- 邢明泽;左小清;李勇发;顾晓娜;王立志;王明果;
利用超像素分割算法对合成孔径雷达影像进行分割,融合幅度、局部频率等特征对研究区内的几何畸变进行综合检测,通过与相干系数方法、局部频率估计方法、局部频率估计结合幅度方法进行对比分析,以Sentinel-1A数据为例,选取典型高山峡谷昆明市东川区验证方法的有效性.结果表明,该方法能够准确检测叠掩、阴影和透视收缩3类几何畸变,与经典方法的检测结果相比具有较高的一致性,证明其较为可靠,且不依赖数字高程模型数据的分辨率,有效弥补了现有方法的缺陷.
2025年05期 v.61;No.281 569-577+584页 [查看摘要][在线阅读][下载 3686K] - 种艳;陈冠;孟兴民;金佳成;闫怡;张蕊;赵岩;李亚军;岳东霞;曾润强;张毅;李国伟;王永斌;刘哲林;
2025年8月7日,兰州市榆中县发生14 h累计220.2 mm的极端降雨,导致马衔山北坡马莲滩沟、新窑湾沟、旧庄沟3条相邻沟道暴发山洪.此次灾害为山洪-泥石流-山洪灾害链,其转化过程主要为强降雨造成流域上游群发性高位浅层滑坡以及沟道冲积阶地拉槽侵蚀,山洪规模快速增加转化为泥石流,沟口沟道坡度变缓等导致大量固体堆积,泥石流又转化为山洪,山洪继续冲蚀下游河岸并形成高含沙水流.经验公式估计马莲滩沟、新窑湾沟、旧庄沟沟口的峰值流量为1 265～1 592 m~3/s,流体中混杂的大量巨砾和漂木增强了其破坏力,部分巨粒冲击力可达1.4×10~6 kN,导致沟底的房屋和农田全部被於埋或冲毁.此次灾害是极端强降雨,沟谷物质积累丰富,以及人居建筑侵占沟道等因素叠加下形成的极端事件.面对极端强降雨越发频繁的变化环境,建议加强隐蔽性松散物源的精细探测,系统排查人为占用沟道情况,定量评估现有排导工程的减灾效益,并建立精准的气象及动力过程预警模型,提升对此类极端事件的应对能力.
2025年05期 v.61;No.281 578-584页 [查看摘要][在线阅读][下载 3104K]
- 赵岩;孟兴民;岳东霞;陈冠;李亚军;郭富赟;张永军;曾润强;张毅;祁天君;郑娇玉;
为解决泥石流灾害监测预报预警精度不高且难以区域推广的瓶颈问题,基于白龙江流域地质灾害野外科学观测研究站的建设,对滑坡、泥石流等地质灾害开展长期连续观测和相关科学研究,包括11个典型泥石流沟监测场.本研究主要介绍泥石流监测场建设、预警模型构建以及监测预警系统的设计,通过实测案例检验泥石流监测预警系统的可靠性.在降雨特征参数方面,通过时序数据特征提取和选择,引入对预报泥石流更敏感的“绝对能量”特征参数,构建泥石流发生概率的智能预测模型,显著提高了模型的精度;基于沟谷单元长期降雨径流观测数据,构建区域适用性强的泥石流峰值流量预测模型;在转化应用方面,研发泥石流灾害监测预警系统,显著提高泥石流灾害监测预警的精度和提前预报时间.
2025年05期 v.61;No.281 585-590页 [查看摘要][在线阅读][下载 2299K] - 刘伟;周显辉;侯延玥;贾鹏;刘周周;马妙君;
以青藏高原东缘高寒草甸为研究对象,根据甘肃甘南草原生态系统国家野外科学观测研究站综合观测场长期样方监测地2007-2022年植物群落样方数据及气象数据,研究近年来高寒草甸植物群落的变化特征,探讨青藏高原气候变化背景下植物群落的响应及其生态学意义.结果表明,近15 a来青藏高原东缘高寒草甸年均气温呈明显上升趋势,以0.079 9℃/a的速度快速升暖,温度和降水协同作用植物群落构建,年均气温与高寒草甸植物群落植物多度存在极显著的正相关关系,年均降水量与群落植物多度存在极显著的负相关关系;随着降水强度的增大,地上生物量表现为先增大后减小的变化规律;年均气温与地上生物量呈显著正相关关系.年均气温与高寒草甸优势种线叶嵩草的多度有显著的正相关关系,与植株高度有极显著的正相关关系.
