区域尺度

摘要： 2019年7—10月在云南红河地区河口、金平、绿春3个县利用样线法对4种生境类型(天然林、人工林、农田和破碎生境)的甲虫多样性进行调查,采用网扫法和振落法采集甲虫,并对其多样性指数、群落结构和指示物种进行了分析。结果显示:(1)甲虫多样性天然林显著高于人工林、农田和破碎生境。3个县不同生境类型甲虫的多度、物种丰富度和Chao-1估计值均存在极显著差异,表现为天然林>农田>破碎生境>人工林。科级水平上,叶甲科多样性天然林极显著高于其它3种生境;瓢虫科多样性农田和天然林显著高于人工林和破碎生境;象甲科多样性天然林显著高于人工林和破碎生境。(2)4种生境类型的甲虫群落结构极不相似,均低于0.05。(3)4种生境类型均有指示物种,天然林为黄猿叶甲(Phaedon fulvescens)、黄宝盘瓢虫(Pania luteopustulata)和云南长跗莹叶甲(Monolepta yunnanica),人工林为异负泥虫(Lilioceris impressa),农田为龟纹瓢虫(Propylaea japonica)、六斑月瓢虫(Menochilus sexmaculata)和墨绿彩丽金龟(Mimela splendens),破碎生境为黄足黄守瓜(Aulacophora femoralis chinensi)和甘薯蜡龟甲(Laccoptera quadrimaculata)。结果表明,在较大空间尺度下,叶甲科和瓢虫科可以作为环境监测与生物多样性变化指示物种。

摘要： 【目的】建立区域尺度林分生物量生长模型,为预测未来某一时段广东省天然阔叶林生物量和碳储量提供方法学支持。【方法】基于广东省1997−2017年5期森林清查数据,选择栎类、木荷和其他软阔类等6个阔叶树种为优势树种的203个天然林样地,以参数分级反映立地质量差异,以竞争指数表示密度影响,以分步建模(一元非线性回归法)和联合建模(非线性联立方程组法)区别建模方式,采用理论生长方程构建胸径生长模型估计林龄进而构建多种林分生物量生长模型,以决定系数和平均预估误差等4个指标评价模型拟合优度;对拟合优度较高的模型,以2002−2017年4期连清的183块样地为检验样本,用总相对误差来验证其应用效果。【结果】对比模型拟合效果和区域尺度及样地水平上的估计精度,以探究林分密度、不同参数分级、分级方法和建模方法共4项影响因素对生物量生长模型的效果,结果表明:非线性联立方程组法优于分步建模法;与生长速度有关的参数b分级模型优于与生长潜力有关的参数a分级模型;考虑林木竞争和分级方程中加入竞争指数对优化模型性能影响不大。参数b分级、自变量和分级方程皆不含竞争指数的联合模型(模型10)为最优模型,其生物量生长模型确定系数R^(2)为0.9701;预测4期生物量时,估计效果较好,后期估计误差明显低于前期,如采用模型10预估栎类2002−2017年区域尺度生物量时,4期的估计误差分别为6.22%、15.27%、4.80%、−1.84%。【结论】以Richards理论生长方程为基础构建林分生物量生长模型来估测区域尺度生物量是一种可行的方法,为评估未来某一时段区域尺度森林生态系统的固碳能力提供依据,也为其他区域的林分生物量生长模型研建提供参考。

摘要： 基于Google Earth Engine云平台和Sentinel–2影像,通过多时相影像和地形特征的不同组合,利用随机森林算法对云南省香格里拉地区的森林类型进行3个层次上的识别和分类制图。结果表明:多时相特征结合地形信息在3个层次上分类精度最高;森林和非森林类型,总体精度为98.15%,Kappa系数为0.962 4;针叶林和阔叶林,总体精度为89.74%,Kappa系数为0.792 6;8种针叶林类型,总体精度为92.87%,Kappa系数为0.918 0。地形信息有利于森林类型信息的提取,多时相的Sentinel–2数据对于大范围精确识别森林类型具有较大的潜力。

