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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

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

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高坝大库陡深水域测深装备研究

人民长江 2025年

作者：孙征安李启涛孙振勇陈绪刚胥洪川长江水利委员会水文局长江上游水文水资源勘测局湖北海派海洋科技发展有限公司

在三峡、金沙江下游等高坝大库陡深水域测深应用中，常规单波束测深仪受测船姿态、延迟效应、波束角效应等影响，导致水下测深精度降低。为提高高坝大库陡深水域的测深精度，提出一种声惯式一体测深装备设计方案，通过姿态传感器内置和... 详细信息

在三峡、金沙江下游等高坝大库陡深水域测深应用中，常规单波束测深仪受测船姿态、延迟效应、波束角效应等影响，导致水下测深精度降低。为提高高坝大库陡深水域的测深精度，提出一种声惯式一体测深装备设计方案，通过姿态传感器内置和超宽带换能器应用，将姿态传感器和单波束换能器一体化研制，解决了姿态补偿和时间同步问题，并在一定程度上有效降低波束角效应的影响。测深装备在三峡、乌东德库区的近坝区开展陡深水域测试研究，测试表明：各断面不同航次的吻合性较好，具有较高的内符合精度；在两个基准场上进行定点测试，水深测量相对偏差均为0.01%，定点高程中误差0.11m和0.07m。该测深装备能够满足高坝大库陡深水域水文泥沙监测需要，有效提升了高坝大库陡深水域水文泥沙监测技术能力。

关键词：高坝大库陡深水域水文泥沙监测声惯式一体测深装备姿态传感器超宽带换能器

赤水市大石河小流域不同土地利用类型汛期产流产沙特征

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中国水土保持 2025年第1期 68-71+75页

作者：顾再柯黄森黄金权李力贵州省水土保持监测站赤水市水务局长江水利委员会长江科学院

对赤水市大石河小流域赤水试验站12个径流小区2020年汛期(5—9月)的降雨、径流和泥沙数据进行了分析，探究不同土地利用类型径流小区产流产沙与降水的相关性及水沙关系。结果表明：(1)试验站降水及侵蚀性降水主要集中在汛期，汛期月侵... 详细信息

对赤水市大石河小流域赤水试验站12个径流小区2020年汛期(5—9月)的降雨、径流和泥沙数据进行了分析，探究不同土地利用类型径流小区产流产沙与降水的相关性及水沙关系。结果表明：(1)试验站降水及侵蚀性降水主要集中在汛期，汛期月侵蚀性降水次数占当月降水总次数的均值为34.90%。(2)4种土地利用类型小区6—7月的产流量占汛期总产流量的66.65%～100%,6月侵蚀量占汛期总侵蚀量的40.74%～100%;相比裸地，旱地、林地和草地的减流效益分别为39.36%、91.92%和99.28%,减沙效益分别为51.61%、98.68%和99.93%,草地的蓄水减沙效益高于旱地、林地。(3)裸地和旱地的径流量与侵蚀性降水量呈显著相关性(p<0.05),4种土地利用类型的侵蚀量与径流量之间均呈极显著相关性(p<0.01);根据拟合方程的系数，在相同径流条件下，裸地造成的侵蚀量分别是旱地、林地和草地的1.713 9、10.269 8、13.070 7倍。

关键词：水土保持产流产沙土地利用类型汛期大石河小流域赤水市

南水北调中线干渠浮游藻类对高锰酸盐指数的影响

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南水北调与水利科技(中英文) 2025年

作者：王超毕磊赵伦陈希袁思光唐文忠张鋆张屹哲长江水资源保护科学研究所长江水利委员会湖库水源地面源污染生态调控重点实验室中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室中国科学院大学中国南水北调集团中线有限公司河北分公司

高锰酸盐指数和藻类是南水北调中线总干渠水质管理关注的重要指标。渠道监测结果表明，高锰酸盐指数与藻密度密切相关，具有明显的阈值效应。总干渠高锰酸盐指数和藻密度均沿程上升，藻密度每年7—9月达到峰值，与高锰酸盐指数超2mg/L... 详细信息

高锰酸盐指数和藻类是南水北调中线总干渠水质管理关注的重要指标。渠道监测结果表明，高锰酸盐指数与藻密度密切相关，具有明显的阈值效应。总干渠高锰酸盐指数和藻密度均沿程上升，藻密度每年7—9月达到峰值，与高锰酸盐指数超2mg/L断面数量季节变化基本同步；藻密度大于1000×104cells/L时与高锰酸盐指数相关性增强，藻密度小于1 000×104cells/L时相关性减弱。结果表明：藻类生长对数期高锰酸盐指数快速增加，藻类生长稳定期和衰退期藻密度与高锰酸盐指数相关性减弱。总干渠过流时间与藻类的生长周期基本对应，藻类培养试验得到高锰酸盐指数释放率为0.017 mg/106cells，藻类对渠道高锰酸盐指数增量的平均贡献在50%以上。本研究表明浮游藻类是总干渠高锰酸盐指数的主要影响因素，研究结果可为渠道藻类防控阈值制定提供依据。

