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绿城垦区历史时期农业灌溉渠系信息的遥感识别与提取被引量：2: 2013年; 灌溉是干旱区农业时代社会经济发展必不可少的条件,人工渠系则可看做是灌溉农业最主要的水利设施,是干旱区农耕文明的主要特征和标志之一。绿城垦区是黑河流域下游古居延绿洲上历史时期最大的一块农业垦区,大量的房址、寺庙、灌溉渠系、耕地等反映过去人类农业活动的遗迹残留在垦区中的沙包和沙丘中。在查阅大量历史文献和考古资料的基础上,本研究结合高分辨率遥感影像和野外渠系样点的实地调查数据,依据农业灌溉渠系在遥感影像上表现出来的线性和纹理特征,人工数字化识别和提取了绿城垦区历史时期的农业灌溉渠系。研究结果表明,古居延绿洲上的绿城垦区在古代曾有过规模宏大的人工农业灌溉系统,保证了研究区历史时期繁荣人类农业活动的开展;此外,研究区古代的农业灌溉方式与中国干旱区现代的农业灌溉系统有着相似的灌溉思路。绿城垦区古代农业灌溉渠系在空间上的可视化精细分布是古绿洲历史时期繁荣人类农业活动的直接证据,对于研究古代的水利设施和区域环境变化也有重要的作用。; 胡宁科李新郭明; 关键词：灌溉渠系农业活动遥感历史时期

陆面数据同化系统误差问题研究综述被引量：18: 2011年; 同化系统中的误差问题一直被认为是制约数据同化性能的瓶颈问题。从分析陆面数据同化系统的误差问题研究现状出发,统一定义了同化系统的误差来源及误差表现,简要综述了顺序同化方法及连续同化方法中的误差定义和相关理论问题。从误差估计的角度,重点介绍了目前研究中各种误差估计的方法和面临的困难。针对误差处理方法的研究,介绍了在集合数据同化中为减小误差常用的乘数放大法、附加放大法和松弛先验法等模型误差参数化方案,并且介绍了在实际数据同化系统中为减小系统偏差常采用状态增广法。最后总结讨论了各种误差估计与处理方法的特点及其在陆面数据同化中的应用前景和发展方向。; 摆玉龙李新韩旭军; 关键词：数据同化

历史时期土地利用变化研究方法综述被引量：25: 2012年; 历史时期土地利用/覆盖变化一直是国际关注的热点问题之一。研究历史时期土地利用/覆盖变化,不但可以认识和理解陆地表层景观环境在过去的变化过程,而且对当前的土地利用方式或预测未来土地利用/覆盖变化和发展都有重要的指导意义。依据使用的主要数据源、处理方法和研究思路,从历史文档资料、古地图、考察/调查报告、模型模拟与综合多源信息和多学科知识的方法等5个方面综述国内外历史时期土地利用变化研究方法的现状。根据不同数据源的特性,探讨分析利用不同方法开展历史时期土地利用变化研究的优缺点及其不确定性:①历史文档资料种类繁多,包含的信息量巨大,但存在很多噪音和遗漏,且缺乏直观的空间信息;②古地图可以提供比较直观的空间位置信息,但是历史时期的绘图技术落后,且土地利用类别划分较粗;③过去的野外考察/调查资料记录比较规范,但时空尺度较小,难以满足较早时期的研究需要;④利用模型进行模拟研究可选择的时空尺度范围较大,但模型的选择和建立比较复杂,对驱动数据和初始值要求较高。最后,提出只有综合多源信息和多学科的知识才能比较完整地理解历史时期土地利用变化过程,融合多源信息和多学科知识的方法将是今后进行历史时期土地利用变化研究的主要思路。; 胡宁科李新; 关键词：土地利用变化遥感历史时期不确定性

