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FY4A与GPM反演降水产品在中国大陆的误差解析

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遥感技术与应用 2023年

作者：李季雍斌吴昊河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室河海大学水文水资源学院

高时空分辨率的卫星降水数据对于近实时降水监测和实时水文预报非常重要。以中国大陆为研究区，从小时尺度综合分析四种近实时卫星降水产品，包括基于风云卫星的REGC和DISK、基于GPM的IMERG-Early和GSMaP-NRT，揭示降水反演误差与四个... 详细信息

高时空分辨率的卫星降水数据对于近实时降水监测和实时水文预报非常重要。以中国大陆为研究区，从小时尺度综合分析四种近实时卫星降水产品，包括基于风云卫星的REGC和DISK、基于GPM的IMERG-Early和GSMaP-NRT，揭示降水反演误差与四个关键影响因子（季节、气候区、降雨强度、地形）之间的关系。评估结果如下：在小时尺度上，IMERG-Early在中国大陆的表现最好，具有最高的相关系数（CC=0.44）和最低的均方根误差（RMSE=0.97 mm/h）；其次是GSMaP-NRT，在湿润区具有最低的误报率；REGC和DISK仅在湿润区南部和东部具有令人满意的相关系数和分类统计指数。在季节尺度上，所有卫星降水产品在夏季的准确性最好，在冬季的性能最差。在降水强度方面，除IMERG-Early外，其他三种卫星降水产品更倾向于高估无雨（0～0.2 mm/h）事件的概率密度；REGC在小雨（0.2～0.6 mm/h）事件下的表现最好，具有最低的偏差；与其他卫星降水产品在暴雨下（>5 mm/h）的表现相比，DISK对暴雨的低估程度更小，得益于其短延时特性，DISK在暴雨监测和洪水预报中拥有更大的应用潜力。IMERG-Early和GSMaP-NRT在低海拔地区的表现都优于高海拔地区，REGC和DISK的性能在高程大于3000m后显著增加。相关的评估结果将为风云产品的算法改进提供一些反馈，并使数据用户能够进一步了解风云降水量估计的误差特征和潜在缺陷。

关键词： FY4A GPM 近实时卫星降水精度评估误差解析中国大陆

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黄河源区水文预报的关键科学问题

水科学进展 2023年第2期34卷 159-171页

作者：雍斌张建云王国庆水灾害防御全国重点实验室江苏南京210098 河海大学水文水资源学院江苏南京210098 长江保护与绿色发展研究院江苏南京210098

黄河源区水文预报对龙羊峡、刘家峡等黄河上游梯级水库群的洪水资源化调度乃至整个黄河流域的水旱灾害防御都起着举足轻重的作用。然而,由于降水的地面观测严重匮乏、且缺少适用于高寒山区的专用水文模型,源区水文预报成为长期困扰黄河... 详细信息

黄河源区水文预报对龙羊峡、刘家峡等黄河上游梯级水库群的洪水资源化调度乃至整个黄河流域的水旱灾害防御都起着举足轻重的作用。然而,由于降水的地面观测严重匮乏、且缺少适用于高寒山区的专用水文模型,源区水文预报成为长期困扰黄河洪水/径流业务预报的难题。在回顾国内外相关研究的基础上,从高海拔缺资料地区的降水观测与降水预报、寒区水文模型构建与气象水文耦合系统集成、高原降水发生的气象成因与形成机制3个方面,评价了黄河源区水文预报的当前现状与技术水平,提出了黄河源区水文预报面临的关键科学问题;指出新一代多源降水信息融合与同化、高寒区特殊产汇流模型构建、无缝隙气象水文集合预报、强降水与连阴雨的多影响天气系统解析等,是当前黄河源区水文预报的研究重点与发展方向。

关键词：水文预报降水水文模型天气系统气象水文耦合黄河源区

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新农村规划建设中居住建筑设计研究

中国建筑装饰装修 2024年第8期 122-124页

作者：蒙雍斌桂林市阳朔县杨堤乡乡村建设综合服务中心

农村地区的发展与居住环境密切相关,而农村规划与居住建筑设计之间的关系至关重要。农村规划为居住建筑设计提供了方向和框架,强调可持续发展和社区凝聚力。而居住建筑设计通过创新和实践,不仅影响着居民的生活质量,还影响着农村社区的... 详细信息

农村地区的发展与居住环境密切相关,而农村规划与居住建筑设计之间的关系至关重要。农村规划为居住建筑设计提供了方向和框架,强调可持续发展和社区凝聚力。而居住建筑设计通过创新和实践,不仅影响着居民的生活质量,还影响着农村社区的未来。该文将从农村规划对居住建筑设计的指导作用和居住建筑设计对农村规划的影响两个方面展开讨论,以探索二者之间的互动关系,之后根据新农村规划建设中的需求,提出居住建筑设计路径,为新农村建设提供有效的理论支持和实践指导。

关键词：新农村规划建设居住建筑设计

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中国沿海地区热带气旋变化特征分析

水电能源科学 2023年第4期41卷 22-26页

作者：王振康雍斌河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210098 河海大学水文水资源学院江苏南京210098