2025年05期 v.61;No.281 591-597+605页 [查看摘要][在线阅读][下载 1694K] - 张扬;何建华;朱高峰;马金珠;王尚涛;于海超;
为科学合理地认识水资源消耗和碳固存潜力,实现干旱区农业可持续发展,基于涡度相关系统、树干液流技术和土壤碳通量测量系统,于2014-2019年生长季对甘肃省敦煌南湖绿洲区一个典型无核白葡萄园开展蒸散发、蒸腾耗水以及碳循环各分量的综合观测,定量评估其耗水和固碳过程.结果表明,多年平均冠层蒸腾量为543.2±31.5 mm,总蒸散发量为881.0±35.7 mm,蒸腾与蒸散发的比值为61.7%±4.0%.相较于土壤蒸发,蒸腾量是蒸散发的主要贡献组分;多年平均总初级生产力为1 323.8±133.8 gC/m~2,净生态系统CO_2交换量为-502.1±154.6 gC/m~2,生态系统呼吸量为774.3±174.6 gC/m~2,生长季农田净固碳量为502.1±154.6 gC/m~2.相比干旱区其他生态系统,葡萄园具有较强的固碳潜力.多年平均生态系统碳利用效率为26.5%～50.7%,平均值为37.7%.植被光合作用固定的碳大部分会以生态系统呼吸的形式释放至大气,仅较小比例的碳被分配给植被生长.植被地上部分、地下部分和微生物部分对生态系统呼吸的贡献率分别为35%、 23%和42%.
2025年05期 v.61;No.281 598-605页 [查看摘要][在线阅读][下载 2227K] - 安琦;杨硕佳音;张兰慧;王一博;贺缠生;
基于长短期记忆网络(LSTM)方法,构建考虑土壤水分影响迟滞效应的蒸散发智能估算模型(LSTM-SWC).结果表明,土壤水分对蒸散发的显著影响层分别为:0～10 cm(榆林、盐池、鄂尔多斯)、 10～20 cm(景阳岭)、 20～30 cm(大野口)和20～40 cm(垭口、阿柔、大沙龙、通辽),显著影响层前1 d的土壤水分对蒸散发的影响最为显著;在干旱半干旱地区, LSTM-SWC模型率定期相关系数(R)为0.88,均方根误差(R_(MSE))为0.54 mm/d,克林—古普塔效率(K_(GE))为0.83,不确定度(U_(95%))为2.17 mm/d;验证期R=0.82, R_(MSE)=0.67 mm/d, K_(GE)=0.82, U_(95%)=2.55 mm/d, LSTM-SWC模型模拟蒸散发的性能较好,与未考虑土壤水分影响迟滞效应的机器学习模型和基于物理机制的CLM5.0模型相比, LSTMSWC更适用于估算干旱半干旱地区实际蒸散发.气象因素对LSTM-SWC模型性能的影响占79.26%,土壤水分对模型性能的影响占20.74%.在不同土壤水分百分位上,祁连山区LSTM-SWC模型K_(GE)=0.70～0.86,略有波动,变化不大;农牧交错带LSTM-SWC模型K_(GE)=-0.13～0.60,且变异性极强. LSTMSWC模型模拟性能在蒸散发变异性较强的农牧交错带性能略差,是由于当蒸散发变异性较强时,模型需要增加更多的隐藏单元数以刻画蒸散发的强变异性.但更复杂的模型结构扩大了噪声的影响,使得模型泛化能力变差,性能下降.考虑土壤水分迟滞效应可显著提升干旱半干旱地区蒸散发模拟性能. LSTM-SWC模型可为干旱半干旱地区草地蒸散发估算提供新方法.