摘要： 针对干旱区人工绿洲水土环境脆弱性难以定量化描述的问题,以甘肃省景泰川电力提灌灌区为研究区,通过数据收集和分析,选取直接参与驱动区域水土环境分异的土壤盐分、土地利用类型、植被覆盖度、土壤电导率、地表灌水量、地下水矿化度、地下水埋深、海拔、坡度、年均降水量、年均蒸发量、年均气温12个指标,基于云理论改进层次分析法确定各指标权重,以ArcGIS软件为技术平台将各指标空间分布结果按相应权重进行空间叠加,实现研究区水土环境脆弱性空间分异特征的可视化表达。结果表明:研究区水土环境脆弱性基本保持在Ⅰ~Ⅲ级,总体空间分布格局呈现西低东高的分布特征,重度脆弱、极度脆弱区域集中分布在灌区东部封闭型水文地质单元;土壤盐分、植被覆盖度、土地利用类型、地表灌水量是影响区域尺度水土环境脆弱性的主要因素。

摘要： 浅沟侵蚀是黄土高原重要的侵蚀类型之一,在区域尺度回答浅沟空间分布特征是浅沟治理的关键。基于系统抽样方法在黄土高原选取137个调查单元,综合运用亚米级影像目视解译方法和GNSS RTK野外高精度实测,并通过GIS空间分析方法,获取浅沟(特指瓦背状地形底部,下同)长度、密度、临界坡长、所在坡面土地利用等信息,阐明了目前黄土高原浅沟空间分布,分析了仍分布在耕地上的浅沟空间格局。结果表明:(1)基于亚米级影像目视解译的浅沟调查方法与野外实测方法得到的浅沟长度无显著性差异,前者可以用于区域尺度浅沟的快速调查;(2)黄土高原33.6%的调查单元存在浅沟,平均浅沟密度为3.41 km/km^(2),最大为21.92 km/km^(2),平均沟数密度约为65条/km^(2);平均沟长63.31 m^(2)发生浅沟的坡面临界坡长主要为40—60 m,平均为56.20 m^(2)延安市西北部吴起、志丹、榆林市靖边一带浅沟密度最大;在不同治理分区内,黄土丘陵沟壑区平均浅沟密度最大,为5.32 km/km^(2),浅沟侵蚀强度极强烈;黄土高塬沟壑区平均浅沟密度为2.07 km/km^(2),浅沟侵蚀强度为中度。(3)目前38.3%的浅沟分布在耕地,35.3%分布在草地,22.8%分布在林地。退耕还林(草)工程后,仍位于耕地坡面上的浅沟值得重点关注,在北洛河中上游陕西延安市中部与西北部,甘肃定西市、白银市会宁县交界处,无定河下游黄河两岸陕西绥德县、山西吕梁市一带耕地浅沟问题仍较突出。研究可为目前形势下黄土高原浅沟进一步治理策略提供科学支撑。

摘要： 近几十年来,人类活动对淡水循环的影响已经超出了流域尺度。解决目前所面临的水资源问题,不应只着眼于流域过程,而应从更大的空间尺度—全球尺度对地球系统过程加以研究。文章总结了人类活动对全球淡水循环的影响途径,论述了水行星边界方法框架与研究进展,分析了淡水利用管理从流域尺度到全球尺度的实现方法。水行星边界方法以地球系统科学理论为指导,以保持地球系统稳定运行为目标,将淡水循环研究视野从流域尺度扩展至全球尺度,定量描述了全球淡水利用安全运行空间,成为评价全球水资源可持续性的重要方法。水资源管理既要考虑流域尺度的水资源、生态与经济社会发展关系,也要考虑全球尺度的水循环、地球系统稳定与全球可持续发展关系。水行星边界是对现有区域水资源承载能力评价方法的重要补充,为全球与区域淡水资源治理提供了重要的方法框架。根据我国自然资源管理新制度下水资源管理需要,针对水行星边界评估,建议加强全球淡水循环过程研究,完善全球水文模型与模拟预测平台;加强水行星边界与土地、生物、大气等其他行星边界的相互影响与作用研究;探索应用水行星边界框架完善资源环境承载能力评价和国土空间开发适宜性评价方法。

