流域水质遥感反演与水质模型数据同化技术

图书标准信息

• 作者 冶运涛 曹引 蒋云钟 著
• 出版社 海洋出版社
• 出版时间 2022-09
• 版次 1
• ISBN 9787521005387
• 定价 168.00元
• 装帧 精装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 256页
• 字数 330千字

【内容简介】

本书针对湖库水质遥感、水动力水质模拟和数据同化开展研究，主要分为湖库水质遥感反演和流域水质模型数据同化两大部分。前者包括基于统计模型的湖库水质遥感反演技术、基于机器学习的湖库水质遥感反演技术、基于集合建模的湖库水质遥感反演技术、考虑水生植物物候特征的湖泊水质遥感监测技术。后者包括复杂河网一维水动力水质模型数据同化技术、二维水动力水质模型数据同化技术、三维水动力水质模型数据同化技术。通过改进水质遥感监测方法，同时开发一维、二维、三维水动力水质模型，然后利用集合卡尔曼滤波或粒子滤波数据同化算法将水位和水质观测数据与水动力水质模型耦合，动态更新模型模拟结果和模型参数，提升了模型模拟和预测精度，保证了时空数据的一致性。

【作者简介】

:
    冶运涛，河南许昌人，中国水利水电科学研究院正高级工程师。分别在武汉大学和清华大学获学士和博士学位。主要从事水信息学与水资源学方面的研究。在智慧流域和水利大数据、水资源智能监控、水循环模型和虚拟仿真、水质遥感和模型数据同化、水循环状态诊断预警等方面取得一定创新性成果。已发表论文98篇，出版专著7部，授权发明专利21项、实用新型11项，获计算机软件著作权15项，获省部级一等奖1项、二等奖3项和三等奖1项，获中国水利水电科学研究院组建60周年“优秀成果奖（基础类）”1项、优秀论文奖4项，获2019年度“生产力促进（服务精英）奖”，入选水利部先进实用技术推广

