基于SVM-EnKF和多源遥感土壤水分的湘江流域骤旱预测研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:li63991923
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
骤旱是一种快速发生的干旱,其对农业生产和经济发展能产生重大威胁。作为一种新型的干旱,骤旱的时空特征和发展机制尚不完全清楚。与传统干旱相比,它的发展速度快且预见期短,以上特点为其监测、预测和缓解带来了独特挑战。因此,本研究的目的是以湘江流域为例分析骤旱的时空特征及驱动因素,并对其进行预测,从而为农业生产提供指导,以减少生产中的损失和风险。获取可靠的土壤水分是骤旱预测中的关键步骤。本研究首先以CLSMDAS为参考数据,评估了三种遥感土壤水分产品,即SMAP、ASCAT和AMSR2在湘江流域上的表现;并根据评估结果,选择了其中精度相对较高的产品分别利用贝叶斯模型平均算法(BMA)、集合卡尔曼滤波算法(En KF)和算数平均法进行数据融合。然后以气象变量作为输入变量,利用支持向量机(SVM)进行多层(0-5cm、0-10cm、10-40cm和40-100cm)土壤水分预测;为了改进SVM在土壤水分预测中的性能,将上述三种遥感土壤水分和融合得到的土壤水分加入到输入变量中,并利用En KF算法耦合SVM(SVMEn KF),同化预测结果并更新SVM模型;通过多种方案的对比,探究En KF同化技术对SVM预测效果的改进作用,以及遥感产品在土壤湿度预测中的适用性。最后,分析湘江流域的骤旱模式,揭示其时空特征及影响因素;通过分析骤旱发展过程中气象变量的距平状态,探讨骤旱的发展机制;并基于以上预测方案的比较结果,以SMAP和气象数据为输入,利用SVM和SVM-En KF进行骤旱的预测。主要结论如下:(1)所选三种遥感土壤水分中,SMAP在湘江流域显示出最高的精度,而ASCAT在流域尺度和格点尺度上的表现均优于AMSR2。基于三种融合算法获得的融合数据在格点尺度和流域尺度上均具有较高的精度,可以较好地捕捉到参考数据集的动态变化特征。与原始数据相比,融合数据的精度明显提高。(2)以气象变量作为输入时,SVM对于表层土壤水分(0-5cm和0-10cm)的预测效果较好,但对于深层土壤水分(10-40cm和40-100cm)预测效果较差。除气象变量外,增加SMAP或融合土壤水分作为输入可以提高SVM在土壤水分预测方面的表现,其中R值提高了36%以上,NSE值提高了140%以上,RMSE值减少了6%以上;但增加ASCAT或AMSR2作为输入变量对SVM在土壤水分预测的表现没有明显的改善作用。耦合En KF可以显著提高SVM在表层和深层土壤水分预测中的性能,其中R值和NSE值分别提高了80%和50%以上,BIAS值和RMSE值分别降低了90%和63%以上。增加遥感土壤水分产品作为输入不能进一步提高SVM-En KF的预测性能。但SVM-En KF可以消除遥感土壤水分极值对预测精度的影响。(3)湘江流域的骤旱通常发生在夏秋两季,大多为月尺度的干旱事件。骤旱主要的驱动因素是降水不足和高温,且骤旱的发展与这些气象条件在相对较短的时期(15天至25天)内的异常状态有关。在其预测方面,以气象变量和SMAP作为输入,SVM和SVM-En KF预测骤旱的性能总体上是令人满意的。在训练阶段和测试阶段,二者均可以捕捉到超过70%的骤旱事件。但是,两个模型的预测结果中都存在一些误报,误报率(FAR)为0.06至0.30之间。
其他文献
新场气田位于德阳市境内,是一多层位气藏连片叠置的大型气田,目前须二段气藏已成为深层须家河组的主要产层。该段储层为典型的低渗透致密砂岩储层,具有埋深大、孔渗性差、非均质性强等特点,但岩体的破裂系统的发育极大改善了储层的储集和渗流能力,是气藏富集和高产的关键地质因素。本文充分利用现有研究成果的情况下,结合岩心、成像测井、实验测试、地震资料等,以构造地质学、石油地质学及岩石力学等为理论指导,对深部岩体破
