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多尺度特征增强的街景绿色景观分割方法

测绘工程 2025年第1期34卷 11-21页

作者：程勇王沂萱任周鹏王军顾雅康南京信息工程大学软件学院南京210044 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

针对街景图像中景观复杂多样且多种景观相互遮挡,绿色景观分割效果存在相似景观错分、边界分割模糊、细节丢失等问题,提出一种多尺度特征增强的城市绿色景观分割网络。在编码部分改进多尺度残差网络提取上下文信息以区分相似景观,同时... 详细信息

针对街景图像中景观复杂多样且多种景观相互遮挡,绿色景观分割效果存在相似景观错分、边界分割模糊、细节丢失等问题,提出一种多尺度特征增强的城市绿色景观分割网络。在编码部分改进多尺度残差网络提取上下文信息以区分相似景观,同时构建多级特征聚合增强模块增强目标特征的边缘细节信息。增加双注意力机制,在局部特征上建模丰富的上下文联系。最后,将多级特征聚合增强模块同样引入解码器,并融合多层级特征来提高目标信息的恢复能力完善边缘信息。在公共街景数据集Cityscapes与自制数据集StreetData的消融实验表明,该网络与基础网络相比,平均交并比分别提高2.96%和5.57%。此外,在两个数据集上进行对比实验,该网络较对比模型平均交并比分别高1.25%~5.29%和1.52%~6.95%。定量分析与实验结果表明,该方法能够有效识别街景的绿色景观,实现高精度的城市绿色景观数据提取。

关键词：深度学习街景图像多尺度特征增强城市绿色景观语义分割

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湖泊沉积物—水界面研究进展与展望

湖泊科学 2019年第5期31卷 1191-1218页

作者：范成新中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室

湖泊沉积物-水界面是以水层/沉积层物相为基础、具有一定立体尺度的交接面,界面上所发生的由生物积极参与的物理、化学和生物学微小反应和微环境变化,都会对界面附近物质的状态和迁移转化行为产生着复杂影响.本文首先回顾了沉积物-水界... 详细信息

湖泊沉积物-水界面是以水层/沉积层物相为基础、具有一定立体尺度的交接面,界面上所发生的由生物积极参与的物理、化学和生物学微小反应和微环境变化,都会对界面附近物质的状态和迁移转化行为产生着复杂影响.本文首先回顾了沉积物-水界面研究100多年来的发展历程及国内外近20年发展.然后系统介绍了国际上对沉积物-水界面的物理尺度与结构的宏观和微观认识;重点综述了沉积物间隙水的取样、物化性质的多维测定与结构表征、过程的静态和动态模拟等湖泊沉积物-水界面研究技术与方法;分析和展示了氮磷等营养物、重金属和持久性有机污染物在湖泊沉积物-水界面迁移转化过程的研究进展;总结和归纳了在沉积物-水界面过程的模型研究、沉积物-水界面物质交换的定量化、界面过程与湖泊生态环境灾害关系等模型与过程效应方面的研究成果.最后对沉积物-水界面信息获取技术的研发方向、界面物质交换定量化研究的关注点,以及加强模型的应用和构建等方面进行了展望.

关键词：沉积物-水界面间隙水取样营养盐动态模拟通量估算扩散模型

2012-2018年巢湖水质变化趋势分析和蓝藻防控建议

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湖泊科学 2020年第1期32卷 11-20页

作者：张民史小丽阳振陈开宁中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室

巢湖自1990s中期至2012年间水质明显改善,但是近年来水质改善效果变缓,2018年蓝藻水华面积显著增加,为有效评估巢湖水体环境的变化,通过对20122018年巢湖17个点位的逐月调查数据分析阐述了近年来巢湖水质和藻情的变化特征,并在流域空间... 详细信息

