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基于叶冠尺度高光谱的冬小麦叶片含水量估算

光谱学与光谱分析 2020年第3期40卷 891-897页

作者：陈秀青杨琦韩景晔林琳史良胜武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室

叶片含水量(leaf water content,LWC)的快速监测对于作物的干旱诊断和灌溉决策至关重要。以叶片、冠层两个尺度,原始、一阶导数两种光谱处理形式的高光谱数据为基础,采用两波段植被指数如归一化差分(normalized difference spectral ind... 详细信息

叶片含水量(leaf water content,LWC)的快速监测对于作物的干旱诊断和灌溉决策至关重要。以叶片、冠层两个尺度,原始、一阶导数两种光谱处理形式的高光谱数据为基础,采用两波段植被指数如归一化差分(normalized difference spectral index,NDSI)和比值光谱指数(ratio spectral index,RSI),偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)和竞争自适应重加权采样-偏最小二乘回归(competitive adaptive reweighted sampling-partial least squares regression,CARS-PLSR)三种方法对叶片含水量进行建模分析,以确定最佳冬小麦叶片含水量预测模型。结果表明:三种方法中,基于叶片一阶导数光谱的CARS-PLSR模型对LWC的预测效果最好,LWC的预测值与实测值高度重合(R^2=0.969,RMSE=0.164,RRMSE=6.00%)。相同条件下,三种方法的叶片光谱模型对LWC的预测效果均优于冠层光谱模型。在两波段指数模型以及PLSR模型中,原始光谱模型对LWC的预测效果优于一阶导数光谱模型,而在CARS-PLSR模型中结果相反。在两波段指数模型中,RSI比NDSI具有更高的估算精度。研究表明,通过竞争自适应重加权采样方法提取敏感波段后所建立的偏最小二乘回归预测模型,无论是预测精度还是建模精度,与两波段指数和偏最小二乘回归模型相比都有了显著提高,该方法可为精准快速地监测冬小麦旱情以及灌溉决策提供参考。

关键词：叶片含水量偏最小二乘回归竞争性自适应重加权采样冬小麦高光谱遥感

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基于气象旱涝指数的旱涝急转事件识别方法

地理学报 2019年第11期74卷 2358-2370页

作者：杨家伟陈华侯雨坤赵英陈启会许崇育陈杰武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室

基于长江流域212个气象站点1961-2017年的日降水资料,借助标准化加权平均降水指数(SWAP),结合多门槛游程理论,提出一种识别旱涝急转事件的新方法。方法应用于旱涝急转事件高发的长江流域,分别从典型站点旱涝事件分析、区域典型旱涝急转... 详细信息

基于长江流域212个气象站点1961-2017年的日降水资料,借助标准化加权平均降水指数(SWAP),结合多门槛游程理论,提出一种识别旱涝急转事件的新方法。方法应用于旱涝急转事件高发的长江流域,分别从典型站点旱涝事件分析、区域典型旱涝急转事件分析、旱涝急转事件时空分布规律分析等角度,探讨了长江流域1961-2017年旱涝急转事件规律。结论显示:①SWAP指数对于旱涝事件具有良好的识别能力。②聚类方法可聚合相似旱涝急转事件,2011年长江中下游旱涝急转事件中干旱事件占主导地位,持续时间远长于洪涝事件。③长江流域旱涝急转事件呈现明显的区域规律:上游发生频率较低,中下游偏高;此外,长江流域多数分区近期旱涝急转事件发生频率呈现上升趋势。研究结果表明,基于SWAP指数并结合多门槛游程理论的方法能够比较准确地识别旱涝急转事件,可进一步应用于旱涝急转事件的预测及评估中。

关键词：旱涝急转平均降水指数(SWAP) 多门槛游程理论聚类

土石过水围堰条件下的水电工程施工进度风险研究

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系统工程理论与实践 2013年第6期33卷 1622-1627页

作者：陈述胡志根武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072

土石过水围堰条件下的水电工程施工,受基坑淹没和基坑恢复时间的随机性影响,工序历时估计、有效施工天数和规定完工日期等因素具有不确定性、使其施工进度延误无法预知.基于施工进度风险的这种占线特性,分析水电工程施工进度风险因素,... 详细信息

土石过水围堰条件下的水电工程施工,受基坑淹没和基坑恢复时间的随机性影响,工序历时估计、有效施工天数和规定完工日期等因素具有不确定性、使其施工进度延误无法预知.基于施工进度风险的这种占线特性,分析水电工程施工进度风险因素,建立占线进度风险模型,计算占线策略的竞争比.依据一般占线策略与离线最优策略的关系,引入风险补偿模型,根据决策人不同的风险容忍度和未来预期,优化风险补偿策略,为水电工程的施工进度决策提供了理论支持.

