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黄土高原植被碳源/汇估算及其对土地利用变化的响应：以延河流域为例

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环境科学 2024年

作者：管亚兵王军覃莉杨胜天赵文武陈珂张西彤自然资源部国土整治中心(自然资源部土地科技创新中心) 自然资源部土地整治重点实验室北京师范大学水科学研究院北京师范大学地理科学学部陆地表层系统科学与可持续发展研究院黄冈师范学院地理与旅游学院

土地利用变化引起的生态系统类型转变对于区域碳循环有着极其重要的影响. 研究植被碳源/汇对土地利用变化的响应，有助于增进对土地利用变化过程的植被碳汇效应的理解. 采用CASA模型和土壤微生物呼吸模型，结合遥感、气象和土地利用等... 详细信息

土地利用变化引起的生态系统类型转变对于区域碳循环有着极其重要的影响. 研究植被碳源/汇对土地利用变化的响应，有助于增进对土地利用变化过程的植被碳汇效应的理解. 采用CASA模型和土壤微生物呼吸模型，结合遥感、气象和土地利用等数据估算了延河流域2000～2020年植被净生态系统生产力（NEP），识别了碳源/汇时空格局演变特征，分析了碳源/汇对土地利用变化的响应. 结果表明，2000～2020年，延河流域NEP呈现出上游较低、中游和下游较高的空间分布格局，流域整体上属于弱碳汇区. 流域固碳能力在显著提升，年NEP显著和极显著增加区域占流域面积的65.78%，年NEP恢复类型、基本稳定类型和退化类型分别占流域面积的79.7%、10.15%和10.14%. 延河流域土地利用主要向促进碳汇能力提升的方向转型，土地类型向林地的转型对碳汇量提升效果更显著. 延河流域5类主要土地利用转型过程中，耕地转为林地NEP恢复的稳定性最强，耕地和草地相互转型NEP恢复的波动性较强. 在耕地和草地相互调整时，应注重选取适宜植被类型并合理增加植被覆盖度来提升固碳增汇能力，避免两者之间转型过程中出现碳亏损. 研究方法和结果可为土地管理部门制定科学合理的土地利用决策促进植被固碳增汇提供参考.

关键词：净生态系统生产力(NEP) 碳汇土地利用时空变化延河流域

三峡库区无资料支流流量遥感监测及其变化分析

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长江科学院院报 2024年

作者：娄和震周柏池宋文龙冯天时杨胜天孟娟桂荣洁刘宏洁陈龙代韵萌中国水利水电科学研究院水利部遥感中心北京师范大学水科学研究院长江水利委员会水文局长江三峡水文水资源勘测局

三峡库区内支流众多，但因缺少基本水文站监测，使支流的水文和水资源信息匮乏，影响了区域的水资源管理和防洪安全。为此，本研究选择三峡库区20条典型支流，其中18条为无资料支流为研究对象，应用自主研发的遥感水文站技术，结合卫星... 详细信息

三峡库区内支流众多，但因缺少基本水文站监测，使支流的水文和水资源信息匮乏，影响了区域的水资源管理和防洪安全。为此，本研究选择三峡库区20条典型支流，其中18条为无资料支流为研究对象，应用自主研发的遥感水文站技术，结合卫星及无人机遥感数据构建了支流监测断面的三维数字河道模型，计算分析了2016年1月—2023年7月的河道流量、相对水位等信息。研究表明：1)三峡库区内20条典型支流的河道横断面形状呈U形，属于典型的山区河流。遥感水文站技术在计算三峡库区缺资料支流流量时具有良好的精度，平均NSE和R2分别可达到0.74和0.76；2)库区支流在研究期内的相对水位变化较小，库首、库中和库尾支流相对水位的月际变化在1.2m以下的月份占比可达93.1%、86.8%和87.7%；3)库区典型无资料支流的平均流量总体平稳，但趋势分析结果表明共有13条无资料支流的流减少，库区支流流量总体上呈现出下降趋势；4)三峡库区20条支流年均流量和全年总流量十分丰富，年均入库流量达164.75亿m3，约占库区年入库流量的4.8%，为地区经济发展提供了丰富的水资源支撑。