2025年05期 v.61;No.281 606-612+620页 [查看摘要][在线阅读][下载 1715K] - 黄百莹;杨玉婷;周汶宏;吴宇琦;桂雅文;牟巍;尚益帆;徐当会;
为了解青藏高原东部不同森林类型的土壤养分状况,揭示土壤酶活性与土壤养分间的耦合关系,采集青藏高原东部3种森林类型(原生林、次生林、人工林)土壤,测定土壤碳氮磷、有效养分等土壤化学性质、土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性,分析土壤化学性质与酶活性之间的相互关系.结果表明,青藏高原东部森林土壤有机碳含量相对较高,氮、磷含量相对偏低.不同森林类型土壤养分间存在显著差异,全氮、全磷、硝态氮、有效磷含量由高到低均为人工林>原生林>次生林.人工林土壤碳氮比值较小,土壤有机质分解速率较快;次生林和原生林的平均碳氮比值较大,土壤有机质分解速率较慢.除脲酶外,磷酸酶和蔗糖酶活性在不同森林类型中表现出一定差异,且均在次生林中活性最高.土壤酶活性和土壤化学性质之间密切相关.结构方程模型分析显示,除磷酸酶外,土壤碳氮磷、有效养分与磷酸酶都直接或间接的对脲酶活性产生显著影响.青藏高原东部森林土壤受到氮、磷限制,在植被恢复管理的过程中,综合考虑土壤化学性质和土壤酶活性,适当施加氮肥和磷肥,有利于该区域森林生态系统的恢复.
2025年05期 v.61;No.281 613-620页 [查看摘要][在线阅读][下载 1919K] - 程方姝;顾继雄;常亚鹏;黄国柱;崔博亮;臧飞;赵传燕;
为了明确海拔和林冠位置在不同时期对凋落物分解的影响,以祁连山中段高寒山地青海云杉林为研究对象,采用凋落物袋野外原位分解的方法,探讨不同海拔下不同林冠位置的青海云杉林叶片凋落物的分解特征.结果表明,在凋落物Olson指数衰减模型中,海拔3 050 m处的青海云杉叶片凋落物分解系数最大, 3 250 m处最小;青海云杉叶片凋落物的分解与初始氮、磷含量和生态化学计量比碳/氮有关;祁连山不同海拔青海云杉林叶片凋落物微生物量碳、微生物量氮和微生物量磷含量均表现出明显的空间差异和时间差异.
2025年05期 v.61;No.281 621-626+633页 [查看摘要][在线阅读][下载 1661K]
- 李妤帆;甘淑;袁希平;高莎;胡琳;
基于预处理后的无人机运动恢复结构点云数据,通过随机抽稀、间距抽稀和体素抽稀调整参数,减少数据冗余并均化密度.将优化后的点云结合反距离权重法、不规则三角网、克里金(Kriging)插值法,构建0.5 m分辨率的数字高程模型(DEM),采用平均绝对误差(M_(AE))与均方根误差(R_(MSE))指标评估误差.结果表明, 3种抽稀和插值方法排列组合所得DEM的M_(AE)和R_(MSE)均整体随密度减小而增大;点云密度处于16～60个/m~2时宜采用体素抽稀和Kriging插值,体素抽稀和Kriging插值组合在点云密度为58.14个/m~2时, M_(AE)与R_(MSE)最小,分别为0.002 3、 0.014 9 m,点云密度下降至17.21个/m~2时,M_(AE)与R_(MSE)变化趋于稳定,分别为0.028 9、 0.054 6 m;点云密度处于10～16个/m~2时宜采用间距抽稀和Kriging插值,点云密度下降至14.55个/m~2时, M_(AE)与R_(MSE)变化趋于稳定,分别为0.035 7、 0.067 0 m.