巢湖自1990s中期至2012年间水质明显改善,但是近年来水质改善效果变缓,2018年蓝藻水华面积显著增加,为有效评估巢湖水体环境的变化,通过对20122018年巢湖17个点位的逐月调查数据分析阐述了近年来巢湖水质和藻情的变化特征,并在流域空间尺度上分析了巢湖流域水污染治理的进展和不足,为后续治理方向的调整和确定提供支撑.20122018年湖区调查数据显示:巢湖湖体总磷和总氮浓度显著升高,铵态氮浓度显著下降,水华蓝藻总量显著升高.在空间上,各污染指标水平呈现由西向东呈逐渐降低的趋势,但是各指标在不同湖区随时间的变化趋势差异明显,西部湖区的总磷、总氮和水华蓝藻指标近年来略有下降或持平,中部和东部湖区则显著升高,所以巢湖湖体总氮和总磷浓度的升高主要源于中、东部湖区的升高,这也是这两个湖区水华蓝藻变动的主要驱动因素.主要入湖河口数据显示:西部4条主要入湖污染河流(南淝河、十五里河、塘西河和派河)水质明显改善,但仍处于较高污染水平,中东部入湖河流(兆河、双桥河和柘皋河)总磷浓度明显升高,是中东部湖区水体营养盐升高的主要原因.中东部河流入湖污染的增加加剧了该区域湖体的富营养化水平,尤其是总磷浓度明显提升,导致中东部湖区夏季水华蓝藻的优势种从鱼腥藻种类演替为微囊藻种类.夏季微囊藻的大量繁殖,使得2018年巢湖中东部湖区部分月份水华面积异常增高.因此,巢湖流域的治理应该在持续强化流域西部合肥市污染治理的同时,增加对流域中部和东部治理的关注和投入.

关键词：巢湖水质蓝藻水华污染防治

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台风影响下巢湖风浪特征研究

湖泊科学 2020年第1期32卷 236-245页

作者：张怡辉胡维平中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室

基于实测和数值模拟方法分析了台风“摩羯”和“温比亚”过境巢湖流域时的影响.台风“摩羯”和“温比亚”过境时,在巢湖产生较大的风速和风浪过程,其中对东巢湖的影响最大,中巢湖次之,西巢湖最小.东巢湖、中巢湖、西巢湖在台风“摩羯”... 详细信息

基于实测和数值模拟方法分析了台风“摩羯”和“温比亚”过境巢湖流域时的影响.台风“摩羯”和“温比亚”过境时,在巢湖产生较大的风速和风浪过程,其中对东巢湖的影响最大,中巢湖次之,西巢湖最小.东巢湖、中巢湖、西巢湖在台风“摩羯”过境时出现了0.68、0.67和0.48 m的最大有效波高和2.25、2.33和1.95 s的最大平均波周期;而台风“温比亚”过境时则最大有效波高可达1.50、1.47和1.18 m,最大平均波周期可达2.99、3.04和2.74 s.影响较大的区域位于东巢湖与中巢湖连接的湖心水域,总体对东巢湖的影响最为显著,中巢湖次之,西巢湖最小.不同湖区湖心水域由于水深、风区长度大,往往是出现最大风浪强度的区域.

关键词：台风风浪巢湖有效波高

基于水生态改善的太湖分区分时动态水质目标制定方法

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湖泊科学 2019年第4期31卷 988-997页

作者：彭兆亮胡维平中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室

科学、合理地制定水体主要污染物浓度控制目标,即水质目标是实施河、湖“水质目标管理”的基础和前提.本文基于环境条件决定生态系统结构以及自组织适应生态学原理,提出一种可促进水生态改善的太湖分区分时动态水质目标制定方法.该方法... 详细信息

科学、合理地制定水体主要污染物浓度控制目标,即水质目标是实施河、湖“水质目标管理”的基础和前提.本文基于环境条件决定生态系统结构以及自组织适应生态学原理,提出一种可促进水生态改善的太湖分区分时动态水质目标制定方法.该方法在出入湖河道流量情景及分区污染物浓度情景设计的基础上,进行不同情境下水生态系统要素时空演化的数值试验;然后以藻类生物量减小、沉水植物生物量增加为判据,构造水质目标优化模型;最后将湖泊水生态模型与水质目标优化模型耦合,判断各污染物浓度情景下水生态系统健康状况,进而确定不同时间尺度下太湖各分区总氮、总磷、氨氮、高锰酸盐指数等主要污染物指标的动态控制目标.结果表明:本方法制定的太湖各湖区分时水质目标相比传统的“静态”目标更能促进太湖水生态系统健康发展,并为太湖水环境的精细化管理提供了可能.

