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融合结构信息的双阶段多模态影像配准方法

激光与光电子学进展 2025年

作者：杨正维黄俊伟冯超李霞张泽龙云南省水利水电勘测设计院有限公司云南省水利水电勘测设计研究院

由于传感器间的成像机理不同，多模态遥感影像间存在显著的非线性辐射差异，导致影像配准困难。针对这一问题，提出了一种基于结构信息的双阶段多模态影像配准方法。首先在粗配准阶段，结合旋转不变特征变换算法，利用log-Gabor滤波器... 详细信息

由于传感器间的成像机理不同，多模态遥感影像间存在显著的非线性辐射差异，导致影像配准困难。针对这一问题，提出了一种基于结构信息的双阶段多模态影像配准方法。首先在粗配准阶段，结合旋转不变特征变换算法，利用log-Gabor滤波器提取影像结构信息并构建最大索引图，使用FREAK描述符对关键特征进行描述，从而消除不同传感器成像条件下的特征描述差异。在精匹配阶段，基于log-Gabor卷积图像信息，设计了密集的三维模板结构特征表示，并采用三维相位相关匹配策略进行特征对应，提升了配准的精度与效率。通过在光学-光学、光学-红外、光学-深度、光学-地图、光学-SAR和昼夜六种多模态遥感数据集的实验验证，结果表明，本方法各指标优于SAR-SIFT、RIFT和SRIF算法，正确匹配数分别提高123.91、4.09倍和2.82倍，所提算法具有显著优势与鲁棒性。

关键词：多模态影像影像配准双阶段 log-Gabor滤波三维相位相关

江苏高邮灌区水稻需水量时频域特征及影响因素分析

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农业工程学报 2025年

作者：侯苗杨星齐斐翁松干鞠艳张雯叶王志寰江苏省水利科学研究院

水稻需水量研究面临多方面挑战，包括海量数据处理、时空尺度变化的复杂性，这使得采用单一方法难以捕捉其关键特征。因此，为解决单一方法难以捕捉水稻需水量变化的关键特征的困难，该研究提出了一种时域和频域相结合的需水量关键影响... 详细信息

水稻需水量研究面临多方面挑战，包括海量数据处理、时空尺度变化的复杂性，这使得采用单一方法难以捕捉其关键特征。因此，为解决单一方法难以捕捉水稻需水量变化的关键特征的困难，该研究提出了一种时域和频域相结合的需水量关键影响因素识别方法。利用Penman-Monteith公式，基于7个气象指数、4个环流指数，研究了高邮灌区1980—2021年水稻生育期内作物需水量（crop water requirement,ETc）和灌溉需水量（irrigation water requirement,IR）特征，并从时频域角度，综合Pearson相关性、小波、投影长度和M-K检验等分析方法，结合能量分区，提出了水稻需水量关键影响因素的分析方法，识别水稻需水量关键影响因素及变化趋势。结果表明：1)ETc和IR多年均值分别为532.88、285.04 mm/a；年际距平显示，ETc和IR在2000年由偏少向偏多转变；月度变化显示，每年8月需水量最高，10月最低；2)ETc和IR存在2个主能量区（I、II区），I区相对II区，时间尺度更大、周期更长；ETc在I、II区分别受到相对湿度、日照时长主导，其中相对湿度领先ETc约1/2周期，日照时长与ETc无相位差；IR在I、II区均受降水量主导，二者相位差均为1/2周期；3)从能量分区及相关性的分析结果来看，ETc的关键影响因素是日照时长和相对湿度，分别呈显著负相关和正相关；IR的关键影响因素是降水量，两者呈显著负相关。总体来看，ETc和IR与关键影响因素呈现了一种“主震有序、余震不断”的特点；4)ETc和IR呈现缓慢震荡上升趋势，在2005年后更为明显。研究提出的需水量关键影响因素识别方法，可为高邮灌区水稻及其他区域作物合理灌溉制度的制定提供参考。