2025年05期 v.61;No.281 627-633页 [查看摘要][在线阅读][下载 1752K] - 徐世琤;祁瑞艳;李龙杰;马笠恭;马志新;
针对命名实体识别(NER)模型对大规模标注数据的过分依赖,以及半监督学习中忽略低置信度复杂样本的问题,提出一种新的半监督NER框架(CUPL),以充分利用包括不可靠样本在内的所有伪标签数据. CUPL模型对未标注数据实施数据增强,基于概率分布对预测得到的伪标签样本进行分类,区分出可靠与不可靠样本,通过构建正例对(原始样本与可靠样本)和负例对(原始样本与不可靠样本),计算样本对之间的相似性,以增强正例对的一致性并减少负例对的一致性,进而提升模型区分不同样本的能力. CUPL模型在CoNLL 2003、 GermEval 2014和GSNews Data数据集上的性能超过现有技术,验证了其在NER任务中的有效性.
2025年05期 v.61;No.281 634-642页 [查看摘要][在线阅读][下载 1937K] - 杨梅;高中杰;陈天霖;朱家琳;张靖宇;
为减少多示例学习(MIL)中混淆示例对包分类的影响,提出一种MIL的Shapley值去混淆策略及Fisher编码嵌入(SVDE)算法,以提高分类任务的准确性.示例去混淆技术融合了Shapley值优化理论,能够考虑包内示例之间的交互关系,为单个示例生成混淆度评分. SVDE算法结合模糊聚类方法,能够有效生成去除了混淆示例的新包,通过结合包嵌入技术引入Fisher向量编码,以增强包的表示能力,提升最终的分类性能.在多个领域共25个数据集上进行实验,并与7种前沿MIL算法进行对比.结果表明, SVDE算法在大部分数据集上的性能优于对比算法,尤其在图像和部分文本数据集上表现优异.在图像数据集Elephant、Fox和Tiger上, SVDE算法的准确率分别为90.85%、75.65%和87.25%,均高于对比算法;在文本数据集News.aa、 News.cg和News.csm上, SVDE算法的准确率分别为93.90%、92.30%和92.30%,表现出色.
2025年05期 v.61;No.281 643-650页 [查看摘要][在线阅读][下载 1984K] - 李寒;张莉;安新磊;王馨玥;
为克服普通混沌系统在图像加密应用中密钥空间小、相邻像素相关性高和加密速度慢等缺陷,提出一种基于四维双向网格多涡卷系统的图像加密算法.通过对该系统的耗散性、复杂度和分岔图的稳定性进行研究,证明其具有丰富的动力学行为.基于该系统设计了一种双置乱扩散的彩色图像加密算法,利用两次置乱将图像的像素点扰乱,通过“异或”运算和有限域扩散对图像进行加密.对该算法抵抗穷举、剪切和统计攻击的能力进行实验测验.结果表明,该算法具有优良的图像加密效果及较高的加密速率,可减少图像加密的时间,有效降低了数据传输的成本,可用于实时加密领域.
2025年05期 v.61;No.281 651-659+667页 [查看摘要][在线阅读][下载 5986K] - 邓荣;徐海彪;王栋;普运伟;
针对现有遥感影像变化检测方法在复杂场景下易出现误报与漏报的问题,提出一种用于遥感影像变化检测的多尺度交互融合网络(MSIFNet).利用通道注意力、空间注意力与交叉注意力机制,设计了双分支特征融合模块,对不同时相的多尺度特征进行有效交互;设计了多特征融合模块,对各级特征进行高效融合,以增强网络在不同尺度变化场景下的鲁棒性.在常用数据集LEVIR-CD、WHU-CD和CLCD上的对比结果表明, MSIFNet的各项评价指标均优于对比算法,分别获得91.16%、 94.79%和78.16%的F1分数,在影像细微变化检测方面表现出色,验证了该模型的有效性和良好性能.
2025年05期 v.61;No.281 660-667页 [查看摘要][在线阅读][下载 2155K] - 周燕茹;吴运锴;王康迪;黄德钦;
针对一类含部分不可测状态与外部扰动的不确定系统,在动态观测器框架下探讨其鲁棒H_∞控制问题.系统的不确定性被表征为凸多面体形式,依据此类系统的结构特性,设计了相应的降维动态观测器.通过综合应用Lyapunov稳定性理论与变量替换法,推导出该鲁棒H_∞控制的线性矩阵不等式的可解性条件.在挠性卫星姿态控制系统中进行仿真研究,验证了该结论的可靠性和实用性.
