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Global water cycle and remote sensing big data: overview, challenge, and opportunities

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Big Earth Data 2018年第3期2卷 282-297页

作者： yaokui cui Xi Chen Jinyu Gao Binyan Yan Guoqiang Tang Yang Hong Institute of RS and GIS Peking UniversityBeijingChina Beijing Key Laboratory of Spatial Information Integration&Its Applications BeijingChina State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering Department of Hydraulic EngineeringTsinghua UniversityBeijingChina Jackson School of Geosciences the University of Texas at AustinAustinTXUSA School of Civil Engineering and Environmental Science University of OklahomaUSA

The Earth’s water cycle involves energy exchange and mass move-ment in the hydrosphere and thus sustains the dynamic balance of global hydrologic *** water cycle variables on the Earth are closely interconnected with each other through the process of energy and water ***,understanding and predict-ing the storage,movement,and quality of water remains a grand challenge for contemporary water science and technology,especially for researches across different spatio-temporal *** remote sensing observing platform has a unique advantage in acquiring complex water information and has already greatly improved obser-ving,understanding,and predicting ability of the water *** of obtaining comprehensive water cycle data are also expanded by new remote sensing techniques,and the vast amount of data has become increasingly available and thus accelerated a new Era:the Remote Sensing Big Data Study of Global Water *** element inversion,time and space reconstruction,and scale conver-sion are three key scientific issues for remote sensing water cycle in ***,it also presents a huge opportunity of capitalizing the combinations of Remote Sensing and Big Data to advance and improve the global hydrology and water security research and devel-opment,and uncork the new bottlenecks.

关键词： Remote sensing water cycle big data overview

厌氧膜生物反应器处理市政污水的产甲烷性能及微生物代谢特征

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环境科学研究 2023年第5期36卷 932-942页

作者：刘佳乐雷振崔耀奎陈荣西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西西安710055 西北水资源与环境生态教育部重点实验室陕西西安710055 西安思源学院陕西西安710038

厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane bioreactor,AnMBR)作为一种新型厌氧处理技术,可高效去除污水中的有机物并以CH4的形式回收再利用,降低污水处理能耗与碳排量,助力实现“双碳”目标.为评估AnMBR处理市政污水时的能源回收潜力,进一... 详细信息

厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane bioreactor,AnMBR)作为一种新型厌氧处理技术,可高效去除污水中的有机物并以CH4的形式回收再利用,降低污水处理能耗与碳排量,助力实现“双碳”目标.为评估AnMBR处理市政污水时的能源回收潜力,进一步揭示处理系统工艺特性,考察了不同水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)下AnMBR处理市政污水的污染物去除及产甲烷性能、微生物代谢产物及微生物群落组成特征.结果表明:(1)在室温条件下,HRT从24 h缩短至3.2 h过程中反应器均可实现高效的化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)去除与产甲烷性能,COD去除效率稳定在95%以上,进水77%以上的COD转化为CH_(4),出水COD浓度低至(21.2±7.8)mg/L.(2)反应器中溶解性微生物代谢产物(soluble microbial products,SMP)浓度为70~200 mg/L(以COD计),蛋白质/多糖(含量比,下同)为4.3~5.5,远高于胞外聚合物中的蛋白质/多糖(2.0~4.0),膜污染潜力高.(3)微生物群落分析发现,产甲烷古菌与细菌的丰度比与固体停留时间(solid retention time,SRT)呈显著负相关(P<0.05),且不同粒径颗粒中微生物群落组成差异显著,产甲烷古菌在粒径≥10μm的颗粒中丰度较高,维持混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)在8.0~11.5 g/L之间、SRT在60~80 d之间可避免功能菌群失衡.研究显示,AnMBR处理市政污水可实现良好的污染物去除效果与产甲烷性能,但过长的SRT会导致污泥浓度过高、SMP浓度增大以及产甲烷古菌丰度降低,影响反应器高效稳定运行.

关键词：厌氧膜生物反应器市政污水产甲烷性能微生物代谢产物微生物群落

能人治村、熟人社会与农村相对贫困治理——基于PSM反事实估计和MA中介效应检验

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管理学刊 2022年第6期35卷 56-74页

作者：王飞董保民崔要奎河南大学经济学院河南开封475004 北京大学地球与空间科学学院遥感与地理信息系统研究所中国·北京100871

伴随着市场化浪潮的冲击,乡村公共性日益萎缩,熟人社会日益式微,相对贫困问题凸显。如何组织多元主体参与、激活村庄内生秩序是目前我国乡村贫困治理亟需解决的实践问题。文章以熟人社会为乡村治理的切入点,深入挖掘能人治村的减贫实践... 详细信息