水平分辨率对WRF模式的影响研究——以黑河流域WRF模拟为例被引量：3: 2011年; 水平空间分辨率对于模式模拟影响的验证一直是大气模型重要的研究内容,提高分辨率能够细致描述地形、下垫面状况等区域特征.准确的下垫面信息对于区域大气模拟的精度具有显著的影响。本文对区域大气模型Weather Research and Forecasting Model(WRF)在黑河流域进行5km和1km的对比试验,检验水平分辨率对WRF模拟精度的影响。通过与黑河综合遥感联合试验中7个站点观测数据的比较,以平均误差、均方根误差和相关系数为指标,分析了WRF模式下垫面替换前后近地表气象要素的模拟精度。结果表明:1)水平分辨率为1km的WRF模式模拟的近地表气象要素刻画得比5km的WRF模式模拟更加精细,更加符合近地表下垫面的变化特征;2)采用1km水平分辨率,黑河综合遥感联合试验(Watershed Allied Telemetry Experimental Research,以下简称:WATER)站点所在的格点的高程信息更加准确;3)采用1km水平分辨率,WRF模式模拟的近地表气压与观测值的误差比5km的WRF模拟值的误差减少很多,尤其是在黑河流域上游区域。; 潘小多李新; 关键词：WEATHER STING MODEL 水平分辨率黑河流域

基于CUAHSI-HIS的黑河流域水文数据共享发布平台设计与实现被引量：2: 2013年; 水文观测数据是进行流域水文科学及相关科学研究的基础。在回顾国内外水文信息系统及水文数据共享现状的基础上,通过系统收集和整理黑河流域水文观测数据,利用协同促进水文科学发展大学联盟水文信息系统(Consortium of Universities for the Advancement of Hydrologic Sci-ence,Inc.-Hydrologic Information System,CUAHSI-HIS)提供的水文服务器(HydroServer)组件进行了黑河流域水文数据共享发布平台的设计与实现。系统主要采用了观测数据库模型、Web-GIS地图缓存技术和Web Service技术,建立了一个具有水文观测数据检索与浏览、在线服务与分析功能的水文信息共享发布系统。; 年雁云李新王建尹程; 关键词：数据共享水文信息系统

数字黑河的思考与实践1:为流域科学服务的数字流域被引量：26: 2010年; 多学科数据的收集和积累、多学科模型的集成以及现代化的观测系统是发展流域科学的必要前提。"数字黑河"是为黑河流域科学研究和流域集成管理而搭建的集数据、模型和观测系统于一体的信息化平台,是"数字地球"在流域尺度上的一次实践性尝试。数字黑河由数据平台、模型平台和数字化观测系统组成,其核心是观测、数据和模型平台中的信息基础设施建设,但同时也外延而扩展为以流域综合模型为骨架的各种应用。"数字黑河"已阶段性地完成了数据集成,在线数据量超过1 000 GB,并实现了完全共享,有力地支持了黑河流域的各项研究工作;在模型集成方面已初步建成了流域综合模型和空间决策支持系统。"数字黑河"的进一步构想是在e-Science的框架下将数据系统、观测系统、模型系统、信息发布系统、高性能计算及科学计算可视化集成为一个整体。; 李新程国栋吴立宗; 关键词：数字流域数据集成黑河流域

数字黑河的思考与实践2:数据集成被引量：22: 2010年; 数据集成是流域集成研究的核心环节,是发展、改进和验证模型的基础。介绍了"数字黑河"数据集成研究的进展:①定义了数据集成;提出数据库集成应具有数据的完整性、可获取性和有效管理3个基本特征;而模型数据集可根据流域集成模型对科学数据的需求,概化为驱动数据、参数集、验证和诊断数据三大类。②进一步丰富和完善了"数字黑河"信息系统;扩展了黑河数据库,较为系统地收集了黑河流域的基础地理数据、各类观测数据、科学试验数据和现有的模型数据集,在线数据量已扩充至1 000 GB,并且广泛共享。③介绍了模型数据集取得的进展及目前存在的问题;发展了制备高分辨率驱动数据的统计和动力降尺度方法;依靠数据融合方法制备了适用于模型的黑河流域土地覆盖图和土壤图。④指出了数据集成所面临的挑战和需要优先完成的迫切任务,核心是以发展流域集成模型为导向,进一步完善"数字黑河"信息系统,并且制备高分辨率和可靠的模型数据集。; 李新吴立宗马明国盖迎春冉有华王亮绪南卓铜; 关键词：数字流域数据集成黑河流域