关键词：三峡库区无资料支流流量遥感水文站水资源

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多尺度视角下新疆城市化发展地域差异分析

湖北农业科学 2024年第3期63卷 87-96页

作者：玛丽娅木古丽·阿不力米提杨胜天布买日也木·买买提新疆大学地理与遥感科学学院乌鲁木齐830017 北京师范大学水科学研究院北京100875 新疆农业大学公共管理学院乌鲁木齐830052

基于熵值法、相关系数以及灰色关联分析,采用SPSS、Matlab及ArcGIS等软件,分析地州和县域尺度下的新疆人口发展水平(PDL)和城市化综合发展水平(CUDL)等级地域差异分布状况及其驱动机制。结果表明,新疆城市化综合发展水平呈增长趋势。北... 详细信息

基于熵值法、相关系数以及灰色关联分析,采用SPSS、Matlab及ArcGIS等软件,分析地州和县域尺度下的新疆人口发展水平(PDL)和城市化综合发展水平(CUDL)等级地域差异分布状况及其驱动机制。结果表明,新疆城市化综合发展水平呈增长趋势。北疆和东疆呈聚集型增长,南疆呈分散型缓慢增长趋势,整体城市化发展水平呈北高南低趋势,部分偏南边界县域仍处于欠发达状态;2006年前后新疆人口发展水平和城市化综合发展水平等级结构均有明显变化,2010年新疆城市化综合发展水平呈稳增态势;新疆人口发展与城市化综合发展水平之间存在强相关,各子系统与新疆城市化水平得分之间的关联度大小表现为经济城市化>人口城市化>空间城市化>社会城市化。

关键词：人口城市化熵值法灰色关联分析地域差异

干热河谷区不同坡位土壤水分对降雨的响应特征

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应用生态学报 2022年第5期33卷 1352-1362页

作者：石春茂罗娅杨胜天周秋文余军林刘洋贵州师范大学地理与环境科学学院贵阳550025 贵州省喀斯特山地生态环境国家重点实验室培育基地贵阳550025 贵州师范大学生态文明学院贵阳550025 北京师范大学水科学研究院北京100875 贵州省水利科学研究院贵阳550001

研究干热河谷地区土壤水分在降雨过程中的短时动态变化,有助于揭示该地区的土壤水文功能。本研究选取贵州花江干热河谷作为研究区,运用原位监测法,获取不同坡位的高频土壤水分监测数据,分析土壤水分对降雨的短时动态响应特征。结果表明... 详细信息

研究干热河谷地区土壤水分在降雨过程中的短时动态变化,有助于揭示该地区的土壤水文功能。本研究选取贵州花江干热河谷作为研究区,运用原位监测法,获取不同坡位的高频土壤水分监测数据,分析土壤水分对降雨的短时动态响应特征。结果表明:在整个监测期间,无论是坡上还是坡中,研究区各层土壤水分均为中等变异水平(15.2%≤变异系数CV≤29.7%),坡上土壤水分的波动幅度(CV=21.1%)大于坡中(CV=19.1%),0~5 cm土层(CV=26.2%)大于20~40 cm土层(CV=16.5%)。与坡中相比,坡上土壤水分对降雨的响应速度更快,降雨对土壤水分的补给量大、补给速率快;坡上的土壤水分补给速率与消退速率之差(2.3%·h^(-1))大于坡中(1.8%·h^(-1))。随土层深度增加,下层土壤水分对降雨的响应早于或同步于上层,降雨对土壤水分的补给量减少、补给速率减慢,土壤水分的消退速率也减慢。与坡中相比,坡上土壤水分入渗能力更强,保水能力更优。干热河谷的微观环境和小气候影响土壤水分对降雨的响应特征,而岩-土界面优先流的快速补给则会加快下层土壤水分对降雨的响应速度,使得该地区的坡面更容易形成混合产流机制。

