检索结果-南通市图书馆

生态水文系统支撑城市韧性安全建设的若干思考

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上海国土资源 2024年第1期45卷 1-5页

作者：宫辉力首都师范大学城市环境过程和数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048 首都师范大学地面沉降机理与防控教育部重点实验室北京100048

近40年城市生态水文学应用研究的重要进展,特别是区域水循环要素的优化调控,有效地支撑了韧性安全城市建设。在城市生态水文系统理念的指导下,北美、欧洲和中国相继出现了低影响开发、水框架指令、海绵城市与气候适应型城市建设。全球... 详细信息

近40年城市生态水文学应用研究的重要进展,特别是区域水循环要素的优化调控,有效地支撑了韧性安全城市建设。在城市生态水文系统理念的指导下,北美、欧洲和中国相继出现了低影响开发、水框架指令、海绵城市与气候适应型城市建设。全球变化和人为活动相互作用产生了复杂的城市生态水文过程,自然水循环模式已转变为“自然-社会”相互作用的二元水循环模式。面对全球变化,韧性安全城市的建设更加关注对气候变化的减缓和适应,特别是对极端天气气候事件的适应能力。我国长期持续大规模的城市开发建设,强烈影响和改变着区域水循环关键要素,城市地下空间开发利用和地面沉降面临着极端天气气候情境下的灾害风险。因此,地学基础条件及其韧性构成了城市韧性安全底座的基础。基于二元水循环关键要素调控设计的减缓和适应对策,在新一轮气候适应型城市建设中发挥了重要作用。“气候变化—区域二元水循环—水平衡调控—灾害风险”“遥感大数据—台站网小数据—传递函数—云孪生”,可作为一种地球大数据支撑韧性城市建设与可持续发展的技术框架和方法组合。上海作为长江流域的龙头和海陆交互敏感区域,城市韧性安全还面临着海平面上升的考验。在气候变化情景下区域二元水循环关键要素调控,可作为地学服务上海地下空间安全及城市韧性安全的一个策略。

关键词：生态水文气候承载力二元水循环调控遥感大数据韧性安全城市策略建议

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区域地面沉降研究进展与展望

水文地质工程地质 2024年第4期51卷 167-177页

作者：朱琳宫辉力李小娟周超凡叶淼王海刚张可韩苗苗首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 水资源安全北京实验室北京100048 城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048 地面沉降机理与防控教育部重点实验室北京100048 河北沧州平原区地下水与地面沉降国家野外科学观测研究站河北沧州061000 中国地质环境监测院(自然资源部地质灾害技术指导中心) 北京100081

地面沉降是全球性重大地质环境问题,区域差异性地面沉降已经对城市基础设施、线性轨道交通和地下空间开发利用形成重大威胁,制约着经济和社会的可持续发展。围绕区域地表形变信息获取、地面沉降演变机制和模拟方面的研究进展进行系统阐... 详细信息

地面沉降是全球性重大地质环境问题,区域差异性地面沉降已经对城市基础设施、线性轨道交通和地下空间开发利用形成重大威胁,制约着经济和社会的可持续发展。围绕区域地表形变信息获取、地面沉降演变机制和模拟方面的研究进展进行系统阐述,重点分析了InSAR形变监测和多源形变数据融合的区域地表形变信息获取技术,基于室内土工试验数据和长时序观测数据,利用相关分析、统计分析和机器学习等方法分析地面沉降演变与各影响因素的关系。在此基础上,探讨了地下水流场—土体变形模型、数理统计模型和机器学习模型等地面沉降过程模拟模型的优缺点。发现多源形变数据融合能够提高区域地表形变信息的时空分辨率,地质构造、地层岩性、地下水开采和动静载荷等影响因素的差异性是造成地面沉降差异性演化的机制,地面沉降数学模型的计算效率与可解释性难以兼顾是当前沉降模拟存在的主要问题。据文献检索,当前研究主要关注地下水超量开采引发的地面沉降。进而提出未来区域地面沉降研究方向:在气候变化叠加新水情、新数据背景下,充分融合遥感大数据与野外观测站实测小数据集,耦合基于物理机制的模型和机器学习模型,优化集成InSAR、GeoAI、云平台等技术的最新进展,揭示全球气候变化和人类活动综合作用下的区域地面沉降演变机制,为区域地面沉降防控和城市安全提供技术支撑。