关键词：水稻需水量时频域 Penman-Monteith公式相关性影响因素

灌溉总渠河口段挡沙闸选址及优化数值模拟研究

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水利水运工程学报 2025年

作者：张娟王科亮夏辉徐莉萍陈洪程王志力薛博升江苏省水利勘测设计研究院有限公司南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室

入海河口挡潮闸是维持其上游河段灌溉和航运功能的重要水利枢纽，然而我国建闸河口普遍存在海相沉积物输入造成的淤积问题。以苏北灌溉总渠末级枢纽六剁南闸为例，针对在枢纽下游建造挡沙闸这一减淤措施，通过二维水沙数学模型研究闸址... 详细信息

入海河口挡潮闸是维持其上游河段灌溉和航运功能的重要水利枢纽，然而我国建闸河口普遍存在海相沉积物输入造成的淤积问题。以苏北灌溉总渠末级枢纽六剁南闸为例，针对在枢纽下游建造挡沙闸这一减淤措施，通过二维水沙数学模型研究闸址变化及闸门调度对引河段冲淤过程的影响。研究结果表明，现状六剁南闸下游河段存在一冲淤分界点，分界点位置逐渐向下游移动，其上游河段存在严重淤积（淤积厚度达3.12 m），而下游河段呈略微冲刷（最大冲深0.06 m）；枢纽下游挡沙闸的修建和合理调度降低了河口泥沙向上游的净输运，有效缓解了引河段的淤积问题；挡沙闸下游普遍存在冲刷趋势（冲深0～0.05 m），而其上游存在一定的淤积（淤高0～0.5 m）；随着挡沙闸位置向下游移动，其下游河段冲刷增强，上游河段的淤积减弱。

关键词：建闸河口淤积泥沙输运挡沙闸减淤

基于改进鹦鹉优化算法的混凝土热学参数反演分析

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中国农村水利水电 2025年

作者：熊骥王治国刘棋成贾龙李琦王峰湖北省水利水电科学研究院湖北省水利水电规划勘测设计院有限公司三峡大学水利与环境学院

混凝土施工环境复杂多变，其热学参数的精确性对计算结果至关重要。因此，本文提出了一种基于鹦鹉优化算法的大体积混凝土热学参数反演方法，旨在解决规范或试验所得热学参数与实际工况下存在差异的局限性。由于鹦鹉算法搜索方式的特殊... 详细信息

混凝土施工环境复杂多变，其热学参数的精确性对计算结果至关重要。因此，本文提出了一种基于鹦鹉优化算法的大体积混凝土热学参数反演方法，旨在解决规范或试验所得热学参数与实际工况下存在差异的局限性。由于鹦鹉算法搜索方式的特殊性，致使其搜索效率略显不足。针对该现象引入随机停留策略对鹦鹉优化算法进行改进，通过引入三角游走及Levy飞行策略，显著增强了算法的全局搜索能力和求解效率。通过IEEE CEC 2022的12项标准测试函数，对比改进鹦鹉优化算法与三种传统算法，结果显示其性能显著优于后者。将改进后的算法应用于金沙江下游某混凝土拱坝，实现了最终绝热温升、表面放热系数、温升规律参数的有效反演。结果表明，相比传统方法，本文方法能够更有效地减少模拟温度与实测温度之间的偏差，提高反演精度，为相关工程结构的热性能分析与优化提供了有力的技术支持和实用参考。

关键词：大体积混凝土鹦鹉优化算法热学参数反演分析通水冷却

基于高光谱的不同林分冠层可燃物水分特征研究

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南京林业大学学报(自然科学版) 2025年

作者：张水锋张金池张阳郑怀兵顾哲衍刘鑫南京警察学院南京林业大学江苏省水土保持与生态修复重点实验室国家林业和草原局华东调查规划院江苏省水利勘测设计研究院有限公司

【目的】林分冠层可燃物水分参数在森林植物生理状态与火灾风险评估中发挥着重要的作用，本研究主要探讨了利用野外高光谱探测数据估算植被冠层可燃物水分特征参数的方法，为快速无损地获取植被冠层水分特征信息以评估森林可燃物火险提... 详细信息