伴随着市场化浪潮的冲击,乡村公共性日益萎缩,熟人社会日益式微,相对贫困问题凸显。如何组织多元主体参与、激活村庄内生秩序是目前我国乡村贫困治理亟需解决的实践问题。文章以熟人社会为乡村治理的切入点,深入挖掘能人治村的减贫实践,利用PSM与中介效应模型重新诠释熟人社会在贫困治理中的中介作用,来尝试梳理能人治村促进农村相对贫困减缓的内在机理。研究结果表明:在剔除设定偏差和混杂因素影响的情况下,PSM结果更加凸显能人治村减缓农村相对贫困程度的稳健性,能人治村是我国乡村治理发展的必然趋势;MA中介效应模型估计结果显示,提高公共治理能力更能发挥熟人社会关系的中介作用来降低农户相对贫困,中介机制的分析显示,熟人社会关系的内生机制嵌入公共治理可以凝聚多元主体共识、激活个体参与意识、重塑村庄公共性以降低相对贫困。本文的研究结论集中体现了提升农村公共治理能力、促进乡村社会互惠互利传统价值回归的迫切性,明确提出营造能人治村的政策环境、重塑公共服务合作治理体系、加强乡村德治建设的政策思路。

关键词：能人治村熟人社会农村相对贫困 PSM模型中介效应

Retrieving crop fractional cover and LAI based on airborne Lidar data

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遥感学报 2011年第6期15卷 1276-1288页

作者： cuiyaokui ZHAOKaiguang FANWenjie XUXiru InstituteofRSandGIS PekinguniversityBeijing100871China CenterOnGlobalChange DukeUniversityDurhamNC27708USA

虽然Lidar点云数据已被广泛应用于获取森林各项结构参数,但这些方法并不适合于低矮的灌丛、林地和农作物。本文以玉米为研究对象,提出利用机载Lidar点云数据的强度信息和全波形数据中的距离与扫描天顶角信息,反演农作物覆盖度和LAI的方... 详细信息

虽然Lidar点云数据已被广泛应用于获取森林各项结构参数,但这些方法并不适合于低矮的灌丛、林地和农作物。本文以玉米为研究对象,提出利用机载Lidar点云数据的强度信息和全波形数据中的距离与扫描天顶角信息,反演农作物覆盖度和LAI的方法。在黑河进行的飞行实验和地面验证表明,该方法具有较高精度,也表明Lidar在低矮自然植被监测和农业应用上有较大潜力。

关键词：遥感技术应用理论图像处理

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中国卫星遥感地表水资源监测能力分析与展望

遥感学报 2023年第7期27卷 1554-1573页

作者：李欢万玮冀锐李国元陈晓娜朱思宇刘宝剑徐玥罗增良王胜蕾崔要奎北京大学地球与空间科学学院遥感与地理信息系统研究所北京100871 自然资源部国土卫星遥感应用中心北京100048 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院武汉430074 中国科学院空天信息创新研究院数字地球重点实验室北京100094

在中国自然资源部水资源调查与确权登记的职能需求之下,面向中国“十四五”及二零三五年远景卫星发展规划,亟需厘清水资源属性卫星遥感监测国内外发展现状,并进一步剖析中国卫星地表水资源监测能力。本文在对国内外多种类型卫星(包括光... 详细信息

在中国自然资源部水资源调查与确权登记的职能需求之下,面向中国“十四五”及二零三五年远景卫星发展规划,亟需厘清水资源属性卫星遥感监测国内外发展现状,并进一步剖析中国卫星地表水资源监测能力。本文在对国内外多种类型卫星(包括光学、激光、雷达、重力、GNSS-R等)水资源监测能力及属性反演前沿技术(以地表固液态水的范围、水位、体积变化等为主)进行总结分析的基础上,针对中国地表水资源卫星遥感监测的现状和不足,从观测体系、技术体系、产品体系和服务体系4个方面提出未来卫星遥感地表水资源监测规划设计建议。

关键词：地表水资源卫星遥感水资源监测遥感大数据卫星规划建议

近20年防风固沙重点生态功能区植被动态分析

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生态学报 2021年第21期41卷 8341-8351页

作者：胡玲孙聪范闻捷刘海江任华忠崔要奎北京大学地球与空间科学学院遥感与地理信息系统研究所北京100871 空间信息集成与3S工程应用北京市重点实验室北京100871 中国环境监测总站北京100012

植被是影响防风固沙生态功能的关键指标,也是检验防风固沙区生态保护成效的重要依据。由2010年国务院《全国主体功能区规划》划定的防风固沙类国家重点生态功能区、国家重点生态功能区转移支付县域综合确定研究范围。基于2000—2019年... 详细信息

