中国科学院“百人计划”(8-057493) 作品数:33 被引量:432 H指数:12 相关作者: 张万昌 雍斌 刘传胜 高永年 陈艳华 更多>> 相关机构: 南京大学 中国科学院大气物理研究所 中国科学院研究生院 更多>> 发文基金: 中国科学院“百人计划” 国家重点基础研究发展计划 教育部科学技术研究重点项目 更多>> 相关领域: 天文地球 水利工程 自动化与计算机技术 环境科学与工程 更多>>
绿洲景观格局动态及其梯度分析的遥感研究 被引量:12 2007年 以张掖绿洲为例,利用遥感与GIS技术提取了从1987年到2002年间张掖绿洲的景观格局动态变化信息,并使用FRAGSTAS移动窗技术获取了所选景观指数的梯度变化分布图。通过分析张掖绿洲内各景观类型的时空演变及景观指数的梯度差异,研究发现荒漠绿洲过渡带、人工防护林带、河流及灌溉渠系等廊道景观是景观指数梯度变化中的峰值或谷值所在,对绿洲生态安全格局起到了关键性的控制作用。利用廊道景观的空间特性和景观结构的梯度概念,本文对张掖绿洲景观生态安全状况进行了分析与评价,并验证了景观梯度理论与遥感技术相结合在绿洲植被景观格局动态及其生态安全分析中的适用性。 刘传胜 张万昌 雍斌关键词:遥感 GIS 基于栅格产汇流的TOPMODEL 被引量:10 2007年 经典的TOPMODEL产汇流演算原是建立在子流域单位基础上的半分布式水文模型。考虑到流域地形、下垫面条件及流域气象条件的空间差异性,将TOPMODEL的产流计算细化到每个栅格,以改进模型的分布式计算,并在考虑地形坡度影响的情况下,根据降水一径流资料优选出的参数率定等流时线、利用率定的等流时线进行流域的汇流计算,以提升TOPMODEL在中、大尺度流域模拟演算的能力。使用改进后的模型在两河口流域(2818 km^2)以精度60 m的数字高程模型栅格网为基础,配合气象数据和水文资料对径流流量进行日模拟,模拟精度达到70%左右,进一步的分析认为该模型仍有较大的改进空间。 吴波 张万昌关键词:TOPMODEL 数字高程模型(DEM) 基于改进型多流向算法的地形指数空间尺度变化分析 被引量:5 2007年 地形指数ln(α/tanβ)是流域径流源面积和地下水水位空间分布特征的近似表征,是地形特征参数化的重要指标。基于改进后的地形指数多流向计算方法,在0.5°×0.5°的区域气候模式尺度框架下,探讨了地形离散和平滑效应分别对地形指数尺度变化的影响程度;研究了地形指数在100和1 000 m栅格尺度上的相关性,给出两者在空间尺度上的转换关系;分析区域尺度和全球尺度下地形指数尺度转换的差异及原因。研究结果可以增强地形信息在大尺度水文模型及陆面水文过程中的适用能力。 雍斌 张万昌 刘传胜关键词:地形指数 DEM 遥感影像地形校正研究进展及其比较实验 被引量:70 2008年 地形校正作为复杂地形区遥感影像预处理的重要步骤,对提高地表参数遥感定量化精度具有重要意义。为此,在简述地形校正含义与目标的基础上,回顾并总结了国内外各种地形校正方法并将其划分为基于波段比、DEM和超球面3类方法,以期为地形校正及相关研究提供参考。在DEM的支持下,采用11种地形校正方法对ETM+影像进行了校正比较实验,研究表明:(1)VECA、b、C、Teillet-回归、SCS+C、Minnaert和Minnaert-SCS校正7种地形校正效果较好,可用于遥感影像的地形校正;而Cosine-T、Cosine-C、SCS和Cosine-b校正存在过度校正现象,不宜选择。(2)VECA与b校正模型校正效果最好,且VECA校正比b校正可操作性更强。在此基础上,从地形效应的理论诠释与数学表达、DEM数据、地形校正应用研究3个方面探讨了目前该领域存在的一些问题和难点,并对今后可能的工作重点和研究方向提出了建议。 高永年 张万昌关键词:复杂地形 遥感影像 地形效应 地形校正 基于分类知识利用神经网络反演叶面积指数 被引量:17 2007年 叶面积指数(LAI,Leaf Area Index)是陆面过程中一个十分重要的输入参数,其遥感反演方法研究一直是国内外遥感应用研究的热点问题。基于统计的遥感反演方法由于缺乏物理基础,其可靠性和普适性差。基于物理的冠层反射模型的LAI反演方法克服了上述弊端,但是由于反演过程是病态的,模型反演结果一般不唯一。神经网络算法的介入可在一定程度上改善这一问题,但是模型反演的病态问题至今仍无法很好地解决。