关键词：太湖水质目标分区分时段水生态改善

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呼伦湖鱼类群落结构及其渔业资源变化

湖泊科学 2016年第2期28卷 387-394页

作者：毛志刚谷孝鸿曾庆飞中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室南京210008

根据2014-2015年在呼伦湖进行的鱼类资源拖网调查,结合历年渔业捕捞资料,分析该水域的鱼类群落结构及渔业资源发展趋势.结果表明:本次调查共采获鱼类21种,隶属4目6科21属,其中鲤形目种类最多,占总数的81.0%;群落优势种为贝氏(Hemiculter... 详细信息

根据2014-2015年在呼伦湖进行的鱼类资源拖网调查,结合历年渔业捕捞资料,分析该水域的鱼类群落结构及渔业资源发展趋势.结果表明:本次调查共采获鱼类21种,隶属4目6科21属,其中鲤形目种类最多,占总数的81.0%;群落优势种为贝氏(Hemiculter bleekeri)、红鳍原鲌(Cultrichthys erythropterus)、鲤(Cyprinus carpio)、银鲫(Carassius auratus gibelio)和瓦氏雅罗鱼(Leuciscus waleckii),鱼类群落的丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和均匀度指数均偏低.东部、西部湖区间的鱼类群落组成存在一定差异,其中西部湖区的鱼类物种数量较少,但大中型鱼类比例及生物多样性较高.与历史资料相比,呼伦湖鱼类的物种数量下降,优势种组成发生较大变化,鱼类个体小型化趋势明显,而捕捞强度过大、湖泊富营养化加剧及气候水文条件变化是导致呼伦湖渔业资源衰退的主要因素.

关键词：鱼类种类组成生态类型优势种生物多样性渔业资源小型化呼伦湖

有色可溶性有机物(CDOM)吸收作为湖库化学需氧量监测替代指标的探讨

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湖泊科学 2020年第6期32卷 1575-1584,I0017,I0018页

作者：张运林朱广伟秦伯强周永强施坤中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室南京210008

化学需氧量是衡量水体中有机物量及污染程度的综合性指标,也是我国《地表水环境质量标准(GB 3838—2002)》的重要评价指标.然而,由于测定过程缓慢和使用了有毒有害试剂易于形成二次污染,现行标准的高锰酸钾和重铬酸钾化学需氧量测定方... 详细信息

化学需氧量是衡量水体中有机物量及污染程度的综合性指标,也是我国《地表水环境质量标准(GB 3838—2002)》的重要评价指标.然而,由于测定过程缓慢和使用了有毒有害试剂易于形成二次污染,现行标准的高锰酸钾和重铬酸钾化学需氧量测定方法无法做到环境友好,也不能反映当前快速和实时监测的技术需求.因此,迫切需要发展操作简便、快速高效、灵敏可靠、环境友好和环保绿色的化学需氧量替代检测方法.本文首先从文献计量学视角比较我国与世界上发达国家化学需氧量研究主题论文发文量,剖析了我国发展化学需氧量替代检测方法的迫切性.基于全国大范围65个湖库706个样本有色可溶性有机物吸收系数、化学需氧量和其他水质参数同步调查数据,构建广覆盖范围的有色可溶性有机物特征波长吸收系数和化学需氧量间高精度线性关系模型,确定了地表水环境质量评价的吸收系数阈值,模型可以广泛应用于不同类型(深水、浅水、大型、中型、小型)和不同营养状态(贫、中、富营养)湖库水体有机物浓度的定量表征,具有一定普适性.通过对比有色可溶性有机物吸收系数和传统的高锰酸钾、重铬酸钾法优势和不足,明确了有色可溶性有机物吸收系数替代化学需氧量用于湖库水体开展有机物表征和污染程度评价的可行性和应用前景.

