分类： 地球科学 >> 海洋科学 提交时间： 2023-05-31
摘要： 涡致混合扩散是物理海洋研究中的热点和难点问题。本文基于有效扩散理论，研究示踪物等值线在海表地转湍流的多尺度搅拌作用下，发生拉伸、扭曲、变形、折叠等改变其几何拓扑结构的现象，并探讨了等值线分形长度的变化与混合效率的关系。研究结果表明，在地转流场的搅拌下，示踪物的等值线会被迅速拉长，并产生丰富的精细结构。这种分形式的增长可达原长度的10-20倍，是混合效率提高的主要原因；而涡丝和锋面伴随的梯度增强虽然也有贡献，但为次要因素。另一方面，在示踪物模拟过程中，小尺度扩散会通过不可逆混合对示踪物进行均匀化，从而抹平等值线的精细结构，抑制等值线的增长，限制混合效率的提高。基于数盒子算法计算了等值线的分形维度，其数值在1.4到1.6之间，介于一维和二维之间。但由于地转湍流数据分辨率的限制，无法考虑更小尺度（次中尺度过程）的搅拌作用，可能低估了等值线的分形长度和混合效率。本研究将海洋混合与等值线几何特征联系了起来，初步得到了分形长度和混合效率两者的经验关系式，未来可以利用图像识别等成熟遥感技术将海洋示踪物等值线的几何特征直接转换为混合效率，为诊断分析海洋混合及其参数化提供了一种新的思路。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2020-01-06 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 青土湖区域属于绿洲—荒漠过渡带，生态系统脆弱，极易发展为荒漠。梭梭、白刺和芦苇为青土湖区域的植被优势种，对其生态系统稳定与健康发展起着关键作用。以青土湖区域梭梭、白刺和芦苇为研究对象，利用空间分辨率为0.5 m的高分辨率遥感影像Worldview-2，采用辅以纹理特征的面向对象分类方法，提取梭梭和白刺的冠幅面积以及芦苇的分布面积；根据野外试验数据，建立梭梭和白刺地上生物量与冠幅面积、芦苇地上生物量与分布面积关系模型。利用关系模型、冠幅面积以及分布面积对青土湖区域植被优势种地上生物量进行了估算，实现了植被优势种地上生物量估算由“点”到“面”的转换。结果表明：（1） 采取辅以纹理特征的面向对象分类方法取得了较高的分类精度，总体Kappa系数为87.9%，总体精度达到91.3%。（2） 研究区植被优势种地上生物量总量为3.17×103 t，其中梭梭地上生物量为0.54×103 t，白刺地上生物量为0.90×103 t，芦苇地上生物量为1.73×103 t，地上生物量芦苇>白刺>梭梭。该研究可以为深入研究青土湖区域生态恢复与碳储量提供参考。
分类： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2019-09-11 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 基于甘肃省28个气象站点1967—2017年的逐日气象数据，采用Penman-Monteith 公式和作物系数计算了小麦的需水量，结合美国农业部土壤保持局推荐的方法计算了有效降水量，进一步得出小麦缺水量，并分析了小麦需水量与缺水量的变化趋势和空间分布特征，探讨了小麦需水量影响因子重要程度。结果表明：1967—2017年甘肃省春、冬小麦全生育期的年平均需水量分别为517.03 mm和436.70 mm，年平均缺水量分别为468.24 mm和301.54 mm；在时间上，51 a来春小麦种植区内的需水量与缺水量整体上无明显的趋势变化，而冬小麦种植区内的需水量与缺水量整体上呈明显上升趋势；在空间上，春小麦种植区内需水量和缺水量大致由西北向东南递减，冬小麦种植区内的需水量和缺水量大致由西向东递减。甘肃省小麦生育期内日照时数和日平均气温是影响小麦需水量的主要因素。
分类： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2018-10-23 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 纹理特征作为一种非光谱信息能够增强地物之间的特征差异，这对于高分辨率遥感影像的地物提取有着重要意义。本文以青土湖为研究区，以Worldview-2影像为数据源，通过引入权重因子定义联合概率函数来确定最佳窗口尺度，利用灰度共生矩阵提取最佳窗口尺度下的纹理特征，将其与原始遥感影像合成，采用最小二乘支持向量机（LSSVM）进行地物提取，将提取结果与仅利用光谱信息的支持向量机（SVM）提取结果、辅以纹理特征的SVM提取结果对比分析。结果表明，本文方法可以更加快速准确地提取青土湖地物，精度高达85.86%，优于仅利用光谱信息的SVM的 65.13%，辅以纹理特征的SVM的73.45%，可为地物破碎的干旱区高分辨率遥感影像地物提取提供有益借鉴。
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