摘要： 水资源是社会经济可持续发展最重要的基础性的自然资源,是生态环境的控制性要素,亦是战略性的经济资源。随着人口的增长和经济的发展,区域用水量不断增长,水资源供需不平衡已然成为制约区域经济发展的“瓶颈”。需水量预测是区域水资源规划、管理与可持续利用的重要依据,涉及复杂的经济、水文、气象、社会、工程、技术、产业结构、工农业发展等因素。系统动力学方法以反馈控制理论为基础,在多因素耦合的复杂巨系统的动态变化、因果机制分析以及定量分析与模拟过程中具有显著的优势,已被广泛应用于区域需水量预测中。区域需水量预测系统动力学模型能够将复杂的社会用水系统分解成多个相互联系、相互制约的子系统,可以清晰地展示出各用水子系统的需水量动态变化过程,得到较精确的需水量预测结果。简要介绍了系统动力学方法的特点,随后从生活需水量、工业需水量、农业需水量和生态环境需水量等4个方面综述、分析了系统动力学方法在区域需水量中的应用,归纳、总结了该方法的局限与不足之处及其未来发展的趋势和方向,包括研究区域尺度的扩展以及加强与其他方法的结合与互补2个方面。

摘要： 土壤水分是土壤学与水文学等相关学科研究的重点领域和热门话题,是岩石圈—大气圈—生物圈—水圈中水分循环的关键环节。本研究从小区、坡面、流域、区域四个空间尺度探讨土壤水分时空分布格局及主要影响因子,发现各空间尺度土壤水分的研究侧重点及主控因子均不相同,因此提出了不同空间尺度上土壤水分的未来研究方向,为多方位、多角度、多视野探索土壤水分变异及拓展相关领域的研究提供理论依据。

摘要： 陆地生态系统的水热循环与碳循环是陆地表层系统中物质能量循环的核心,其中区域尺度地表水、热、碳通量的直接观测是当下陆地生态系统通量观测与模拟研究中的热点与难点。机载涡动相关方法能够直接观测区域尺度生态系统通量,基于无人机平台的涡动相关通量观测技术同时兼具了区域覆盖性与经济灵活性等优点,是机载通量观测技术的最新发展方向。在介绍机载涡动相关通量观测方法的主要技术原理、观测特点以及无人机通量观测系统组成的基础上,通过在相对均匀的区域开展无人机与地面通量观测对比试验,采用谱分析、观测结果对比以及源区分析等方式对无人机通量观测系统的性能进行了初步评价。结果表明:无人机通量观测系统能够实现对大气高频湍流信号的有效采样;无人机与地面观测的湍流通量具有较好的一致性,但是感热和CO_(2)通量出现了低估、潜热和摩擦风速出现了高估;观测平台与仪器的差异、垂直通量辐散、大气边界层条件、不同的地面源区及地表异质性的影响是造成二者差异的潜在主要因素。最后对未来研究目标进行了展望,以进一步推动该技术在相关领域中的应用。

摘要： 随着全球湿地的退化和消失,水鸟种群数量持续下降,掌握水鸟分布格局的地区特异性信息是开展水鸟保护的重要前提.云贵高原湿地为中国水鸟六大分布区之一,过去的研究多限于该区域内单个湿地冬季水鸟的调查,为获知云贵高原湿地水鸟整体分布的时间和空间格局,采用文献数据收集法对云贵高原15个重要湿地的水鸟分布数据进行了分析.结果表明,(1)云贵高原湿地共记录到水鸟128种,分属7目16科,包括国家重点保护野生动物11种,《中国脊椎动物红色名录》或世界自然保护联盟濒危物种红色名录受胁物种17种;(2)春、夏、秋、冬季的物种数量分别为81种(85.3％)、48种(50.5％)、85种(89.5％)和73种(76.8％);(3)物种组成空间分布可能是湿地面积、植被类型、湿地连通性、水深等综合作用的结果.建议管理部门优化云贵高原水鸟调查方案,重视对春季和秋季旅鸟的调查与保护,同时选择不同物种组成的湿地代表进行冬候鸟监测以提高效率.

摘要： 从水生态系统影响因子与驱动机制、分区尺度与指标选取关系和水生态系统服务功能三个方面,分析了水生态系统的影响机制;在此基础上,选择北京市作为区域尺度水生态分区的对象,结合北京市水生态系统特点,选取地形、植被、土地利用、主导水生态服务功能等指标,将北京市划分为2个水生态一级区、5个水生态二级区和24个水生态三级区;分析了北京市5种主导生态服务类型的分布,可为北京市各生态区主要生态问题识别、水生态环境保护和管理提供技术支撑.