关键词：有色可溶性有机物化学需氧量吸收系数湖库分光光度法

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长江中下游典型湖泊营养盐历史变化模拟

湖泊科学 2016年第4期28卷 875-886页

作者：郭娅于革中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室南京210008

湖泊营养盐变化在自然条件下受到气候水文因素控制,同时受到湖泊生态系统生物群落作用和反馈.作为动力机制探讨,本文试图基于水文和生态动力学方法,分别构建气候-流域水文作用于湖泊营养盐的外源模式和湖泊生物群落作用于湖泊营养盐的... 详细信息

湖泊营养盐变化在自然条件下受到气候水文因素控制,同时受到湖泊生态系统生物群落作用和反馈.作为动力机制探讨,本文试图基于水文和生态动力学方法,分别构建气候-流域水文作用于湖泊营养盐的外源模式和湖泊生物群落作用于湖泊营养盐的內源模式.针对长江中下游典型湖泊,经过控制实验和率定,发现营养盐模拟与观测数据在时间序列上达到90%百分位的正相关,因此用来模拟1640 1840 A.D.期间的营养盐演变历史.研究表明:(1)模拟的湖泊营养盐变化与沉积钻孔揭示的历史营养盐变化基本一致,沉积记录与模式模拟的7个湖泊的营养盐变化均显著相关;(2)气候因素是湖泊营养盐历史演变的主控因子,来自于湖泊生物群落的反馈作用贡献约占40%;(3)在温度和降水因子的驱动下,湖泊营养盐历史变化主要受降水控制,在极端干旱时期,60%的营养盐变化同步响应于降水变化.同时,面积在400 km2以下的湖泊营养盐对气候变化的响应比2000 km2以上的大湖更为敏感.研究结果对长江中下游湖泊营养状态的长期变化机理认识和趋势控制提供科学依据.

关键词：气候驱动湖泊生态系统生物量模拟总磷长期变化

超大城市洪涝灾害成因综合解析——以重庆市为例

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土木与环境工程学报（中英文） 2025年第1期47卷 1-10页

作者：仉文岗王云浩胡庆芳孙伟鑫金君良重庆大学土木工程学院重庆400045 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210029

近年来,极端天气事件呈现趋多趋强态势,变化环境下洪涝灾害频发给社会经济发展带来严峻挑战。重庆是中国西部超大城市和成渝城市群“双核”之一,主城区地貌以山地、丘陵为主,受上游江河来水和三峡库区回水的双重影响,洪涝灾害风险突出... 详细信息

近年来,极端天气事件呈现趋多趋强态势,变化环境下洪涝灾害频发给社会经济发展带来严峻挑战。重庆是中国西部超大城市和成渝城市群“双核”之一,主城区地貌以山地、丘陵为主,受上游江河来水和三峡库区回水的双重影响,洪涝灾害风险突出。以重庆市历年洪涝灾害事件为基础,梳理重庆市防涝减灾现状,分析水文、地理、地形、城市化、气象等因素对重庆市洪涝灾害发生频率和强度的影响,结合这些洪涝灾害致灾因子进一步对重庆市的孕灾环境和承灾体进行分析,提出针对重庆中心城区洪涝治理的对策建议。分析发现:重庆市洪涝灾害受多种因素综合影响,特殊的地理位置和山地城市的地形条件决定了重庆防洪治涝的艰巨性;重庆市河流纵横,山高谷深,完全具备发生洪涝灾害的孕灾条件;应充分考虑气象水文和经济社会发展的新情况,根据三峡水库等建成后的洪涝灾害特征和城区防洪防涝能力现状,及时优化城市洪涝灾害防御体系。

关键词：城市灾害洪涝灾害防灾减灾防洪规划

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