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利用机载激光雷达归一化水指数的水体提取

光学学报 2025年

作者：赵兴磊祝美丽胡克文周丰年山东农业大学信息科学与工程学院长江水利委员会水文局长江口水文水资源勘测局

归一化差异水指数(Normalized difference water index, NDWI)是一种经典的适用于遥感图像的水体提取指标，但复杂环境和卫星平台往往限制了遥感图像获取质量和灵活性。为实现水体空间分布信息的快速、灵活、准确获取，本文提出了一种... 详细信息

归一化差异水指数(Normalized difference water index, NDWI)是一种经典的适用于遥感图像的水体提取指标，但复杂环境和卫星平台往往限制了遥感图像获取质量和灵活性。为实现水体空间分布信息的快速、灵活、准确获取，本文提出了一种全新的适用于机载双频激光雷达（Light detection and ranging, Li DAR）点云的归一化差异水指数(NDWI-LiDAR)。首先，利用红外激光和绿激光原始测量数据进行激光脚点位置计算，分别获得红外和绿激光点云。其次，根据红外和绿激光在水体和陆地测量中的不同特性，给出NDWI-LiDAR的表达形式。然后，给出基于NDWI-LiDAR水指数的水/陆识别器并利用Otsu最大类间方差法确定水体提取阈值。最后，顾及相邻激光点的脉冲序号对误识别的水体点进行区分和剔除，得到最终水面激光点，实现基于机载Li DAR点云的水体提取。利用Optech CZMIL系统采集的实测Li DAR数据集验证了本文NDWI-LiDAR水指数和水体提取方法在水体提取中的正确性和有效性。与传统的单频激光点云随机抽样一致性方法相比，本文提出的NDWI-LiDAR水指数方法将水体点提取错误数降低了86.7%，水边线探测标准偏差降低了37%，结构相似性指数提高了0.03。本文NDWI-LiDAR水指数方法能充分发挥双频激光点云优势，实现水体空间分布信息的快速、准确获取。

关键词：机载激光雷达红外激光绿激光 NDWI-LiDAR 水指数

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变化环境下黑河上游径流演变规律分析

水土保持研究 2025年第2期32卷 61-71页

作者：宋爱英高秉俊贺彦甘肃省张掖水文水资源勘测中心甘肃张掖734000

[目的]河川径流是西北干旱区重要的水资源,辨析其变化特征及影响因素对于认识气候变化背景下的河流水文变化规律具有重要意义。[方法]以黑河上游为研究区域,根据水文站所控制的流域对黑河上游进行分区,基于黑河上游各水文站径流、降水... 详细信息

[目的]河川径流是西北干旱区重要的水资源,辨析其变化特征及影响因素对于认识气候变化背景下的河流水文变化规律具有重要意义。[方法]以黑河上游为研究区域,根据水文站所控制的流域对黑河上游进行分区,基于黑河上游各水文站径流、降水等数据,结合累积距平、Mann-Kendall检验、双累积曲线等方法,探讨气候变化背景下径流演变规律。[结果]1968—2022年黑河上游各分区年径流量变化均呈显著增加趋势,八宝河、野牛沟、区间干流和黑河上游年径流量分别以0.29亿m^(3)/10 a, 0.69亿m^(3)/10 a, 0.39亿m^(3)/10 a, 1.36亿m^(3)/10 a的速率增加,八宝河、野牛沟、区间干流对于黑河上游流域径流量的贡献率分别为28.11%,46.31%,25.58%,野牛沟对流域径流量贡献率最大,区间干流最小;八宝河、野牛沟、区间干流和黑河上游的年径流量分别在2002年、2006年、1979年和2002年发生了由少到多的突变,年径流量平均值突变后较突变前分别增加41.76%,29.78%,67.49%和29.53%,区间干流突变后较突变前年径流量年际变化大,其他各区年径流量年际差异性变小;降水和人类活动对八宝河流域径流变化的贡献率分别为63.89%和36.11%,对野牛沟流域径流变化的贡献率分别为55.22%和44.78%,对黑河上游径流量变化的贡献率分别为53.89%和46.51%。[结论]整体来说,气候变化背景下黑河上游的年径流量呈显著增加趋势,降水是径流变化的主要原因。

关键词：径流量突变归因分析黑河上游

黄河上中下游水沙变化特征及其驱动因素对比分析

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中国农村水利水电 2025年

作者：左超常兴辛朋磊张彦黄河水利委员会水文局黄河水利委员会河南水文水资源局江苏省水文水资源勘测局南通分局中国农业科学院农田灌溉研究所

基于2002-2022年黄河流域上中下游3个典型水文站（兰州、龙门和利津）的降水量、径流量和输沙量数据，利用Mann-Kendall趋势检验法、Pettitt突变检验法、水沙关系曲线以及双累积曲线分析了其水沙变化特征及其驱动因素，并计算了气候变... 详细信息