摘要： 针对当前智能节水灌溉的需要,本文设计了一种变化尺度的分层土壤墒情实时监测系统.该系统对土壤温度、土壤湿度和大气温度三个参数采用单独测量、紧邻匹配的方式组网;采集的参数由网关聚类出特征数据,将特征数据上传到服务器,服务器将特征数据和历史数据,结合天气预报平台预测的天气数据,预测土壤墒情,指导节水灌溉.通过试验,发现该系统以点到面,能很好的预测不同区域尺度的土壤墒情.

摘要： 以环境CCD为主要数据源,结合中国自主开发的二元结构模型进行局部改进,并以新安江流域(黄山片)为案例区,对南方典型山区区域尺度的面源污染负荷进行评估。结果表明,新安江流域整体的面源污染状况良好,整体属于微度-轻度污染,2010年共产生面源污染物6.34万t,进入水体1.34万t。其中总氮(TN)进入水体5398.3t;总磷(TP)进入水体750.8t;氨氮(NH3-N)进入水体2481.4t;耗氧有机物(以化学需氧量CODcr计)进入水体4720.7t.对比研究区野外调查数据,模型模拟精度在75％以上,证明本研究方法基本可靠。

摘要： 地球系统的碳库和碳循环过程变化是影响气候系统的重要因素，而陆地生态系统的碳收支及其循环过程机制研究一直是全球气候变化成因分析、变化趋势预测、减缓和适应对策分析领域的科学研究热点。回顾了过去几十年区域尺度陆地生态系统碳循环和碳收支研究领域的国际前沿及其关键科学问题，并分析了我国在该研究领域的科技需求和发展方向。当前国际科学研究的热点和前沿领域主要包括：生态系统和区域碳储量和碳收支的清查、综合计量与碳汇认证，陆地生态系统碳通量的联网观测及其循环过程机制，陆地生态系统碳循环过程对气候变化响应野外控制试验，陆地生态系统水、碳、氮循环及其耦合关系机制和模拟模型研究等，同时指出在这些研究领域依然存在且急需解决的关键科学问题。我国近期的科技工作重点工作应该是努力构建天-地-空一体化的碳储量和碳收支动态监测体系、开展生态系统碳-氮-水耦合循环及其区域调控管理的前瞻性研究。定量评价中国生态系统的碳收支状况和增汇潜力，评估各种典型生态系统增汇技术的经济效益，为国家尺度的温室气体管理和碳交易机制与政策体系的建立提供可报告、可度量和可核查的科学数据和技术支持。

摘要： 近年来,我国区域尺度土壤墒情监测发展比较快,但总体上还处于起步阶段,各地在不同程度上还存在一些问题.本文在对区域土壤墒情监测的基本特征及我国区域墒情监测现状总结的基础上,对区域墒情监测技术与设备、墒情监测站点布设及测站建设、墒情监测信息系统建设、站网运行管理及墒情信息应用等问题进行了探讨,提出了一些具体意见和建议,供各地实际工作参考借鉴.

摘要： 区域尺度上开展精细化的农田灌溉量预报需要考虑土壤、作物和大气的空间差异性.本文针对农田灌溉现状分别建立了需水量灌溉预报模型和土壤湿润层灌溉预报模型,并在预报模型中引入RS 和GIS 技术来考虑预报参数的空间差异性,初步实现了区域尺度上250 米分辨率的精细化农田灌溉量预报,并在北京地区冬小麦灌溉量预报中进行了应用.应用结果表明:北京地区2010 年冬小麦6 月份灌浆期间和11 月下旬越冬前冻水的预报灌溉量分别为25 立方米/亩和40 立方米/亩,均较现行农业生产中建议的灌溉量明显偏少,具有节水经济效益潜力.这些结果显示了RS 和GIS 技术在区域尺度和精细化灌溉预报模型中的良好应用潜力,且预报结论和应用效果能达到较好统一.