关键词：土石过水围堰施工进度占线特征风险补偿

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施工导流方案多属性群协商决策

系统工程理论与实践 2014年第5期34卷 1324-1329页

作者：薛进平胡志根刘全武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072

针对异质群体参与的施工导流方案风险型多属性决策问题,分析导流方案决策主体面临不同属性时所对应的偏好尺度和评价效用的差异性,引入群体协商集结理论,提出基于可能度矩阵表征的导流方案群决策策略.通过对各属性下导流方案决策主体的... 详细信息

针对异质群体参与的施工导流方案风险型多属性决策问题,分析导流方案决策主体面临不同属性时所对应的偏好尺度和评价效用的差异性,引入群体协商集结理论,提出基于可能度矩阵表征的导流方案群决策策略.通过对各属性下导流方案决策主体的非一致性、模糊性意见进行协商集结,计算属性权重的协商区间.基于蒙特卡罗模拟仿真技术,计算随机权重向量下导流方案两两间的优胜概率,得到描述导流方案优胜程度的模糊互补判断矩阵,据此进行备选方案的优先排序,并给出了排序的可信度.实例验证了该方法的可行性和有效性.研究为多属性群决策视角下导流方案的优选提供了理论基础和决策支持.

关键词：施工导流群决策协商异质群体蒙特卡罗属性

基于能量的鄱阳湖—长江相互作用表征指标研究

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地理学报 2017年第9期72卷 1645-1654页

作者：邓金运范少英武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072

鄱阳湖与长江之间存在着复杂的相互作用关系,决定着江湖水沙交换,对整个区域的水资源、防洪、航运、生态环境等均具有重要影响。本文基于能量的观点,在从新的角度解释鄱阳湖和长江相互作用原理的基础上,构建了江湖相互作用的表征指标—... 详细信息

鄱阳湖与长江之间存在着复杂的相互作用关系,决定着江湖水沙交换,对整个区域的水资源、防洪、航运、生态环境等均具有重要影响。本文基于能量的观点,在从新的角度解释鄱阳湖和长江相互作用原理的基础上,构建了江湖相互作用的表征指标—能差Fe,对20世纪50年代以来江湖作用关系变化进行了研究。结果表明,自20世纪50年代以来,Fe值整体呈现增加趋势,说明长江作用减弱,鄱阳湖作用不断增强。三峡水库蓄水运用对江湖关系产生了重要影响,进一步削弱了长江作用。从年内变化来看,由于三峡水库的调节,枯水期长江作用略有增强,汛末长江作用减弱较大。江湖作用一定程度上影响着湖区旱涝灾害的产生,当五河来流较大且长江顶托作用明显时,易发生洪涝;当五河来流较小但又对长江有明显的补水作用时,易发生旱情,三峡水库蓄水使湖区9-10月更易发生干旱。

关键词：鄱阳湖长江江湖关系三峡大坝表征指标

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气候与土地利用变化对汉江流域径流的影响

地理学报 2020年第11期75卷 2307-2318页

作者：田晶郭生练刘德地陈启会王强尹家波吴旭树何绍坤武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072

作为联结大气圈和地圈的纽带,水文循环同时承受气候变化和土地利用/覆被变化(LUCC)的双重影响,然而大多数的水文响应研究主要关注未来气候变化对径流的影响,忽略了未来LUCC的作用。因此,本文的研究目的是评估未来气候变化和LUCC对径流... 详细信息

作为联结大气圈和地圈的纽带,水文循环同时承受气候变化和土地利用/覆被变化(LUCC)的双重影响,然而大多数的水文响应研究主要关注未来气候变化对径流的影响,忽略了未来LUCC的作用。因此,本文的研究目的是评估未来气候变化和LUCC对径流的共同影响。首先采用2种全球气候模式(BCC-CSM1.1和BNU-ESM)输出,基于DBC降尺度模型得到未来气候变化情景;然后,利用CA-Markov模型预测未来LUCC情景;最后,通过设置不同的气候和LUCC情景组合,采用SWAT模型模拟汉江流域的未来径流过程,定量评估气候变化和LUCC对径流的影响。结果表明:①未来时期汉江流域的年降水量、日最高、最低气温相较于基准期(1966—2005年),在RCP 4.5和RCP 8.5浓度路径下,分别增加4.0%、1.8℃、1.6℃和3.7%、2.5℃、2.3℃;②2010—2050年间,流域内林地和建设用地的面积占比将分别增加2.8%和1.2%,而耕地和草地面积占比将分别减少1.5%和2.5%;③与单一气候变化或LUCC情景相比,气候变化和LUCC共同影响下的径流变化幅度最大,在RCP 4.5和RCP 8.5浓度路径下未来时期年平均径流分别增加5.10%、2.67%,且气候变化对径流的影响显著大于LUCC。本文的研究结果将有助于维护未来气候变化和LUCC共同影响下汉江流域的水资源规划与管理。