2025年05期 v.61;No.281 668-676+686页 [查看摘要][在线阅读][下载 2453K]
- 于亚丽;瞿德业;雷春妮;王波;朱江畔;黄翰林;董卫强;徐继雄;
以玫瑰花渣为原料, KOH为活化剂,高温煅烧制备玫瑰花渣活性炭(RP-AC),探究其对水体中混合有机合成染料(MD)的吸附性能.表征分析结果显示, RP-AC表面存在多种官能团,比表面积为285.112 m~2/g,平均孔径为4.2 nm,总孔容为0.158 9 cm~3/g,中孔占比54.05%.以MD的去除率为指标,单因素实验结果显示最佳吸附参数为:RP-AC投加量0.6 g、初始质量浓度ρ(MD)=10 mg/L、吸附时间3 h.动力学分析结果显示, RP-AC对MD的吸附均符合准二级动力学模型(R~2>0.94);颗粒内扩散模型结果表明, RP-AC对MD的吸附过程包含3个阶段,即快速扩散、孔隙内的扩散、动态吸附平衡.吸附等温模型表明RP-AC对染料分子亚甲基蓝(MB)、罗丹明B(RHB)、甲基紫(MV)、甲基橙、结晶紫、酸性橙(AOG)、酸性蓝113(AB113)的吸附符合Freundlich等温模型,对染料分子中性红(BL)、刚果红(CR)、孔雀石绿(MG)、阳离子桃红(FG)、胭脂红的吸附符合Langmuir等温模型.RP-AC经过5次循环使用后,对染料MB、 CR、 RHB、 MG、 BL、 FG、 MV、 AOG、 AB113的去除率>60%,证明RP-AC对去除印染废水中多种MD的效果较好.
2025年05期 v.61;No.281 677-686页 [查看摘要][在线阅读][下载 2190K] - 武耀栋;巨广宏;刘高;刘嘉伟;王旭;葛崇基;
针对矿产资源型城市所面临的安全风险问题,考虑评价指标的特殊性与复杂性,基于驱动力-压力-状态-影响-响应与层次分析模型,构建矿产资源型城市安全风险的多尺度指标体系.在对不同指标差异化处理的基础上,基于模糊数学理论与层次分析法,构建矿产资源型城市安全精细化评价模型,以抚顺西露天矿区为例,利用地理信息系统对城区安全风险进行评价和区划.结果表明,风险较高区域约占13.53%,主要集中在南北帮滑坡范围内以及浑河断裂带内,与实际情况相符,证明该方法适用于此类特殊城市的安全评价.
2025年05期 v.61;No.281 687-692页 [查看摘要][在线阅读][下载 1991K] - 黎倩;刘新伟;叶培龙;孔祥伟;王勇;王一丞;
基于中国气象局陆面数据同化系统2 m气温产品以及欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的气温预报产品,通过日平均气温、气温日变化及日较差等评估了2023年ECMWF高分辨率数值预报产品对甘肃省南部山区近地面2 m气温的预报效果,分析了海拔对气温预报过程的影响.结果表明,ECMWF模式合理预报了甘肃省南部山区日平均气温的空间分布特征,与观测值的空间分布基本一致,但受海拔影响,存在预报偏差.海拔与日平均气温偏差之间呈线性关系,海拔越高,正偏差越大;海拔越低,负偏差越大. ECMWF模式能够预报出甘肃省南部山区不同季节日平均气温的空间分布,春季预报精度最低,秋季预报精度最高,能够合理反映该区域的气温日变化趋势.预报偏差在08:00-11:00和14:00-17:00出现明显变化, 08:00前正偏差逐渐增大, 11:00-14:00正偏差逐渐减小,负偏差逐渐增大; 17:00后气温降低,正偏差增大. ECMWF模式对高海拔地区的日温差预报精度较低,对低海拔地区的预报精度相对较高.
2025年05期 v.61;No.281 693-701页 [查看摘要][在线阅读][下载 2952K]