摘要： 目前利用TM数据计算地表反照率主要有3种模型：统计模型、双向反射模型和基于能量的地表反照率反演模型.双向反射模型由于计算过程复杂且需要需要地物角度信息,因而实际应用较为困难.基于能量的地表反照率反演模型精度较难确定目前应用较少.本文采用统计模型利用TM数据计算乌鲁木齐地区的地表反照率并对结果进行了分析.该模型所需的参数较易获得,大气层顶的平均太阳光谱辐照度(ESUN)可以从遥感权威单位定期测定并公布的信息中获取,太阳天顶角可以从遥感数据的头文件中获得,儒略日则可以通过儒略日算法模块获得,计算过程简洁实用,经验证结果较为可靠.

摘要： 本文针对初始水权分配问题,提出了初始水权分配模型结构,构建了初始水权分配的多目标规划模型,并应用目前流行且实用的求解方法--遗传算法(genetic algorithm-GA)来求解。最后以郑州市初始水权分配为例,计算出郑州市生活、第一产业、第二产业、第三产业和生态应分配到的初始水权量,计算结果合理,符合用水户的期望值。

摘要： 本文运用可尔柯夫链对环渤海地区土地利用变化趋势进了研究与分析,在区域尺度上揭示了土地利用变化的未来走向.

摘要： 本发明涉及一种基于多尺度区域融合的显著区域检测方法，其技术特征在于：首先计算图像的最佳颜色梯度与归一化梯度；然后用梯度索引遍历图像，把满足融合门限的像素对合并，得到第一个尺度的标签图像；再计算该标签图像的边缘梯度图；接着在各个尺度下迭代计算出多尺度标签图；然后利用互信息求出多尺度候选显著图；最后利用空间几何信息熵找出最优尺度，则该尺度下的候选显著图就是最终显著图。该方法概念简单，无需对图像数据提前训练，可以很容易地进行参数修改，处理速度快，极大的提高了显著区域检测的准确性和效率。本发明可以被广泛应用到计算机视觉与其他相关的图像处理问题中。

摘要： 本发明提供一种基于中尺度和小尺度耦合的区域风场模拟方法和系统，其中方法包括采用中尺度数值模式模拟中尺度风场，得到符合真实大气环境的平均风剖面；采用边界层尺度数值模式将符合真实大气环境的平均风剖面作为模拟边界层尺度风场的初始条件和边界条件，得到大气边界层尺度的湍流脉动；采用结构尺度流固耦合数值模式将符合真实大气环境的平均风剖面和大气边界层尺度的湍流脉动作为模拟结构自身及周边尺度风场的初始条件和边界条件，得到建筑结构所处风环境、所受风荷载和响应风效应。本发明采用上述方案，在多尺度风场模拟中实现不同尺度风场连续模拟，提高了模拟不同尺度风场的效率和准确度。

摘要： 本发明公开了一种结合区域气候、局地日变化以及多尺度相互作用特征的区域风能资源精细化评估方法，获取最近年的全球逐小时再分析数据ERA5，进行降尺度模式时采用5小时的谱逼近同化方案，导出最近年近地面等地面高度层全国范围0.10度经纬网格坐标上的风矢量、风速、水平风向、风功率等要素产品；再生成区域气候分析产品，用WRF模式模拟生成全国范围2km分辨率的模拟场，对上述2km分辨率模拟场进行同化，生成全国范围2km分辨率的气象分析场；以上述2km分辨率气象分析场为背景场，利用90m分辨率地形数据，将风场降尺度到200m分辨率上，生成最近5年200m分辨率微尺度风资源数据。

摘要： 本发明涉及一种基于多尺度区域融合的显著区域检测方法，其技术特征在于：首先计算图像的最佳颜色梯度与归一化梯度；然后用梯度索引遍历图像，把满足融合门限的像素对合并，得到第一个尺度的标签图像；再计算该标签图像的边缘梯度图；接着在各个尺度下迭代计算出多尺度标签图；然后利用互信息求出多尺度候选显著图；最后利用空间几何信息熵找出最优尺度，则该尺度下的候选显著图就是最终显著图。该方法概念简单，无需对图像数据提前训练，可以很容易地进行参数修改，处理速度快，极大的提高了显著区域检测的准确性和效率。本发明可以被广泛应用到计算机视觉与其他相关的图像处理问题中。