植被是影响防风固沙生态功能的关键指标,也是检验防风固沙区生态保护成效的重要依据。由2010年国务院《全国主体功能区规划》划定的防风固沙类国家重点生态功能区、国家重点生态功能区转移支付县域综合确定研究范围。基于2000—2019年中分辨率成像光谱仪(MODIS)的叶面积指数(LAI)产品,从生态区和像元两个尺度分析近20年防风固沙重点生态功能区植被的时空变化趋势,并进一步探索气候因子对LAI的影响,以期揭示我国北方风沙区生态系统防风固沙功能的现状,为今后生态保护提供支撑。研究结果表明,2000—2019年间,研究区LAI年平均值呈现东高西低的空间格局,随着时间推移有显著增加趋势,平均增幅为0.03 m^(2)m^(-2)(10a)^(-1)(P<0.01)。在生态区尺度,LAI在8个生态功能区均表现出不同程度的增长,且2010—2019年间LAI的增长速率高于2000—2009年的,其中,科尔沁草原生态功能区在20年间呈现最为显著的增加趋势,区域平均增幅为0.1154 m^(2)m^(-2)(10a)^(-1)(P<0.01)。在像元尺度,近20年LAI显著增长(P<0.05)的区域面积占整个研究区植被面积的41.6%,其中,83.7%的LAI增长区域为草地,11.2%为耕地。增长区域主要集中在研究区东部,呈片状分布,研究区西部的LAI也有一定程度的增长,增长区域呈带状分布。2010—2019年LAI增长的区域面积为7.7%,明显大于2000—2009年LAI增长的区域面积。气候因子对研究区植被的影响为:研究区东部降水的增加对当地植被生长有正向的促进作用,而温度的影响则在整个研究区都较弱。除自然因素外,人为因素(防风固沙政策实施、农业技术进步等)对防风固沙功能区植被状况的改善也至关重要。研究区LAI的显著增加表明我国北方防风固沙屏障的生态功能在近20年有一定程度的提高。

关键词：防风固沙植被动态遥感叶面积指数气候因子

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基于深度学习的遥感样本库一致性评估

北京大学学报（自然科学版） 2023年第4期59卷 563-568页

作者：姚照原马磊万玮宋本钦王卫红邓继伟肖蕾冀锐魏之皓崔要奎北京大学地球与空间科学学院北京100871 中国电子科技集团公司电子科学研究院北京100041 中国铁路设计集团有限公司天津300251

现有基于深度学习的遥感研究集中在算法开发方面,缺乏对遥感样本库的研究。针对此问题,提出一种基于深度学习的样本库一致性评估方法,对卫星遥感、三维建模和网络爬虫等不同来源的舰船样本库中各类样本之间的相似性进行评估。结果表明:1... 详细信息

现有基于深度学习的遥感研究集中在算法开发方面,缺乏对遥感样本库的研究。针对此问题,提出一种基于深度学习的样本库一致性评估方法,对卫星遥感、三维建模和网络爬虫等不同来源的舰船样本库中各类样本之间的相似性进行评估。结果表明:1)在样本库一致性最高时,该方法得到的一致性为1;2)当样本库一致性呈梯度变化时,一致性评价结果随样本库一致性的变化而变化;3)数据来源相似的样本库能够进行合并,制作方式差异较大的样本库不能合并。因此,所提方法能够准确地评估样本库的一致性,可为深度学习训练时样本库的选择提供参考。

关键词：深度学习遥感影像样本库一致性评价

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中国大陆地区多源降水产品的适用性分析

无线电工程 2022年第5期52卷 846-858页

作者：王静高博宫辉力苏德斌陈蓓蓓崔要奎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 成都信息工程大学中国气象局大气探测重点开放实验室四川成都610225 首都师范大学水资源安全北京实验室北京100048 首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 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 北京大学遥感与地理信息系统研究所北京100871

基于地面观测数据对中国大陆地区2008—2017年全球降水计划多卫星降水联合反演(IMERG)数据集、中国逐日网格降水量实时分析系统(CGDPA)数据集和中国1 km分辨率逐月降水量(TP1 km)数据集进行系统地评价与分析,进一步利用加权最小二乘法... 详细信息

基于地面观测数据对中国大陆地区2008—2017年全球降水计划多卫星降水联合反演(IMERG)数据集、中国逐日网格降水量实时分析系统(CGDPA)数据集和中国1 km分辨率逐月降水量(TP1 km)数据集进行系统地评价与分析,进一步利用加权最小二乘法作为数据筛选器对上述多个降水数据集进行优化重建。重建后的数据集在中国大陆多个区域均可达到较好的精度:各地区相关性大于0.90,相对均方根误差小于50%,相对偏差在-20%~30%。

关键词：中国大陆降水产品适用性分析数据集构建

EMS处理小麦幼穗的细胞学效应及其对花药培养的影响

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核农学报 1989年第2期3卷 104-111页

作者：崔秋华许耀奎吉林农业大学

本实验采用注射法,以不同浓度的甲基磺酸乙酯(EMS)处理春小麦活体植株的幼穗,染色体畸变率和微核率明显提高,而且两者的变化有平行性,再次证明在植物上用微核技术代替染色体畸变分析检测诱变损伤是可行的。本实验还通过花药培养,探讨了... 详细信息

本实验采用注射法,以不同浓度的甲基磺酸乙酯(EMS)处理春小麦活体植株的幼穗,染色体畸变率和微核率明显提高,而且两者的变化有平行性,再次证明在植物上用微核技术代替染色体畸变分析检测诱变损伤是可行的。本实验还通过花药培养,探讨了这种诱变处理对花粉愈伤组织诱导和幼苗分化的影响,观察到EMS在0.1—0.2％浓度下,染色体畸变率高,而出愈率低,高浓度EMS处理降低了愈伤组织的幼苗分化率,并使白苗数增多。经分析,不同春小麦品种对EMS的反应基本一致,说明EMS的作用有一定的专一性。

关键词： EMS 染色体畸变小麦愈伤