关键词：地面沉降合成孔径雷达干涉测量演化机制机器学习耦合模型

国际首颗动目标检测专用卫星的设计与在轨验证

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首都师范大学学报(自然科学版) 2024年

作者：杜鑫钟若飞杨灿坤李清扬周春平李小娟宫辉力首都师范大学三维信息获取与应用教育部重点实验室首都师范大学资源环境与旅游学院北京遥感信息研究所

随着卫星技术的快速发展和遥感应用的逐步深入，遥感应用需求由传统的静态观测向动态监测转变，遥感技术重点由传统的数据获取加工向信息提取与应用转变，促使在轨动目标检测成为遥感领域的热点之一。然而，目前支持动目标检测的遥感卫... 详细信息

随着卫星技术的快速发展和遥感应用的逐步深入，遥感应用需求由传统的静态观测向动态监测转变，遥感技术重点由传统的数据获取加工向信息提取与应用转变，促使在轨动目标检测成为遥感领域的热点之一。然而，目前支持动目标检测的遥感卫星存在慢速动目标提取困难，观测范围受限，以及数据量大造成不易传输和处理等问题。因此，针对当前卫星凝视成像和大范围监测难以兼顾、遥感数据到信息提取服务周期太长等瓶颈，本文在成像采样模式、数据处理方法、硬件体系结构上提出创新思路。设计了双线阵推扫成像遥感相机，单次成像获取时差可控同谱双条带数据，突破卫星无机动条件下大范围动目标观测难题，形成动态遥感概念中“瞬时变化”信息的获取手段；自主研制配套星上智能处理单元，部署高效数据处理算法，通过高性能硬件加速体系结构设计，形成了动态遥感体系中的即时遥感服务的硬件载体。技术验证样机已经搭载泰景四号01光学遥感星成功发射，使其成为国际首颗动目标检测专用卫星。在轨验证结果表明，该卫星可实现在推扫视场内大范围运动目标检测，对于高铁、车辆、船舶等均有较好的检测效果，并且星上处理单元在时间效率、能耗利用及处理效果方面均满足在轨处理应用需求。相关技术和成果对智能交通、防灾救灾、国家安全等应用领域具有较高的理论和现实意义。

关键词：星上处理动目标检测双线阵推扫硬件架构在轨验证

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水文时间序列分析方法研究进展

地球信息科学学报 2023年

作者：李路宫辉力郭琳朱琳陈蓓蓓首都师范大学水资源安全北京实验室首都师范大学地面沉降机理与防控教育部重点实验室首都师范大学城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地首都师范大学三维信息获取与应用教育部重点实验室首都师范大学资源环境与地理信息系统北京市重点实验室

水文时间序列分析领域的发展对于有效管理和利用水资源至关重要。本文基于WoS核心合集数据库和CNKI数据库，采用文献计量学方法和CiteSpace软件，揭示国内外水文时间序列分析领域的发展脉络、研究热点及发展方向。首先从水文时间序列的... 详细信息

水文时间序列分析领域的发展对于有效管理和利用水资源至关重要。本文基于WoS核心合集数据库和CNKI数据库，采用文献计量学方法和CiteSpace软件，揭示国内外水文时间序列分析领域的发展脉络、研究热点及发展方向。首先从水文时间序列的随机性、非线性、不确定性等出发，结合机器学习、神经网络等新兴方法，将水文时间序列分析领域的相关进展分为6个方面。然后，对各方面开展了详细介绍，并与传统方法作对比，总结了传统方法的缺陷；最后，指出提高水文时间序列分析结果准确性的方向，主要包括：(1)在时空尺度上进行建模，并融合多元数据进行分析；(2)将物理机制融入机器学习模型，提高模型的可解释性和泛化能力；(3)在研究过程中考虑气候变化(极端天气事件)和水文过程的耦合；(4)将多个复杂特性综合进行研究，并提高每个复杂特性的研究水平。通过揭示国内外水文时间序列分析领域的发展脉络、研究热点及发展方向，我们能够更好地理解和应对气候变化、极端天气事件以及人类活动对水资源的影响，提高我们对水文过程的认识，为水资源规划、水灾风险管理和可持续发展提供科学依据。

关键词：水文时间序列分析 CiteSpace 机器学习非线性不确定性非平稳性耦合

基于GEE云平台的2000—2022年雄安新区生态质量动态评价

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地球物理学进展 2023年第5期38卷 2023-2036页