摘要： 本发明涉及城市内涝治理领域，尤其涉及一种基于气象统计降尺度的城市下凹桥区域降雨预测方法。包括S10：通过统计降尺度法，建立降尺度模型，所述降尺度模型为大尺度气候预报因子与下凹桥区域降雨量的统计关系；S20：根据降尺度模型和大尺度气候预报因子，对下凹桥区域的降雨量进行预测。本发明通过统计降尺度法，建立下凹桥区域的大尺度气候预报因子与下凹桥区域的降雨量的模型，利用大尺度气候预报因子预测下凹桥区域的未来降雨量，本发明能够精确预测下凹桥区域的降雨量。

摘要： 本发明公开了一种考虑多尺度需求响应的跨区域综合能源系统优化运行方法及系统，首先针对需求侧负荷的响应时间建立多尺度需求响应，包括邀约需求响应和实时需求响应，其中邀约分为日前24小时邀约响应和日内4小时邀约响应，实时则采取日内15分钟实时响应；其次考虑电、热、冷、气不同负荷特性，考虑不同时间尺度下的响应比例不同，建立多尺度变比例负荷需求响应模型。最后，建立跨区域能源服务端发布需求响应消息，负荷聚合端申请参与需求响应，调整用能的时间和方式的运行模型，跨区域能源服务端利用优化后的负荷曲线调整系统内部的各机组出力和系统间的功率交互。本发明可以有效提高各区域综合能源系统的利润和负荷聚合端的综合效益。

摘要： 本发明公开了适用于微尺度区域应变场与温度场集成的测量装置及工作方法，解决了现有技术中存在对微尺度形变与温度无法同步测量的问题，具有实现微尺度区域的同时测量变形场与温度场的有益效果，具体方案如下：适用于微尺度区域应变场与温度场集成的测量装置，包括显微光谱分离器，显微光谱分离器包括第一壳体，第一壳体内设置二向色镜以分离光谱，第一壳体同显微镜头连接，第一壳体的侧部还设置有红外拍摄设备和摄像设备，红外拍摄设备和摄像设备相垂直设置，显微镜头垂直朝向试验对象测量区域，入射光从显微镜头进入，由红外拍摄设备拍摄红外光下的图像以便于获取温度场信息，由摄像设备拍摄可见光下的图像以便于获取应变场信息。

摘要： 根据本发明实施例公开的多模态和多尺度融合的候选区域生成方法及相关装置，引入深度图信息为网络带来丰富的三维几何结构信息，以此来改善单模态候选区域生成算法的局限性。同时，所提出的门机制引导的多模态融合模块考虑了输入图像的噪声和图像质量问题，能够利用模态间的互补特征去弥补另一模态特征中的噪声，提高各模态特征的质量，并且该模块能够在充分聚合有用的多模态信息同时减少冗余特征的引入。此外，为了获取更高质量的多尺度特征，利用流引导的多尺度聚合模块来提高高级语义信息在网络间传递的效率，让每个多尺度特征都能够获取到有用的全局信息，从而生成更准确的候选区域框。

摘要： 本发明涉及一种基于区域尺度的事故多发区域判别方法，该方法包括以下步骤：步骤S1：基于各个分析单元的区域特征数据以及事故数据，并考虑分析单元间的空间相关性，构建贝叶斯泊松对数自回归模型，用于将事故数按照区域面积标准化，获得贝叶斯估计事故数；步骤S2：计算预测区域的贝叶斯估计事故数与基于事故类别确定的区域平均事故期望的差值，得到该预测区域的安全可提高空间PSI，对该预测区域是否为事故多发区域进行判别，若该值为正，表明该预测区域为安全区域，反之，表明该预测区域为危险区域。与现有技术相比，本发明针对分析单元尺度差异较大的城市区域，提供了一种准确度高的判别方法。

摘要： 本发明涉及一种基于区域尺度的事故多发区域判别方法，该方法包括以下步骤：步骤S1：基于各个分析单元的区域特征数据以及事故数据，并考虑分析单元间的空间相关性，构建贝叶斯泊松对数自回归模型，用于将事故数按照区域面积标准化，获得贝叶斯估计事故数；步骤S2：计算预测区域的贝叶斯估计事故数与基于事故类别确定的区域平均事故期望的差值，得到该预测区域的安全可提高空间PSI，对该预测区域是否为事故多发区域进行判别，若该值为正，表明该预测区域为安全区域，反之，表明该预测区域为危险区域。与现有技术相比，本发明针对分析单元尺度差异较大的城市区域，提供了一种准确度高的判别方法。