【目录】

第１ 章　 绪　 论 ……………………………………………………………………… （１）

　 １? １　 研究背景及意义 …………………………………………………………… （１）

　 １? ２　 国内外研究进展 …………………………………………………………… （２）

　 １? ３　 拟解决的关键科学问题 …………………………………………………… （７）

　 １? ４　 主要研究内容和技术路线 ………………………………………………… （８）

　 参考文献 ………………………………………………………………………… （１１）

第２ 章　 基于统计模型的湖库水质遥感反演技术 ……………………………… （１７）

　 ２? １　 引言 ………………………………………………………………………… （１７）

　 ２? ２　 研究区域概况 ……………………………………………………………… （１７）

　 ２? ３　 数据获取 …………………………………………………………………… （１８）

　 ２? ４　 半经验／半分析模型 ……………………………………………………… （２１）

　 ２? ５　 南四湖水体叶绿素 ａ 浓度反演 …………………………………………… （２５）

　 ２? ６　 南四湖水体总悬浮物浓度反演 …………………………………………… （３３）

　 ２? ７　 南四湖水体浊度反演 ……………………………………………………… （３９）

　 ２? ８　 本章小结 …………………………………………………………………… （４４）

　 参考文献 ………………………………………………………………………… （４５）

第３ 章　 基于机器学习的湖库水质遥感反演技术 ……………………………… （４６）

　 ３? １　 引言 ………………………………………………………………………… （４６）

　 ３? ２　 基于粒子群优化和支持向量机的水质参数智能遥感反演技术 ………… （４６）

　 ３? ３　 基于灾变离散粒子群－偏最小二乘法的水质遥感反演技术 …………… （５２）

　 ３? ４　 本章小结 …………………………………………………………………… （６２）

　 参考文献 ………………………………………………………………………… （６３）

第４ 章　 基于集合建模的湖库水质遥感反演技术 ……………………………… （６５）

　 ４? １　 引言 ………………………………………………………………………… （６５）

　 ４? ２　 叶绿素 ａ 浓度遥感反演集合建模方法 …………………………………… （６６）

　 ４? ３　 叶绿素 ａ 浓度集合建模方法应用 ………………………………………… （７２）

　 ４? ４　 本章小结 …………………………………………………………………… （７９）

１

　 参考文献 ………………………………………………………………………… （７９）

第５ 章　 考虑水生植物物候特征的湖泊水质遥感监测技术 …………………… （８１）

　 ５? １　 引言 ………………………………………………………………………… （８１）

　 ５? ２　 数据获取和处理 …………………………………………………………… （８２）

　 ５? ３　 草型湖泊水体总悬浮物浓度和浊度遥感监测方法 ……………………… （８３）

　 ５? ４　 水生植物物候特征识别 …………………………………………………… （８５）

　 ５? ５　 微山湖水生植物时空变化监测 …………………………………………… （８７）

　 ５? ６　 水生植物对水质的指示作用 ……………………………………………… （８８）

　 ５? ７　 微山湖水质时空变化分析 ………………………………………………… （９０）

　 ５? ８　 本章小结 …………………………………………………………………… （９４）

　 参考文献 ………………………………………………………………………… （９４）

第６ 章　 复杂河网一维水动力水质模型数据同化技术 ………………………… （９７）

　 ６? １　 引言 ………………………………………………………………………… （９７）

　 ６? ２　 数字河网的图数据结构 …………………………………………………… （９７）

　 ６? ３　 河网一维水流水质数值模型 …………………………………………… （１００）

　 ６? ４　 并行计算原理及模型并行框架设计 …………………………………… （１０４）

　 ６? ５　 集合卡尔曼滤波 ＥｎＫＦ 算法……………………………………………… （１０６）

　 ６? ６　 模型算例分析 …………………………………………………………… （１０８）

　 ６? ７　 模型初步应用 …………………………………………………………… （１１２）

　 ６? ８　 本章小结 ………………………………………………………………… （１１５）

　 参考文献 ………………………………………………………………………… （１１８）

第７ 章　 基于改进自适应网格的二维水动力模型构建技术 …………………… （１１９）

　 ７? １　 引言 ……………………………………………………………………… （１１９）

　 ７? ２　 二维水动力模型控制方程 ……………………………………………… （１１９）

　 ７? ３　 基于改进自适应网格的二维水动力模型构建 ………………………… （１２４）

　 ７? ４　 基于改进自适应网格的二维水动力模型并行化改造 ………………… （１２７）

　 ７? ５　 基于改进自适应网格和并行计算的二维水动力模型验证 …………… （１３１）

　 ７? ６　 基于改进自适应网格的二维水动力模型应用 ………………………… （１３８）

　 ７? ７　 本章小结 ………………………………………………………………… （１４１）

　 参考文献 ………………………………………………………………………… （１４１）

第８ 章　 二维水动力模型不确定性分析与数据同化技术 ……………………… （１４３）

　 ８? １　 引言 ……………………………………………………………………… （１４３）

　 ８? ２　 水动力模型参数不确定性分析方法 …………………………………… （１４３）

２

　８? ３　 曼宁糙率系数不确定性分析 …………………………………………… （１４６）

　 ８? ４　 水动力模型粒子滤波数据同化 ………………………………………… （１５０）

　 ８? ５　 本章小结 ………………………………………………………………… （１６４）

　 参考文献 ………………………………………………………………………… （１６４）

第９ 章　 基于改进自适应网格的二维水动力水质模型构建技术 ……………… （１６６）

　 ９? １　 引言 ……………………………………………………………………… （１６６）

　 ９? ２　 二维水动力水质模型控制方程 ………………………………………… （１６６）

　 ９? ３　 基于改进自适应网格的二维水流－污染物输运模型 …………………… （１７１）

　 ９? ４　 基于改进自适应网格的二维水质模型 ………………………………… （１８２）

　 ９? ５　 本章小结 ………………………………………………………………… （１９０）

　 参考文献 ………………………………………………………………………… （１９１）

第１０ 章　 基于星地协同监测的二维水质模型数据同化技术 ………………… （１９３）

　 １０? １　 引言 ……………………………………………………………………… （１９３）

　 １０? ２　 鄱阳湖水质模型数据同化方案设计 …………………………………… （１９３）

　 １０? ３　 基于多源观测数据的鄱阳湖水质模型数据同化 ……………………… （１９６）

　 １０? ４　 本章小结 ………………………………………………………………… （２０２）

　 参考文献 ………………………………………………………………………… （２０３）

第１１ 章　 基于星地协同监测的三维水质模型数据同化技术 ………………… （２０４）

　 １１? １　 引言 ……………………………………………………………………… （２０４）

　 １１? ２　 基于 ＥＦＤＣ 的水动力水质模型 ………………………………………… （２０５）

　 １１? ３　 太湖水质模型构建 ……………………………………………………… （２１３）

　 １１? ４　 太湖水质模型数据同化试验分析 ……………………………………… （２２８）

　 １１? ５　 本章小结 ………………………………………………………………… （２４０）

　 参考文献 ………………………………………………………………………… （２４１）

第１２ 章　 结论与展望 …………………………………………………………… （２４２）

　 １２? １　 结论 ……………………………………………………………………… （２４２）

　 １２? ２　 展望 ……………………………………………………………………… （２４５）