基于2002-2022年黄河流域上中下游3个典型水文站（兰州、龙门和利津）的降水量、径流量和输沙量数据，利用Mann-Kendall趋势检验法、Pettitt突变检验法、水沙关系曲线以及双累积曲线分析了其水沙变化特征及其驱动因素，并计算了气候变化和人类活动对径流量和输沙量变化的贡献率。结果表明：兰州水文站（汛期和非汛期）和利津水文站（非汛期）的径流量具有显著增加趋势且变化率分别为4.83亿m3/a、2.47亿m3/a和3.37亿m3/a，龙门水文站输沙量在非汛期具有显著的减小趋势且变化率为-128.01万t/a；各水文站降水量、径流量和输沙量的突变点具有一定的差异性，如汛期时兰州水文站、龙门水文站和利津水文站输沙量的突变点分别为2008年、2009年和2018年；兰州水文站（非汛期）和利津水文站（汛期和非汛期）的水沙关系拟合相对较好，其中龙门水文站（汛期）和利津水文站（非汛期）河道受径流侵蚀作用而使输沙量较大，兰州水文站（非汛期）和利津水文站（汛期）受到河道水流侵蚀能力最强；在非汛期人类活动对龙门水文站（径流量）和利津水文站（输沙量）的贡献率较大分别为94.69%和94.50%，降水对兰州水文站和龙门水文站输沙量的贡献率较大分别为99.54%和99.03%。研究成果可为黄河流域上中下游的水沙合理调控及生态环境高质量可持续发展提供一定的科学基础。

关键词：黄河流域水沙变化驱动因素趋势和突变分析贡献率

不同模式无人机摄影测量三维实景建模效率与质量评价

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水利水电快报 2025年

作者：张振军贾勇帅唐磊长江水利委员会水文局汉江水文水资源勘测局

为了兼顾测绘外业作业效率与成果质量，同时也为了给数字孪生工程赋能，提供可视化效果好、精度高且轻量的三维实景模型。以湖北省襄阳市汉江崔家营航电枢纽工程为研究区域，通过数据采集、模型构建、模型精度对三种不同作业模式下无人... 详细信息

为了兼顾测绘外业作业效率与成果质量，同时也为了给数字孪生工程赋能，提供可视化效果好、精度高且轻量的三维实景模型。以湖北省襄阳市汉江崔家营航电枢纽工程为研究区域，通过数据采集、模型构建、模型精度对三种不同作业模式下无人机摄影测量生产的三维实景模型的建模效率与模型质量进行了研究。结果表明：无人机下视单目镜头摄影测量方式建模兼顾了作业效率与成果质量，但是模型可视化效果较差，符合传统测绘生产单位的生产需求；倾斜摄影测量方式建模模型可视化效果较好、精度高，但是数据存储量大且内业处理时间长；云台旋转摄影测量方式建模模型可视化效果较好、数据存储量较低、精度高，符合数字孪生工程数据底板的需求。

关键词：三维实景模型轻量模型可视化质量评价

水文遥测终端技术在水文情报预报中的应用研究

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黑龙江环境通报 2025年第1期38卷 140-142页

作者：王莉湖北省恩施州水文水资源勘测局湖北恩施445000

近年来暴雨洪涝极端灾害的频发以及社会经济水平的迅猛发展,使得水文情报预报工作的作用日益突出。水文遥测终端技术作为一项新兴技术,其在水文情报预报中起到十分重要的作用。随着社会的不断发展和科技的进步,水文情报预报工作也应与... 详细信息

近年来暴雨洪涝极端灾害的频发以及社会经济水平的迅猛发展,使得水文情报预报工作的作用日益突出。水文遥测终端技术作为一项新兴技术,其在水文情报预报中起到十分重要的作用。随着社会的不断发展和科技的进步,水文情报预报工作也应与时俱进,要不断强化现代化技术的应用。基于此,本文根据遥测终端技术工作原理,探究遥测终端技术在水文情报预报中的应用价值和应用要点,以供借鉴。

关键词：水文遥测终端技术水文情报预报应用

基于变异系数法的沙颍河上游干流生态基流价值变化研究

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水力发电 2025年第1期51卷 11-15页

作者：王国重李中原卢圆章李永丽杨丹张继宇黄河水文水资源科学研究院河南郑州450004 河南省水利移民事务中心河南郑州450003 河南省水文水资源测报中心河南郑州450003 河南省周口水文水资源测报分中心河南周口466000 河南黄河河务局河南郑州450003