为探讨中国沿海地区登陆台风的影响,基于1949~2020年间的台风数据和社会经济数据,采用M-K趋势分析、R/S分析、风雨分析和灾情量化等研究方法,全面分析登陆中国台风的时空变化、风雨特征及灾情状况。结果表明,中国台风登陆数量呈减少态势... 详细信息

为探讨中国沿海地区登陆台风的影响,基于1949~2020年间的台风数据和社会经济数据,采用M-K趋势分析、R/S分析、风雨分析和灾情量化等研究方法,全面分析登陆中国台风的时空变化、风雨特征及灾情状况。结果表明,中国台风登陆数量呈减少态势,维持时间呈延长趋势,强度方面呈弱减少、强增多的变化,登陆地点存在向东和向北偏移的状态;登陆台风的风速和降水均呈上升趋势,从最大值角度考虑,风速和降水均呈显著的增加趋势;台风影响已逐渐演变成从第二产业转移到第一、第三产业的灾害格局。研究结果将为减少台风灾害的经济损失提供数据支撑和科学依据。

关键词：台风时空变化风雨分析 M-K分析 R/S分析经济损失

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陆地冰冻圈水文过程的研究现状及展望

北京师范大学学报（自然科学版） 2023年第3期59卷 489-496页

作者：王磊刘虎雍斌宋蕾李秀萍中国科学院青藏高原研究所北京100101 河海大学江苏南京210098 中国科学院大学北京100049

在全球变暖的背景下,作为固态淡水资源库的冰冻圈发生剧烈变化,进而直接影响流域水文过程.因此,冰冻圈水文的研究对于流域水资源利用与管理具有重要意义.近年来,冰冻圈普遍呈现退缩趋势,主要表现为:冰川面积减小、物质亏损,冰川径流增加... 详细信息

在全球变暖的背景下,作为固态淡水资源库的冰冻圈发生剧烈变化,进而直接影响流域水文过程.因此,冰冻圈水文的研究对于流域水资源利用与管理具有重要意义.近年来,冰冻圈普遍呈现退缩趋势,主要表现为:冰川面积减小、物质亏损,冰川径流增加;积雪面积和雪水当量减小,积雪融化时间提前;多年冻土面积减小、活动层增厚、季节性冻土最大冻结深度和冻结时间减小,但是其对径流的影响效应仍然存在争议.目前研究仍存在数据具有较大的不确定性、对冰冻圈水文内在机制的物理过程认识不足,以及缺乏考虑完整冰冻圈要素的系统研究等几个方面的不足.未来关于新型观测技术手段的研发、包含完整冰冻圈水文过程的物理模型的研发及其应用,将是冰冻圈水文学研究的重点.

关键词：冰冻圈水文冰雪冻土河流气候变化

卫星雷达测高水位数据产品在中国区河流的监测精度评价

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遥感技术与应用 2022年第1期37卷 61-72页

作者：雷逍柯灵红雍斌张金山曹倩怡河海大学水文水资源学院江苏南京210098

河流水位监测对于淡水资源供应、灾害预防至关重要,同时关系到气候变化及其对水循环影响的理解和应对。随着卫星遥感技术的发展,基于卫星平台的河流水位观测提供了一种新型的自动化、长时序、低成本的河流监测方案。对于卫星雷达河流观... 详细信息

河流水位监测对于淡水资源供应、灾害预防至关重要,同时关系到气候变化及其对水循环影响的理解和应对。随着卫星遥感技术的发展,基于卫星平台的河流水位观测提供了一种新型的自动化、长时序、低成本的河流监测方案。对于卫星雷达河流观测数据的原理、特征和精度的把握是产品应用的首要条件。研究总结了目前国际上3种主要的卫星雷达河流观测数据集Hydroweb、DAHITI、GRRATS及主要卫星传感器的特征和现状,并结合我国境内32个水位站实测数据(2008~2018)开展了精度验证及分析。验证结果表明:Hydroweb数据集整体精度(RMSE平均0.70 m)高于DAHITI(RMSE平均1.29 m)与GRRATS(RMSE平均3.21 m)。Hydroweb数据集大量使用Sentinle-3卫星观测数据,Sentinel-3卫星水位观测精度(RMSE平均为0.51 m)显著高于Envisat(RMSE平均为3.34 m)与Jason卫星(Hydroweb与GRRATS的Jason卫星RMSE平均分别为1.69 m与2.96 m)。3个数据集均应用了Jason卫星,3个数据集基于Jason卫星均在个别站点有较好结果,其中DAHITI在高村站精度最高(RMSE为0.22 m),但3个数据集精度均不稳定(5/9的站点RMSE大于2 m)。另外河流干湿季水位变化与河流周边的小型湖泊、水塘、季节性水体会影响水位观测的精度。本研究为相关水位测高数据集应用提供指导,同时对明晰现有水位提取算法在我国区域的问题及将来可能算法改进研究提供参考。