作者：赵月孟丹丁凤宫辉力李小娟首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 首都师范大学城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048 首都师范大学水资源安全北京实验室北京100048 福建师范大学地理科学学院福州350007

城市化建设的持续推进对区域生态质量影响日益加剧,及时、客观、定量地评价生态质量的时空变化对生态保护和政策制定至关重要.本研究以雄安新区为研究区,以Landsat系列遥感影像为主要数据源,基于Google Earth Engine(GEE)平台构建了改... 详细信息

城市化建设的持续推进对区域生态质量影响日益加剧,及时、客观、定量地评价生态质量的时空变化对生态保护和政策制定至关重要.本研究以雄安新区为研究区,以Landsat系列遥感影像为主要数据源,基于Google Earth Engine(GEE)平台构建了改进的遥感生态指数(RSEI),在此基础上,对雄安新区2000—2022年的生态质量进行了分析和评价.研究表明:(1)改进后的RSEI模型可以较好的反映雄安新区长时间序列生态质量变化的全貌.(2)雄安新区的生态质量总体上呈先下降后上升的趋势.其中,2000—2011年生态质量呈下降趋势,集中分布在城乡周围以及雄县东部地区,耕地退化、林地退化、围湖造田以及建设用地的扩张等是造成生态质量下降主要原因;2011—2022年,生态质量呈好转趋势,雄县东部植被增加,白洋淀的水域面积恢复以及雄安新区建设初期一系列生态保障工程的开展,是促使生态好转的重要原因.(3)以耕地为主的植被用地对雄安新区内的生态质量具有重要影响.雄安新区作为我国未来城市的样板,其发展建设的经验值得借鉴推广.

关键词： RSEI Google Earth Engine 生态质量土地利用变化雄安新区

南水北调前后京津城际铁路北京段地面沉降演化特征

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武汉大学学报（信息科学版） 2023年第12期48卷 1959-1968页

作者：鲁朝朝陈蓓蓓宫辉力周超凡史珉曹锦首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 首都师范大学地面沉降机理与防控教育部重点实验室北京100048 首都师范大学水资源安全北京实验室北京100048 京津冀平原地下水与地面沉降国家野外科学观测研究站北京100048

京津城际铁路北京段全长50 km,铁路线穿越北京东八里庄-大郊亭沉降区,沿线不均匀沉降给高速铁路的安全运行带来一定威胁。南水北调工程给北京带来了新的水源,平原区地下水开采减少,地面沉降发展态势有所减缓。以京津城际铁路北京段为研... 详细信息

京津城际铁路北京段全长50 km,铁路线穿越北京东八里庄-大郊亭沉降区,沿线不均匀沉降给高速铁路的安全运行带来一定威胁。南水北调工程给北京带来了新的水源,平原区地下水开采减少,地面沉降发展态势有所减缓。以京津城际铁路北京段为研究区,选取雷达卫星二号(Radarsat-2)(2011—2015年)与哨兵一号(Sentinel-1)(2016—2019年)卫星影像,采用永久散射体干涉测量(permanent scatterer interferometric synthetic aperture radar,PS-InSAR)技术获取铁路沿线及其附近区域的时序沉降信息。重点分析了研究区南水北调前后铁路沿线沉降演化的差异性。在此基础上,结合铁路沿线地质资料和地下水动态监测数据,分析可压缩层厚度差异、地下水位变化与地面沉降的响应关系。结果表明:南水北调前(2011—2014年)铁路沿线年沉降量大于30 mm区域长度的均值为13.25 km,占北京段全长约26.50%,南水北调后(2015—2019年)已减少至8.87 km左右,占北京段全长约17.74%;同样地,铁路沿线年沉降极值的均值由105 mm减小至78 mm,极值位置有明显东移,由DK17处右移至DK20附近。铁路沿线的沉降与区域沉降漏斗的发展趋势较为一致,主要受地下水长期超量开采带来的地下水位下降和可压缩层厚度影响。京津城际铁路的正常运行与铁路沿线沉降之间未见明显相互影响。

关键词：地面沉降永久散射体干涉测量京津城际铁路南水北调

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GIS 技术支持下的城市水资源管理

工程勘察 1998年第1期 29-32页

作者：宫辉力北京大学遥感与地理信息系统所

本文以郑州市水资源——环境管理决策支持系统（ＺＺＷＥＭＤＳＳ）为例，详细介绍了ＧＩＳ技术支持下的城市水资源管理及其决策支持系统的主要特点、总体构成和主要功能。其中包括信息查询、模型库、数据库集成与更新、接口模型、数值... 详细信息

