠依据。 展开更多
关键词 直方图均衡化 阈值分割 冰凌密度 冰凌监测
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基于模糊识别人工神经网络的冰凌预报模型 被引量：7
16
作者 冀鸿兰 朝伦巴根 陈守煜 《水力发电》 北大核心 2008年第11期24-26,共3页
黄河内蒙古段地处黄河流域最北端,由于它的特殊地理位置、水文气象条件、河道特性,几乎每年产生凌汛。在分析影响凌汛成因因素的基础上,选取合适的预报因子,基于模糊识别人工神经网络BP模型,提出冰凌预报方法,应用于黄河内蒙段封河、开... 黄河内蒙古段地处黄河流域最北端,由于它的特殊地理位置、水文气象条件、河道特性,几乎每年产生凌汛。在分析影响凌汛成因因素的基础上,选取合适的预报因子,基于模糊识别人工神经网络BP模型,提出冰凌预报方法,应用于黄河内蒙段封河、开河日期的预报。结果表明,计算简便,精度良好。 展开更多
关键词 冰凌预报 相对优属度 模糊识别 神经网络
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基于遗传算法的模糊优选BP网络的冰凌预报模型 被引量：9
17
作者 冀鸿兰 朝伦巴根 陈守煜 《中国农村水利水电》 北大核心 2009年第1期5-7,10,共4页
黄河内蒙段地处黄河流域最北端,由于它的特殊地理位置、水文气象条件、河道特性,几乎每年产生凌汛。应用基于遗传算法的模糊优选BP网络模型,对黄河内蒙段封河、开河日期进行预报。结果表明,该模型既能合理地构造神经网络的拓扑结构,又... 黄河内蒙段地处黄河流域最北端,由于它的特殊地理位置、水文气象条件、河道特性,几乎每年产生凌汛。应用基于遗传算法的模糊优选BP网络模型,对黄河内蒙段封河、开河日期进行预报。结果表明,该模型既能合理地构造神经网络的拓扑结构,又可加快网络的收敛速度,并能改善网络的全局寻优能力。 展开更多
关键词 模糊集 神经网络 遗传算法 冰凌预报
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黄河冰凌地电测试曲线小波分析及预警技术 被引量：2
18
作者 丛沛桐 王瑞兰 +3 位作者 李艳 屈寒飞 吴卫熊 王启 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2008年第1期62-65,共4页
采用地电测试技术对黄河冰水两相流进行视电阻率测试,绘制了电测深曲线。曲线经小波分解后,2个水平分解的曲线类型差异都十分显著,且平稳流凌时曲线无明显阈值,端点(河床淤泥)视电阻率值为15.52Ω.m,而局部冰塞时曲线经过2个水平分解后... 采用地电测试技术对黄河冰水两相流进行视电阻率测试,绘制了电测深曲线。曲线经小波分解后,2个水平分解的曲线类型差异都十分显著,且平稳流凌时曲线无明显阈值,端点(河床淤泥)视电阻率值为15.52Ω.m,而局部冰塞时曲线经过2个水平分解后的阈值为6.68Ω.m。现场测试及小波分析表明:黄河封河期间平稳流凌与出现冰塞时的电测深曲线有明显差异,可以通过曲线特征和总体阈值进行判别。 展开更多
关键词 黄河冰凌 地电测试 预警技术 小波分析
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黄河内蒙古河段冰凌时空分布特性分析 被引量：4
19
作者 张宝森 冀鸿兰 张兴红 《人民黄河》 CAS 北大核心 2012年第2期36-38,共3页
基于黄河内蒙古段系列历史冰情资料,利用小波分析方法对冰期气温、冰期径流、流凌日期、封河日期、开河日期进行了多时间尺度分析。结果表明:巴彦高勒、三湖河口、头道拐三站的冰期气温总体呈上升的变化规律,并且三站的冰期气温变化趋... 基于黄河内蒙古段系列历史冰情资料,利用小波分析方法对冰期气温、冰期径流、流凌日期、封河日期、开河日期进行了多时间尺度分析。结果表明:巴彦高勒、三湖河口、头道拐三站的冰期气温总体呈上升的变化规律,并且三站的冰期气温变化趋势一致,黄河内蒙古段冰期气温存在15 a左右的周期;实测径流在分析序列中不存在显著周期;三站流凌日期和封河日期整体上推迟,开河日期提前,封冻时间缩短;流凌日期存在12 a左右的周期,封河日期和开河日期不存在显著强周期。 展开更多
关键词 小波分析 时空分布 冰凌 内蒙古河段 黄河
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基于成因模糊综合分析的冰凌预测模型 被引量：4
20
作者 赵晓慎 李倩 王文川 《人民黄河》 CAS 北大核心 2011年第1期43-45,共3页
在分析物理成因的基础上,采用模糊识别、聚类及优选理论综合模糊成因的方法建立了冰凌预报模型。实例应用结果表明:模型对于5个检验年的开河历时预测误差全部在6 d以内,精度良好,能够较好地预报封河、开河日期,可以直接用于凌汛期实际... 在分析物理成因的基础上,采用模糊识别、聚类及优选理论综合模糊成因的方法建立了冰凌预报模型。实例应用结果表明:模型对于5个检验年的开河历时预测误差全部在6 d以内,精度良好,能够较好地预报封河、开河日期,可以直接用于凌汛期实际作业预报。 展开更多
关键词 模糊识别 成因分析 预报因子 冰凌预报
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