从女性绘画来看,女性艺术家在努力探索自身价值的同时,对感知生命、对繁琐的日常生活具有敏锐的观察能力,这也是中国当代艺术史不可缺少的重要部分。女性绘画艺术先后经过艰辛的历程从压抑走向自觉,使女性艺术家能够积极主动地探求自己内心真实的情感。女性绘画最可贵的地方就是运用独特的绘画视角审视自身,突出她们的内心情感、个人经验和自我价值。其中综合材料作为一种绘画表现形式,它与传统绘画形式有所不同,综合材料可以
营运资本是财务管理中重要的内容之一。由于营运资本管理不合理而破产,经营不下去的公司我们已经司空见惯,因此研究营运资本具有重大的现实意义。随着我国经济体制不断深入地改革,各行各业竞争日益加剧,在激烈的竞争环境中,资金显得尤为重要,它是企业快速发展的瓶颈。正确地管理营运资本可以确保充足的现金流,同时也体现着企业的获利能力和财务管理能力。营运资本虽属于短期财务管理的范畴,但它涉及企业的方方面面,比如企业
本课题研究的是满族传统嬷嬷人造型在MOMOR玩偶形象设计中的应用。课题是从满族传统嬷嬷人形象的历史来源、寓意、文化特色等方面出发,总结出满族传统嬷嬷人的造型特点并结合现代卡通表现语言设计一款具有满族特色的时尚玩偶。本篇论文从探索中国传统文化出发,通过对满族传统文化的研究学习,将满族传统嬷嬷人圆脸、小嘴、弯眉、鱼尾型耳、大高辫子等造型特征应用于玩偶形象设计中,并根据满族生活习俗以白色为冰雪狩猎保护色
近几年在我国大力发展职业教育的大背景下,职业教育的发展方向由规模扩大转向质量提升、走内涵式发展道路,中职教育也将迎来新的发展机遇。但中职教育的发展也面临着诸多前进中的困难,最突出的表现是中职学校培养的人才不能完全满足社会发展和市场需求,要改变这一现状最根本的还是要提高学校的教学管理水平。若要提高教学质量和水平,急需建立一套科学高效的管理方法,将全面质量管理理论借鉴到中职学校的教学质量管理研究中来,
本研究以三(2-羟乙基)异氰尿酸酯(THEIC)和精对苯二甲酸(PTA)为原料合成两种酯化程度不同的成炭剂——三(2-羟乙基)异氰尿酸对苯二甲酸酯(T-ester43和T-ester45),然后将这两种成炭剂与聚磷酸铵(APP)复配后形成膨胀型阻燃剂(IFR43和IFR45),以熔融共混方式分别添加到四种常见聚合物(PA6,PET,PLLA,PP)以及含磷阻燃PET(FRPET)中。采用红外光谱(
随着对海洋资源的探索逐渐深入,水下机器人的功能性逐渐凸显,推进器作为水下机器人的重要组成部分,一直是限制水下机器人朝着多方向发展的重要因素。目前水下机器人所使用的主要推进方式仍是螺旋桨推进,其推进效率一般在40%-60%,且具有影响其隐蔽性的诸多缺点。鱼类在水中的游动与水体有着较高的契合,具有较低的水体扰动噪声以及较好的机动性能,仿生推进可作为水下机器人的主要推进方式。本文以采用MPF模式推进的典
在《额尔古纳河右岸》这部著作中,迟子建描述了少数民族鄂温克族的百年历史。这是中国第一部描述东北少数民族鄂温克人生存现状及百年沧桑的长篇小说。2008年10月,该小说获第七届茅盾文学奖。然而,在翻译领域,少有人关注此文本的研究。翻译模因论是切斯特曼从模因角度看翻译的个人成果。自引入国内后,研究者大多从公示语、广告语、网络热词等日常角度进行研究,少有从文学角度,尤其是少数民族文本进行研究。本研究在对照
动脉粥样硬化是众多心脑血管疾病的主要病理基础,严重危害人类健康,被称为“头号杀手”。动脉粥样硬化发病机制复杂,一般认为,高脂血症是造成动脉粥样硬化的主要病因之一,而全血粘度是血液流变的重要指标,高脂血症患者体内血脂升高,引起全血粘度升高,加重动脉狭窄,引起血栓,诱发动脉粥样硬化;血管内皮细胞的损伤及由此引发的内皮细胞功能紊乱是动脉粥样硬化的病变发生的始发事件;动脉粥样硬化作为一种动脉管壁的慢性炎症
农业、农村、农民问题关系党和国家事业发展的全局,十八大以来党中央把解决好“三农”问题始终作为全党工作的重中之重。乡村转型发展是快速工业化和城镇化进程中因乡村主体、产业发展、资源禀赋、土地利用等要素在时空范围内的重组与交互作用而导致的农村地区社会经济形态和地域空间格局的转变。目前我国乡村正处于转型发展的关键时期,科学评价乡村性,准确认识乡村转型发展的阶段特征,分析乡村性与乡村转型发展互馈作用与相互作