关键词：河流水位雷达高度计测高数据集精度评价

全球降水计划IMERG和GSMaP反演降水在四川地区的精度评估

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地理学报 2019年第7期74卷 1305-1318页

作者：曾岁康雍斌河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210098 河海大学地球科学与工程学院南京211100

IMERG和GSMaP是全球降水计划(GPM)时代最主要的高分辨率降水产品。为研究其在中国四川地区的适用性,以中国气象局提供的自动气象站融合降水数据为参考基准,采用6种统计指数分析了IMERG(IMERG_Uncal,IMERG_Cal)和GSMaP(GSMaP_MVK,GSMaP_G... 详细信息

IMERG和GSMaP是全球降水计划(GPM)时代最主要的高分辨率降水产品。为研究其在中国四川地区的适用性,以中国气象局提供的自动气象站融合降水数据为参考基准,采用6种统计指数分析了IMERG(IMERG_Uncal,IMERG_Cal)和GSMaP(GSMaP_MVK,GSMaP_Gauge)系列产品在四川的误差特征。结果表明:①在日和小时尺度上,GSMaP系列产品均高估地面降水观测,GSMaP_MVK高估最显著,校正产品GSMaP_Gauge的相关系数(CC)、相对偏差(BIAS)和均方根误差(RMSE)较GSMaP_MVK均有较大提高,尤其对川西高原降水的高估现象改善明显,而IMERG_Uncal存在低估川西高原降水、轻微高估四川盆地降水的问题,校正产品IMERG_Cal一定程度上降低了对川西高原降水的低估现象,但整体精度(CC,RMSE)提高不明显。②IMERG系列产品对降水事件的探测准确性更好,GSMaP_Gauge虽然在四川表现出较高的命中率(POD),但存在较多的误报降水,在盆地和四川南部各产品均表现出较高的POD和关键成功指数(CSI)以及低误报率(FAR),而四川西北部表现最差,尤其是在无自动站分布地区。③4套降水产品中,IMERG_Cal表现出最好的探测强降水和弱降水的能力,具有一定的监测极端降水的潜力。总体上,IMERG和GSMaP在盆地的反演精度优于高原山区,校正产品精度优于纯卫星产品,不同地形地区精度差异明显,表明对卫星降水产品进行不同地形误差订正仍是未来降水反演工作的重点和难点。

关键词： IMERG GSMaP 卫星降水四川误差特性地形

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青藏高原羌塘内流区降水时空特征

水资源保护 2019年第3期35卷 25-32页

作者：王珂王娜雍斌河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100

利用8套卫星反演与模式模拟的降水资料及地面实测降水数据,分析了羌塘内流区2001—2015年的降水时空分布特征,评估了卫星反演与模式模拟降水资料在羌塘内流区的适用性。结果表明:GSMaP_Gauge降水资料在羌塘内流区表现出更好的适用性,其... 详细信息

利用8套卫星反演与模式模拟的降水资料及地面实测降水数据,分析了羌塘内流区2001—2015年的降水时空分布特征,评估了卫星反演与模式模拟降水资料在羌塘内流区的适用性。结果表明:GSMaP_Gauge降水资料在羌塘内流区表现出更好的适用性,其月数据与地面实测降水数据的相关系数达到0.95,相对误差、平均绝对误差和均方根误差最低;羌塘内流区降水空间格局整体上呈现自东南向西北、由南向北逐渐减少的分布规律;2001—2015年,内流区年降水量总体呈现增加趋势,GSMaP_Gauge年降水量更接近于内流区真实情况;年降水主要集中在夏季,占全年降水的59%以上。

关键词：卫星反演模式模拟降水特征羌塘内流区

应用地表温度与植被指数梯形空间关系估算陆面蒸散量

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农业工程学报 2013年第12期29卷 101-109页

作者：王文王晓刚黄对雍斌河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210098

提出了以Priestley-Taylor方程为基础,综合利用地面气象观测数据与卫星遥感观测数据的陆面蒸散量估算方法。其基本思路是:基于地表能量平衡原理,利用遥感观测与地面气象观测数据,计算给定气温条件下全植被覆盖与祼土地面在极湿、极干状... 详细信息

提出了以Priestley-Taylor方程为基础,综合利用地面气象观测数据与卫星遥感观测数据的陆面蒸散量估算方法。其基本思路是:基于地表能量平衡原理,利用遥感观测与地面气象观测数据,计算给定气温条件下全植被覆盖与祼土地面在极湿、极干状况下的地表温度,构建每个像元的地表温度(Ts)与植被指数(VI)的理论梯形空间,进而根据该象元Ts-VI坐标点在该梯形中的位置,计算其Priestley-Taylor系数,并利用Priestley-Taylor方程估算像元的蒸散比。利用美国一个半干旱地区的地面观测数据进行了精度验证,结果表明该方法具有较理想的精度,蒸散量估算的平均绝对误差约为35.5%。

关键词：蒸散遥感温度植被指数梯形关系 Priestley-Taylor系数 MODIS