关键词：南水北调中线总干渠高锰酸盐指数浮游藻类时空演变

三峡水库175 m蓄水后库尾河段减淤调度控制指标研究

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地理学报 2021年第1期76卷 114-126页

作者：朱玲玲葛华董炳江杨成刚长江水利委员会水文局武汉430010 长江水利委员会长江科学院武汉430010

重庆主城区河段河道泥沙冲淤事关防洪、航运及码头作业等,是三峡水库泥沙问题的重点内容之一。本文依据原型观测资料,以三峡水库175 m试验性蓄水前后河段的泥沙冲淤规律为基础,结合河床组成分析和一维数学模型,计算提出河段悬移质泥沙... 详细信息

重庆主城区河段河道泥沙冲淤事关防洪、航运及码头作业等,是三峡水库泥沙问题的重点内容之一。本文依据原型观测资料,以三峡水库175 m试验性蓄水前后河段的泥沙冲淤规律为基础,结合河床组成分析和一维数学模型,计算提出河段悬移质泥沙走沙基本条件,并应用于减淤调度实践中。结果表明:①三峡水库175 m试验性蓄水后至2012年重庆主城区河段河床冲刷强度下降,主走沙期推迟至汛前消落期,2013年后上游来沙减少使得河床冲刷强度再次增大;②当寸滩站流量大于4000 m^(3)/s、坝前水位低于167 m时,河段开始走沙;当寸滩站流量增大至超过5000 m^(3)/s、坝前水位下降至163 m时,河段走沙能力增强;加大水库自163 m水位的消落速度,能够避免库尾河段产生累积性淤积。

关键词：重庆主城区河段主走沙期走沙条件减淤调度

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陇南土石山区水土资源的保护与农业综合开发

长江流域资源与环境 1996年第1期5卷 43-47页

作者：张小林长江水利委员会农水局

陇南地区水土流失面积占土地总面积的５６．８６％，制约了当地农村经济的发展。该区以小流域为单元，进行水土保持综合治理，建设高产、优质、高效农业生态经济系统，获得了较好的经济、生态和社会效益。通过重点防治，土地利用趋于合... 详细信息

陇南地区水土流失面积占土地总面积的５６．８６％，制约了当地农村经济的发展。该区以小流域为单元，进行水土保持综合治理，建设高产、优质、高效农业生态经济系统，获得了较好的经济、生态和社会效益。通过重点防治，土地利用趋于合理，各业得到均衡发展，开创了这一地区水土资源保护与农业综合开发的新局面。

关键词：水土保持农业综合开发陇南土石山区水土资源

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长江流域“九五”水利发展研究

人民长江 1995年第10期26卷 1-6页

作者：廖方炳王新才谭启富陈飞长江水利委员会计划局长江水利委员会江务局

水利作为国民经济的基础设施和基础产业在国家第九个五年计划中占有十分重要的地位。长江流域水利发展的目标、战略布局、建设安排，都直接影响本流域乃至国家“九五”计划的实施，作者在总结长江流域“八五”期间水利建设取得的显著成... 详细信息

水利作为国民经济的基础设施和基础产业在国家第九个五年计划中占有十分重要的地位。长江流域水利发展的目标、战略布局、建设安排，都直接影响本流域乃至国家“九五”计划的实施，作者在总结长江流域“八五”期间水利建设取得的显著成绩的基础上，对长江流域水利建设面临的困难和问题进行了深入分析。并根据流域具体情况和经济发展目标，对长江流域２０００年水利发展目标和任务提出了设想，研究提出了“九五”期间大中型综合利用水库、防洪、除涝、农田水利建设、大中型调水工程和城镇供水、水电及电网、水土保持、水资源保护、水利结合灭螺、水利工程管理等１０个方面的水利发展建议，以供计划决策参考。

关键词：水电资源长江流域开发规划治理

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三峡工程导流底孔水力学研究与运用

水力发电学报 2009年第6期28卷 65-70页

作者：王才欢杨文俊周赤王列侯冬梅长江水利委员会长江科学院武汉430010 长江水利委员会国际合作与科技局武汉430010

三峡工程导流底孔承担三期导截流和围堰挡水发电期泄洪任务,运用水头高、变幅大,导流流量达70000m3/s,运行条件复杂,为国内外导流工程罕见。在三峡工程三期截流过程中,导流底孔要满足截流流量9010m3/s时落差小于3.5m;导流底孔下泄流量17... 详细信息

三峡工程导流底孔承担三期导截流和围堰挡水发电期泄洪任务,运用水头高、变幅大,导流流量达70000m3/s,运行条件复杂,为国内外导流工程罕见。在三峡工程三期截流过程中,导流底孔要满足截流流量9010m3/s时落差小于3.5m;导流底孔下泄流量17600m3/s时,三期土石围堰要求上游水位不超过85.0m;为避免右岸基坑在施工过程中被淹,导流底孔与深孔联合泄流30100m3/s时水位不超过98.0m;在围堰挡水135m水位发电期,导流底孔与其它过水建筑物的总泄流能力要大于70000m3/s,等等。针对导流底孔各运行阶段的水流特点,系统研究了长管、短管布置方案的截流落差、底孔明槽流态及下游水流衔接、高速水流引起的空化空蚀以及因导流底孔位置较低引起泥沙磨损等,分别提出了能够兼顾导流底孔各运行阶段水力学要求的长管和短管布置方案。在长管布置方案被用于原型工程之后,导流底孔经受了各阶段设计洪水的运行考验,历时3年多,工程运行安全,取得了完好的工程效果。

关键词：水力学导流底孔布置截流和导流泄洪度汛三峡工程