为了辨识生态基流价值变化规律,以沙颍河上游干流告成段、化行段、黄桥段2008年~2021年降水、蒸发、流量、人均用水量、人均GDP、水质达标率数据,建立影响生态基流因子体系,根据变异系数法和2021年生态基流价值,研究河段生态基流价值年... 详细信息

为了辨识生态基流价值变化规律,以沙颍河上游干流告成段、化行段、黄桥段2008年~2021年降水、蒸发、流量、人均用水量、人均GDP、水质达标率数据,建立影响生态基流因子体系,根据变异系数法和2021年生态基流价值,研究河段生态基流价值年际变化。研究表明:告成段生态基流价值在0.483亿~4.726亿元波动、化行段在10.106亿~79.954亿元变化、黄桥段变化范围是7.201亿~46.431亿元;告成段、黄桥段水质因子所占权重最大,其次是流量、降水量因子;化行段因水质较优,流量因子所占权重最大,水质、降水量因子次之;经济、蒸发量、用水量因子在各河段的权重均较小,对生态基流价值的影响不大。河段年均流量与降水量排序为黄桥段>化行段>告成段,但生态基流价值排序为化行段>黄桥段>告成段,说明生态基流价值首先取决于水质,其次是流量与降水量。

关键词：生态基流价值变异系数法权重变化沙颍河上游干流

黄棕壤典型草地不同根系结构土壤团聚体稳定性季节变化特征

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水土保持研究 2025年第1期32卷 66-72页

作者：杨程高歌雷少华耿韧周岩金秋赵广举卢慧中孙国昌流域水土保持江西省重点实验室南昌330029 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 江苏省水文水资源勘测局南京210005 连云港市连云区农林水利局江苏连云港222005

[目的]探究黄棕壤草地不同根系结构下土壤团聚体稳定性随季节的变化特征及其影响因素,为区域水土流失治理提供理论和实践依据。[方法]借助配对T检验分析须根系(狗尾草)、直根系(青蒿)和裸地对照3类样地间土壤团聚体稳定性季节变化差异,... 详细信息

[目的]探究黄棕壤草地不同根系结构下土壤团聚体稳定性随季节的变化特征及其影响因素,为区域水土流失治理提供理论和实践依据。[方法]借助配对T检验分析须根系(狗尾草)、直根系(青蒿)和裸地对照3类样地间土壤团聚体稳定性季节变化差异,借助Pearson相关分析确定影响土壤团聚体稳定性季节变化的因素,并使用回归分析建立土壤团聚体稳定性拟合方程。[结果]狗尾草样地和青蒿样地土壤团聚体稳定性随季节变化出现明显的波动,均与裸地样地差异性显著(p0.05)。狗尾草样地和青蒿样地土壤团聚体稳定性受根系密度影响显著(p<0.05),此外,青蒿样地土壤团聚体稳定性与土壤紧实度存在显著相关性。非线性回归分析表明,土壤团聚体稳定性可以用根系密度和土壤紧实度很好地拟合(R^(2)=0.730,NSE=0.730)。[结论]两种草地的根系结构均可以提升黄棕壤的土壤团聚体稳定性,并显著影响土壤团聚体稳定性的季节变化特征。但不同根系结构对土壤团聚体稳定性的影响无明显差异。

关键词：土壤团聚体稳定性季节变化植物根系根系类型

基于层次分析和GIS的河北省水资源承载力研究

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水利技术监督 2025年第1期 56-58页

作者：孟子君河北省张家口水文勘测研究中心河北张家口075000

为客观评估河北省水资源状况,以县级行政区划为基本评价单元,采用层次分析法(AHP)确定各评价指标的权重,利用线性加权模型结合GIS技术评价了县级单元水资源承载力指数。结果表明,冀东、冀南局部水系密集区的水资源承载力较高,而冀中平... 详细信息

为客观评估河北省水资源状况,以县级行政区划为基本评价单元,采用层次分析法(AHP)确定各评价指标的权重,利用线性加权模型结合GIS技术评价了县级单元水资源承载力指数。结果表明,冀东、冀南局部水系密集区的水资源承载力较高,而冀中平原、环渤海等水资源承载力较低;省域水资源承载力总体较低,过半地区处于较低或极低级别,地区水资源供需矛盾突出。研究为河北省水资源开发利用提供参考。

关键词：承载水资源力地理信息系统空间分析河北省水资源

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周口地区水资源现状及保护措施

地域研究与开发 1996年第3期15卷 90-94页

作者：翟公敏河南省周口水文水资源勘测局

分析了地表水与地下水资源的盈亏和水污染现状，阐明了水资源面临的危机和水环境恶化的严峻形势；预测了２０００年水资源供需趋势和水环境污染趋势，提出了水资源保护和水污染防治的具体措施和建议。

关键词：水资源保护措施周口地区水环境污染