数字黑河的思考与实践 3:模型集成被引量：21: 2010年; 介绍了"数字黑河"模型集成研究的进展。①流域科学研究中的模型集成由发展流域集成模型和建模环境这2个主题所构成,前者可概括为"水—土—气—生—人"集成模型,后者是支持集成模型的高效开发的软件工具,注重于应用先进的信息技术为建模提供支撑。②将模型集成分为知识途径和技术途径,讨论了建模环境在模型集成中的作用,以及科学模型和流域管理模型的关系。③回顾了黑河流域模型集成的总体目标是发展两种类型的集成模型,其中第一种回应科学目标,是地球系统模型在流域尺度上的具体体现,以建成能够综合反映流域水文—生态—经济相互作用的模型为标志;第二种集成模型回应管理目标,以建成空间显式的流域水资源决策支持系统为目标。④对黑河流域已有的水文、地下水、水资源、陆面过程、土地利用、生态、社会经济与生态经济建模工作做了系统的综述。⑤分析了黑河流域集成模型研究中存在的问题和所面临的挑战。; 李新程国栋康尔泗徐中民南卓铜周剑韩旭军王书功; 关键词：数字流域建模环境决策支持系统黑河流域

数字黑河的思考与实践 4:流域观测系统被引量：11: 2010年; 数字化的流域观测系统是数字流域的重要组成部分。①首先介绍了水循环卫星遥感和地面观测的最新进展,以及航空遥感在流域观测中的重要作用。②介绍了对于流域观测系统的构想。认为流域观测系统应兼顾陆面过程、水文、生态观测的不同空间尺度和时间尺度,监测与控制试验并重,地面与遥感配合,重视采样设计,重视新兴观测手段,与信息系统和模型高度集成,科学目标导向,模型需求驱动。③黑河流域观测系统由位于流域上中下游不同景观带的野外研究站、综合观测试验以及气象水文业务化观测网络组成,在流域内先后开展了HEIFE实验、金塔试验和黑河综合遥感联合试验。④介绍了对于流域观测系统的进一步构想:增强遥感观测能力是关键,集成遥感、地面观测和模型模拟才能更好地定量估计水循环,流域观测系统应和信息系统、综合模型等共同构成流域科学研究的信息基础设施,更好地为流域科学服务。; 李新程国栋马明国肖青晋锐冉有华赵文智冯起陈仁升胡泽勇盖迎春; 关键词：数字流域遥感无线传感器网络黑河流域

顺序数据同化的Bayes滤波框架被引量：39: 2010年; 数据同化是在动力学模型的运行过程中不断融合新的观测信息的方法论,Bayes理论是数据同化的基石。从原理、方法和符号系统为Bayes滤波在数据同化中的应用勾勒一个统一的框架。首先对连续数据同化和顺序数据同化的各种方法做了分类,然后给出了非线性系统顺序数据同化的Bayes递推滤波形式,并在此基础上介绍了典型的顺序数据同化方法——粒子滤波和集合Kal-man滤波。粒子滤波实质上是一种基于递推Bayes估计和Monte Carlo模拟的滤波方法,而集合Kalman滤波相当于一种权值相等的粒子滤波。Bayes滤波理论为顺序数据同化提供了更广义的理论框架,从基础的数学理论上揭示了数据同化的基本原理。; 李新摆玉龙; 关键词：数据同化集合KALMAN滤波粒子滤波

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国家杰出青年科学基金(40925004)

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