【目的】林分冠层可燃物水分参数在森林植物生理状态与火灾风险评估中发挥着重要的作用，本研究主要探讨了利用野外高光谱探测数据估算植被冠层可燃物水分特征参数的方法，为快速无损地获取植被冠层水分特征信息以评估森林可燃物火险提供新的途径。【方法】针对马尾松（Pinus massoniana）、火炬松（Pinus taeda）、香樟（Cinnamomum camphora）和石楠（Photinia serratifolia）共4种林分的冠层样本，通过野外采样测定和室内实验获取了样本叶片的光谱反射数据、叶面积、鲜重和烘干重量，以及林分样本的叶面积指数（LAI）等数据，并分别对LAI和水分特征变量(FMC、EWT、FMCC和EWTC)及其相关性进行了分析。采用了偏最小二乘回归法（PLSR）和人工神经网络法（ANN）对水分特征参数FMCC和EWTC进行预测估算。【结果】4种林分的FMCC和EWTC汇总样本的估算和验证过程表明，PLSR方法的决定系数均大于ANN，而均方根误差则均小于ANN。在4种不同类型林分冠层可燃物的水分特征变量EWTC与FMCC值估算中，采用PLSR方法分析的R2均值为0.73，RMSEcv均值为0.22，马尾松表现最优(FMCC，R2=0.80，RMSECV=0.02；EWTC，R2=0.74，RMSECV=0.19)；而采用ANN方法的R2CV均值为0.76，RMSECV均值为0.20，采用ANN-2作为输入的马尾松的FMCC值估算(R2CV=0.91，RMSECV=0.12)和火炬松的EWTC值估算(R2CV=0.90，RMSECV=0.01)表现最优。【结论】EWTC与FMCC均可从反射光谱中获得较为准确的预测，FMCC作为一种基于质量的变量，通过PLSR和ANN方法均可获得高于基于面积的变量EWTC的估算精度。在决定光谱发射率方面，植物质量可能比植物面积发挥更大的作用，即可燃物的质量因素对光谱反射率水分特征反演的影响更大，叶片面积影响则相对较小。总体来看，野外探测的林分冠层高光谱数据用于估算可燃物水分特征参数的效果较好，可辅助支撑森林可燃物火险预测预报和风险等级评估。

关键词：高光谱冠层可燃物含水率等效水厚度北亚热带

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三江汇合口山区强弯河道洪水淹没研究

水电能源科学 2025年

作者：林斌福建省水利水电勘测设计研究院有限公司

基于福建省顺昌县城区河段整体二维数学模型,对不同洪水组合下山区强弯河道的洪水特征及其淹没情况开展研究。结果表明,受复杂洪源影响,汇合口至弯顶上游侧河段表现出不同的水面横比降沿程分布和流速重分布特征,在洪水组合1时具有更为... 详细信息

基于福建省顺昌县城区河段整体二维数学模型,对不同洪水组合下山区强弯河道的洪水特征及其淹没情况开展研究。结果表明,受复杂洪源影响,汇合口至弯顶上游侧河段表现出不同的水面横比降沿程分布和流速重分布特征,在洪水组合1时具有更为显著的水面横比降,凹岸水位大幅高于组合2;水动力轴线偏向凸岸,而组合2时偏向凹岸;该类型河道的弯道水流特征导致两岸洪水淹没差异大,在洪水防控中应从水位、流速两方面考虑不利工况。研究成果可为当地防洪体系建设及防汛抢险提供科学依据,并为其他类似河段的洪水淹没分析提供技术参考。