关键词：土壤水分降雨坡位干热河谷

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基于随机交织的分布式信源编码的实际设计

浙江大学学报（工学版） 2009年第11期43卷 1994-1999页

作者：曾伟超杨胜天仇佩亮浙江大学信息与电子工程学系浙江杭州310027 西南交通大学信息编码与传输四川省重点实验室四川成都610031

提出一种基于低密度奇偶校验(LDPC)码和随机交织器的对称Slepian-Wolf编码的实际设计方案.与已有方案不同,该方案对于具有相同速率的信源节点可以采用相同的LDPC编码器,只须通过不同的随机交织器就可以进行区分,使得系统的实现复杂度明... 详细信息

提出一种基于低密度奇偶校验(LDPC)码和随机交织器的对称Slepian-Wolf编码的实际设计方案.与已有方案不同,该方案对于具有相同速率的信源节点可以采用相同的LDPC编码器,只须通过不同的随机交织器就可以进行区分,使得系统的实现复杂度明显降低,尤其是在节点数量较大的情况下.该方案运用渐进边增长(PEG)算法对LDPC码的Tanner图进行优化,而在译码端利用信源之间的相关性进行联合迭代译码.在2、3个相关信源以及单个信源的特殊情形下的仿真结果表明,对于相关的非均匀信源,该方案在性能上优于已有方案.

关键词： Slepian—Wolf编码分布式信源编码 LDPC码随机交织器联合迭代译码

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生物医学信号的近无损压缩

中国生物医学工程学报 2003年第3期22卷 235-240页

作者：杨胜天童勤业浙江大学信息与电子工程学系杭州310027 浙江大学生物医学工程系杭州310027

生物医学信号的压缩在临床中具有广泛的应用 ,但在实际应用中 ,医生们普遍认为有损压缩技术会使诊断信息丢失 ,只有无损压缩才能不失真地保留所有信息 ,因而临床诊断必须使用无损压缩。然而 ,事实并非如此 ,首先 ,在信号的采集和数字化... 详细信息

生物医学信号的压缩在临床中具有广泛的应用 ,但在实际应用中 ,医生们普遍认为有损压缩技术会使诊断信息丢失 ,只有无损压缩才能不失真地保留所有信息 ,因而临床诊断必须使用无损压缩。然而 ,事实并非如此 ,首先 ,在信号的采集和数字化的过程中就会引入量化误差和其他各种误差 ,即使用无损压缩 ,实际也是有损的 ;其次 ,无损压缩的压缩比很低 ,其压缩性能远不能与有损压缩相比 ,所以 ,在医学领域真正具有广泛应用需求的还是有损压缩技术 ,关键是如何控制好误差以确保信号的可信度。而一般的有损压缩技术 ,由于其对信号失真度缺乏严格的控制 ,因而不适合应用于医学领域 ,所以有必要研究特殊的有损压缩技术 ,这就是近无损压缩技术。为此 ,我们提出了一个能有效表征信号可信度的指标 ,在此基础上 ,结合生物医学信号非线性、非平稳性的特点 ,设计了一个基于上下文的生物医学信号近无损压缩算法 ,实验结果表明近无损压缩在保证信号可信度的前提下获得了比无损压缩更好的压缩结果。最后 ,我们还就近无损压缩技术的研究方向作了有益的探讨。

关键词：近无损压缩上下文建模 DPCM Golomb编码最小二乘格形自适应算法 LSL

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一个快速的二值分组算术编码器

浙江大学学报（工学版） 2004年第4期38卷 461-464,477页

作者：杨胜天仇佩亮浙江大学信息与电子工程学系浙江杭州310027

原有的分组算术编码算法在区间再分割中需要进行耗时的算术运算,为克服这一不足,提出了一个快速高效、无乘法的二值分组算术编码算法.该算法采用简单的查表法来完成区间再分割中的计算关键性运算.通过采用概率量化和改进的重正化方法,... 详细信息