在PROSAIL模型敏感性分析的基础上提出了一种基于影像分类的神经网络反演方法,引进了土壤反射指数用于替代原模型中难以确定的土壤背景反射参数,分别针对不同植被类型建立各自的神经网络,对经过大气纠正后的Landsat ETM+影像进行了模拟实验并同野外实测LAI数据进行比较。结果表明,对于LAI小于3的植被区该方法的反演精度比较可靠,而LAI大于3的植被区,反演的LAI偏小,原因归结为密植被的冠层反射在LAI大于3以后趋于饱和而无法敏感地表征LAI的变化所导致的。 陈艳华 张万昌 雍斌关键词:叶面积指数 神经网络 遥感影像地形校正物理模型的简化与改进 被引量:13 2008年 针对考虑太阳直接辐射、天空散射辐射以及来自于附近地表反射辐射的复杂地形EMT+遥感影像地形校正物理模型公式复杂、计算繁琐、不易实施的特点以及存在过度校正的缺陷,对该物理模型进行简化和改进。提出一套简化模型相关参数,即r值,Vt,Vd,T↓(λ,θ)等的计算方案,从而简化计算过程,提高计算效率。并针对该地形校正物理模型朗伯体假设的缺陷,引入Minnaert参数k时模型进行非朗伯体修正。简化和改进的地形校正物理模型的校正实验结果表明该模型很好地消除了复杂地形EMT+遥感影像的地形阴影,从而证明该地形校正物理模型的简化和改进方案可行。 高永年 张万昌关键词:复杂地形 ETM+ 区域土壤植被系统蒸散发二源遥感估算 被引量:10 2009年 针对干旱半干旱复杂地形区地表起伏、覆被不均一、植被稀疏的特征,论文对N′95二源遥感模型中地表净辐射计算方案以及地表反照率、零平面位移、动量粗糙长度、热量粗糙长度、动量和热量的稳定度校正项、土壤表面的空气动力学阻抗等算法有针对性地进行了修改。利用修改后的N′95模型,选择位于黄土高原的地表起伏大,植被稀疏的陕甘宁交界区为研究区,计算了研究区的土壤蒸发、植被蒸腾和土壤-植被总蒸散发;并利用附加阻抗法计算实际蒸散发的方法对N′95二源模型法遥感估算结果进行了间接精度评价,比较验证表明N′95二源模型法估算的蒸散发结果合理,精高较高。 张万昌 高永年关键词:复杂地形 遥感影像 蒸散发 不规则三角网的几种数据结构及其存储机制研究 被引量:5 2010年 在比较分析了TIN的几种常见数据结构的基础上,针对TIN拓扑查询与搜索问题,提出了另外几种强调边拓扑信息的TIN数据结构,根据拓扑关系的表达方式可以将它们分为内存索引式结构、数组索引式结构及二者的混合结构,并给出了这些数据结构的多种序列化存储方式:数组索引直接存储、对象ID存储法、PythoncPickle存储、对象内存地址的存储法。研究比较发现数组索引直接存储的数据占用空间最少,对象ID存储法和对象内存地址存储法的二进制方式占用空间相同,Python cPickle只适合于极小规模的TIN数据的存储。对基于不同数据结构的TIN模型构网效率测试表明,不包含边信息的结构的构网效率最高,含有边信息的结构中采用数组索引表示拓扑关系的构网效率最高。研究结果将对TIN模型的软件实现具有理论及应用价值。 刘永和 张万昌关键词:不规则三角网 DELAUNAY三角网 数字高程模型 数据结构 汉江流域日降水多种小波分解与重构及其时空分布 被引量:5 2008年 将汉江流域55个气象站点1981年的日降水数据作为随机信号,借助于小波分析时间变化特征,利用Haar等7种小波函数分解日降水信号,采用Kriging空间内插方法把分解得到的小波系数空间离散化,在每个100m×100m栅格上进行小波的重构,从而实现随机性较高的日降水信息的时空降尺度,以期得到较为准确的日降水时空数据集。利用该流域另外45个气象站点1981年的日降水数据进行时空模拟结果的验证。通过平均误差等指标的定量评估,结果表明,采用Haar小波母函数对日降水信号进行分解与重构能够最准确地表达日降水的时空变化特征,更能充分表达日降水的高度随机性本质特征。 赵登忠 张万昌关键词:小波分析 KRIGING插值 日降水 用于区域气候模式的地形指数空间尺度转换效果分析 被引量:3 2007年 基于0.5°×0.5°的区域气候模式尺度框架,探讨了地形离散和地形平滑分别对地形指数尺度变化的影响程度;分析了地形指数在100和1000m栅格尺度上的统计相关性,并给出了两者在尺度上的转换关系;在此基础上,阐述了区域尺度和全球尺度下地形指数尺度转换的差异.该研究提高了地形信息在大尺度水文模型中的适用能力,实现了区域气候模式中陆面过程的地形参数精细定量化及其时空模拟尺度的转换匹配. 雍斌 张万昌 符淙斌关键词:地形指数 区域气候模式 DEM