本文以郑州市水资源——环境管理决策支持系统（ＺＺＷＥＭＤＳＳ）为例，详细介绍了ＧＩＳ技术支持下的城市水资源管理及其决策支持系统的主要特点、总体构成和主要功能。其中包括信息查询、模型库、数据库集成与更新、接口模型、数值模拟数据前后处理和专题制图等关键问题。

关键词：地理信息系统决策支持系统水资源管理城市

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北京东部平原区地面沉降时空演化特征及预测

自然资源遥感 2022年第4期34卷 183-193页

作者：于文宫辉力陈蓓蓓周超凡首都师范大学水资源安全北京实验室北京100048 首都师范大学地面沉降机理与防控教育部重点实验室北京100048 首都师范大学城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048 首都师范大学京津冀平原地下水与地面沉降国家野外科学观测研究站北京100048

地面沉降是地表高程下降的一种自然地质现象,若发生在人口密集、社会发展程度较高的城市,将对城市基础设施具有严重的破坏性,威胁着城市安全。地面沉降演化特征分析可以反映其对地面基础设施的影响程度,建立一个高效的地面沉降预测模型... 详细信息

地面沉降是地表高程下降的一种自然地质现象,若发生在人口密集、社会发展程度较高的城市,将对城市基础设施具有严重的破坏性,威胁着城市安全。地面沉降演化特征分析可以反映其对地面基础设施的影响程度,建立一个高效的地面沉降预测模型对于地面沉降的防治和保障城市安全有着重要意义。首先,利用永久散射体合成孔径雷达干涉测量方法(persistent scatterer interferometric synthetic aperture Radar,PS-InSAR)获取到地面沉降时空信息,且与水准验证得到较高的精度。其次,利用经验正交函数对地面沉降场整体时空特性进行分析,发现研究区域空间模态1方差贡献率很大,几乎代表研究区域空间的整体演化情况,对应时间系数线性趋势显著;模态2有一定的方差贡献率,但占比很小,对应的时间系数季节性显著。最后,分别利用长短期记忆(long short term memory,LSTM)与嵌入注意机制的长短期记忆(Attention-LSTM)模型对区域地面沉降进行时序预测,发现Attention-LSTM模型优于LSTM模型,其均方误差损失函数(mean square error loss,MSE-loss)可低至0.01。该预测方法扩大了深度学习在地面沉降研究方面的应用。

关键词：地面沉降经验正交函数演化特征 Attention-LSTM 时序预测

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天津市南部平原地面沉降区新兴风险评估

自然资源遥感 2023年第2期35卷 182-192页

作者：于海若宫辉力陈蓓蓓周超凡山东工商学院公共管理学院烟台264005 自然资源部测绘科学与地球空间信息技术重点实验室北京100039 地理信息工程国家重点实验室西安710054 首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 首都师范大学资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048 首都师范大学城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048 首都师范大学三维信息获取与应用教育部重点实验室北京100048 首都师范大学地面沉降机理与防控教育部重点实验室北京100048 首都师范大学水资源安全北京实验室北京100048

新兴技术的发展在优化城市建设和改善人类生活的同时,也存在着一定的风险,进而引发城市安全问题。天津市是中国的沿海城市,其沿海海平面的不断上升,南水进津改变水循环,地下空间的开发利用,这些因素与地面沉降进行叠加耦合都将成为天津... 详细信息

新兴技术的发展在优化城市建设和改善人类生活的同时,也存在着一定的风险,进而引发城市安全问题。天津市是中国的沿海城市,其沿海海平面的不断上升,南水进津改变水循环,地下空间的开发利用,这些因素与地面沉降进行叠加耦合都将成为天津市新兴风险评价的重要因素。文章首先对天津市南部平原沉降信息进行获取,叠加海平面上升速率预测天津市自然海岸线后退情况。基于此,利用机器学习方法(XGBoost)预测天津市相对海平面上升带来的高风险因素。此外,针对南水北调-地下空间开发的应用带来的新兴风险进行分析,揭示南水进津和地铁建设运行对天津市城市安全的响应规律。这些地面沉降与现代人类活动结合带来的新兴风险分析研究将为区域防灾减灾提供科学依据,提高城市抵御灾害的能力。

关键词：地面沉降新兴风险相对海平面上升 XGBoost