原有的分组算术编码算法在区间再分割中需要进行耗时的算术运算,为克服这一不足,提出了一个快速高效、无乘法的二值分组算术编码算法.该算法采用简单的查表法来完成区间再分割中的计算关键性运算.通过采用概率量化和改进的重正化方法,显著地降低了查找表的大小,从而给出了一个实用的算术编码方案.仿真结果表明,该编码器的性能比一些常用的快速编码器更接近于源编码理论的理论下限.

关键词：分组算术编码源编码数据压缩查找表编码器概率量化重正化方法

缺测站干旱流域生态输水遥感监测与农业节水效益分析

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干旱区地理 2022年第3期45卷 774-785页

作者：潘子豪杨胜天娄和震于静洁王忠静张军北京师范大学水科学研究院北京100875 中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 清华大学水利系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

生态输水与农业节水是实现内陆干旱流域可持续发展的重要手段,连续水文观测资料的缺乏制约了生态输水与农业节水效益评价。为此,以中国甘肃敦煌疏勒河流域下游为例,基于遥感水文站与谷歌地球引擎进行2016—2020年月尺度的生态输水遥感监... 详细信息

生态输水与农业节水是实现内陆干旱流域可持续发展的重要手段,连续水文观测资料的缺乏制约了生态输水与农业节水效益评价。为此,以中国甘肃敦煌疏勒河流域下游为例,基于遥感水文站与谷歌地球引擎进行2016—2020年月尺度的生态输水遥感监测,在此基础上结合蒸散发和土地覆盖类型等多源遥感数据评价生态输水与农业节水效益,分析两者之间在水资源方面的平衡关系。结果表明:(1)遥感水文站与谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)能够为生态输水遥感监测与农业节水效益评价提供可靠的数据支撑。(2)2017—2020年生态输水能够为下游湿地与河道平均每年提供2.50×108m^(3)生态用水,其中30.06%的水量到达下游湿地,18.47%的水量被下游河道周边的植被所利用,且使下游河道周边植被面积增加112.25 km2。(3)农业节水在保持耕地面积维持上升趋势的前提下,2017—2020年平均每年降低耕地的蒸散发量0.395×108m^(3);耕地蒸散发减少量平均占生态输水量的14.22%,农业节水有效缓解了内陆干旱流域农业用水挤占生态用水的问题。本文将为内陆干旱缺测站流域的生态输水遥感监测与农业节水效益评价提供新的思路,以期为未来的生态输水与农业节水工程的实施提供理论支撑。

关键词：生态输水农业节水内陆干旱流域遥感水文站谷歌地球引擎

任意概率分布下Golomb码和扩展Gamma码的性能分析

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电子与信息学报 2005年第4期27卷 514-518页

作者：杨胜天仇佩亮浙江大学信息与电子工程学系杭州310027

以信源的平均值给出了任意概率分布下Golomb码的平均码长的上下界和最优的参数选择准则。在Golomb 码的基础上,进一步推广了Elias的γ码,提出了扩展的γ码,同时给出了其性能界和最优的参数选择准则。扩展γ 码是一类通用码,而且在一定... 详细信息

以信源的平均值给出了任意概率分布下Golomb码的平均码长的上下界和最优的参数选择准则。在Golomb 码的基础上,进一步推广了Elias的γ码,提出了扩展的γ码,同时给出了其性能界和最优的参数选择准则。扩展γ 码是一类通用码,而且在一定的条件下可以达到渐近最优的性能。最后,提出了一个低复杂性的基于Golomb码和扩展γ码的通用数据压缩框架,并通过构建一个样例系统说明了该数据压缩框架的实际应用价值。

关键词：信源编码整数编码 Golomb码 Elias γ码