关键词：气候变化土地利用/覆被变化 CA-Markov模型径流响应汉江流域

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基于欧拉模型的淹没射流冲刷数值模拟

中国科学：技术科学 2011年第12期41卷 419-425页

作者：钱忠东胡晓清槐文信薛万云武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072

采用Eulerian双流体模型对二维淹没射流作用下的无粘性沙床冲刷进行数值模拟,水沙两相间以及沙粒之间的相互作用通过动量交换和相间作用力体现.分别针对Aderibigbe等人的轴对称实验和本文设计的平面二维实验进行计算,动态平衡状态下冲... 详细信息

采用Eulerian双流体模型对二维淹没射流作用下的无粘性沙床冲刷进行数值模拟,水沙两相间以及沙粒之间的相互作用通过动量交换和相间作用力体现.分别针对Aderibigbe等人的轴对称实验和本文设计的平面二维实验进行计算,动态平衡状态下冲坑剖面形态的计算结果与实验结果吻合较好.分析结果表明:不同冲刷强度下射流水体速度场具有不同的特征;沙粒受水体作用力、重力和沙粒间的摩擦力的综合作用,在沙粒的密度、直径、孔隙度等参数均相同的条件下,水体作用力决定沙粒的运动方式,从而影响冲坑的最终形态;孔隙度是影响冲坑形态的重要因素,在本文的研究范围内,随着孔隙度的增加,孔隙水的流速增大,冲坑深度增加.

关键词：冲刷射流 Eulerian模型数值模拟

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施工导流方案动态交互协商决策

系统工程理论与实践 2014年第11期34卷 2995-3000页

作者：薛进平胡志根刘全武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072

施工导流方案的选择需要业主、设计和施工单位通过协商实现.针对协商过程的动态性和交互性,基于群组风险决策理论,建立促进方案决策螺旋推进的交互模型.采用加权平均算子集结决策者的评价信息,以决策者评价与群体评价一致作为交互决策... 详细信息

施工导流方案的选择需要业主、设计和施工单位通过协商实现.针对协商过程的动态性和交互性,基于群组风险决策理论,建立促进方案决策螺旋推进的交互模型.采用加权平均算子集结决策者的评价信息,以决策者评价与群体评价一致作为交互决策的目标导向,通过自适应迭代模拟决策者之间的协商过程,挖掘决策者最优价值的评价信息.在此基础上,计算各导流方案的得分函数和精确函数,据此进行导流方案的优劣排序.实例验证了该方法的可行性和有效性,可为交互协商视角下导流方案的优选提供理论基础.

关键词：施工导流方案决策直觉模糊自适应迭代动态交互群决策

三峡水库175 m试验性蓄水期调度运行对洞庭湖蓄水量变化的影响

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湖泊科学 2019年第6期31卷 1713-1725页

作者：付湘赵秋湘孙昭华武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室

长江干流与洞庭湖存在复杂的并联型分汇关系,当三峡水库调度改变长江径流过程时,会引起洞庭湖年内槽蓄量的变化,对于洞庭湖地区防洪、水资源配置和水环境保护产生显著的影响.本文建立了枝城至螺山站的荆江-洞庭湖水流模型,利用2008-201... 详细信息

长江干流与洞庭湖存在复杂的并联型分汇关系,当三峡水库调度改变长江径流过程时,会引起洞庭湖年内槽蓄量的变化,对于洞庭湖地区防洪、水资源配置和水环境保护产生显著的影响.本文建立了枝城至螺山站的荆江-洞庭湖水流模型,利用2008-2017年的三峡水库实际调度日数据,分析有、无三峡水库调度两种情况下洞庭湖槽蓄量的变化过程,同时利用建库前和近期的水位流量关系反映河道过流能力,分析了河道调整的影响.结果表明:由河道调整引起的槽蓄量变化在汛前消落期、汛期、汛末蓄水期和枯水期分别为-3.06%、0.12%、-0.01%和-13.31%.有三峡水库影响情况下,汛前消落期由于荆江"三口"进入洞庭湖的多年平均总径流增加23.94%,洞庭湖出口处城陵矶多年平均水位升高0.53 m,阻碍了洞庭湖出流,洞庭湖多年平均槽蓄量增长13.30%;汛期由于荆江"三口"分流量减少3.54%,城陵矶水位降低0.02 m导致出湖流量增多,因此洞庭湖多年平均槽蓄量减少0.20%;在汛末蓄水期,荆江"三口"分入洞庭湖的多年平均总径流量减少37.18%,城陵矶多年平均水位降低1.33 m,导致出湖流量增多,因而洞庭湖多年平均槽蓄量减少27.74%;在枯水期,荆江"三口"多年平均总径流量增加5.61%,城陵矶多年平均水位上升0.07 m,最终洞庭湖多年平均枯期槽蓄量增加2.96%.

关键词：三峡水库洞庭湖槽蓄量水流模型荆江"三口" 城陵矶水位