关键词：不同洪水组合强弯河道汇合口洪水淹没二维数值模拟

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海平面上升对珠江口风暴潮的影响分析

人民珠江 2025年

作者：胡耀辉王志力张娟吴昱甫南京水利科学研究院江苏省水利勘测设计研究院有限公司

气候变化导致的海平面上升对沿海地区海岸工程的安全产生了严重威胁。通过建立一个天文潮-风暴潮耦合模型，对珠江口近岸海域的风暴潮进行了数值模拟。利用历史台风事件下的观测数据对模型进行了验证。研究结果表明：①海平面上升1 m对... 详细信息

气候变化导致的海平面上升对沿海地区海岸工程的安全产生了严重威胁。通过建立一个天文潮-风暴潮耦合模型，对珠江口近岸海域的风暴潮进行了数值模拟。利用历史台风事件下的观测数据对模型进行了验证。研究结果表明：①海平面上升1 m对天文潮位的影响比海平面上升0.45 m更为明显，同时，海平面上升增大了天文潮差；②海平面上升对风暴潮增水的影响并不显著，同时，对珠江口口门内风暴潮增水的变化呈现空间非均匀特征，珠江口东北侧增水增加，西南侧增水减小；③海平面的上升将导致风暴潮的峰值水位提前。例如，海平面上升1 m的情况下，赤湾站峰值水位提前了10 ～ 15 min。海平面上升不仅影响天文潮位，还会影响风暴潮的峰值水位出现时间，这对沿海地区的防洪措施提出了新的挑战。此外，不同区域受海平面上升的影响存在差异，需要针对特定地区采取不同的应对策略。

关键词：海平面上升台风天文潮风暴潮增水珠江口

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平原地区低扬程泵站方案比选及设计

水利技术监督 2025年第1期 291-295页

作者：周静姝陈洪程孙云翰蒋肇冰周伊江苏省水利勘测设计研究院有限公司江苏扬州225127

平原地区多采用低扬程泵站进行调水灌溉,文章通过对类似泵站选用装置的调查分析,以某平原灌溉站为例,基于竖井贯流泵和潜水贯流泵两种水泵装置,从机组台数、土建结构、工程造价、工程布置及施工条件、后期运行管理等方面进行比选,选取... 详细信息

平原地区多采用低扬程泵站进行调水灌溉,文章通过对类似泵站选用装置的调查分析,以某平原灌溉站为例,基于竖井贯流泵和潜水贯流泵两种水泵装置,从机组台数、土建结构、工程造价、工程布置及施工条件、后期运行管理等方面进行比选,选取成熟的水力模型特性来估算原型机组的性能,换算原型水泵性能曲线,并对推荐方案进行站身稳定计算,研究成果可为类似泵站工程提供一定的参考价值。

关键词：泵站灌溉站结构设计贯流泵方案比选

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大型输水渠道工程滑坡成因分析及处理

水利规划与设计 2025年第2期 150-154页

作者：冯细霞陈雷姚晓敏保庆顺湖北省水利水电规划勘测设计院有限公司

鄂北地区水资源配置工程是解决鄂北地区资源性缺水的有效途径，其某段渠道发生滑坡，严重影响工程安全运行。为了防止滑坡进一步发展，文章采用现场调查结合极限平衡方法对该渠道滑坡成因进行分析，并提出有效处理措施。结果表明，该段... 详细信息

鄂北地区水资源配置工程是解决鄂北地区资源性缺水的有效途径，其某段渠道发生滑坡，严重影响工程安全运行。为了防止滑坡进一步发展，文章采用现场调查结合极限平衡方法对该渠道滑坡成因进行分析，并提出有效处理措施。结果表明，该段渠道土体具有弱膨胀性，遇水浅表胀缩产生裂隙，发生牵引式滑坡；采取改性土换填的处理措施后，滑坡体安全系数均满足要求。滑坡的成功处理，保障了工程安全运行，对类似滑坡具有显著指导和借鉴意义。

关键词：大型输水渠道工程滑坡成因分析处理膨胀土