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徐同仁: 作品数：17 被引量：114H指数：6; 供职机构：北京师范大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金国家高技术研究发展计划更多>>; 相关领域：天文地球自动化与计算机技术农业科学水利工程更多>>

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同化MODIS温度产品估算地表水热通量: 本文基于集合卡尔曼滤波和通用陆面模型(CLM1.0)发展了一个地表温度的同化系统。这个系统同化了MODIS温度产品，并将MODIS的叶面积指数引入CLM模型中，主要用于改进地表水热通量的估算精度。敏感性分析：...; 徐同仁; 关键词：地表温度显热通量; 文献传递

一种地表水热通量的多尺度观测方法: 本发明公开一种地表水热通量的多尺度观测方法，该方法包括：S1、选择对应观测区域的且精度在预设范围内的多个观测仪器；S2、借助于均匀下垫面仪器比对与标定的方式，使所有观测仪器中同类仪器的观测精度一致；S3、根据非均匀地表观...; 徐自为刘绍民徐同仁朱忠礼; 文献传递

基于GOES数据和弱约束变分的地表水热通量估算被引量：7: 2014年; 基于弱约束的四维变分方法和陆面过程模式发展了一个地表温度的陆面数据同化系统。本文反演了地球静止业务环境卫星(Geostationary operational environmental satellite,GOES)的地表温度,并将反演的地表温度同化入陆面过程模式,改进陆面过程模式中地表水热通量的估算精度。以弱约束的变分方法通过在代价函数中增加弱约束项代替陆面过程模式动力方程组中存在的模式误差,构建新的代价函数并对其优化,从而改善模式中显热与潜热的估算精度。将GOES地表温度与实测地表温度进行比较,其均方根误差(RMSE)作为试验中的观测误差。选择美国通量网AmeriFlux中2个主要农业站点的气象和通量数据作为试验数据,对同化系统进行驱动和验证。结果表明同化后的地表温度、潜/显热估算精度均有提高。其中,各站地表温度RMSE平均仅为1 K,显热通量平均RMSE下降22 W/m2,潜热通量平均RMSE下降26 W/m2。因此结合陆面过程模式的弱约束变分方法同化GOES反演温度产品估算近地表水热通量的方法是有效且可行的。; 刘翔舸黄健熙秦军王鹏新徐同仁; 关键词：地表温度反演

同化MODIS温度产品估算地表水热通量被引量：10: 2009年; 基于集合卡尔曼滤波和通用陆面模型(CLM1.0)发展了一个地表温度的同化系统。这个系统同化了MODIS温度产品,并将MODIS的叶面积指数引入CLM模型中,主要用于改进地表水热通量的估算精度。将CLM输出的地表温度与MODIS地表温度建立关系,并作为同化系统的观测算子。将MODIS地表温度与实测地表温度进行了比较,将其均方差(Root Mean Square Error,RMSE)作为观测误差。选取3个美国通量网站点(Blackhill、Bondville、Brookings)作为实验数据,结果表明:同化结果中地表温度、显热通量的估算精度均有提高。其中Blackhill站的估算精度改进最大,均方差由81.5W·m-2减小到58.4W·m-2,Bondville站均方差由47.0W·m-2减小到31.8W·m-2,Brookings站均方差由46.5W·m-2减小到45.1W·m-2。潜热通量估算精度在Bondville站均方差由88.6W·m-2减小到57.7W·m-2,Blackhill站均方差由53.4W·m-2减小到47.2W·m-2。总之,结合陆面过程模型同化MODIS温度产品估算地表水热通量是可行的。; 徐同仁刘绍民秦军梁顺林; 关键词：集合卡尔曼滤波

基于人工智能的地球物理参数反演范式理论及判定条件: 2023年; [目的/意义]人工智能(Artificial Intelligence,AI)技术已在学术和工程应用领域掀起了研究高潮,在地球物理参数和农业气象遥感参数反演方面也表现出了强大的应用潜力。目前大部分AI技术在地学和农学的应用还是“黑箱”,没有物理意义或缺乏可解释性及通用性。为了促进AI在地学和农学的应用和培养交叉学科的人才,本研究提出基于AI耦合物理和统计方法的地球物理参数反演范式理论。[方法]首先基于物理能量平衡方程进行物理逻辑推理,从理论上构造反演方程组,然后基于物理推导构建泛化的统计方法。通过物理模型模拟获得物理方法的代表性解以及利用多源数据获得统计方法代表性的解作为深度学习的训练和测试数据库,最后利用深度学习进行优化求解。[结果和讨论]判定形成具有通用性和物理可解释的范式条件包括:(1)输入与输出变量(参数)之间必须存在因果关系;(2)输入和输出变量(参数)之间理论上可以构建闭合的方程组(未知数个数少于或等于方程组个数),也就是说输出参数可以被输入参数唯一确定。如果输入参数(变量)和输出参数(变量)之间存在很强的因果关系,则可以直接使用深度学习进行反演。如果输入参数和输出参数之间存在弱相关性,则需要添加先验知识来提高输出参数的反演精度。此外,本研究以农业气象遥感中的关键参数地表温度、发射率、近地表空气温度和大气水汽含量联合反演作为案例对理论进行了证明,分析结果表明本理论是可行的,并且可以辅助优化设计卫星传感器波段组合。[结论]本理论和判定条件的提出在地球物理参数反演史上具有里程碑意义。; 毛克彪张晨阳施建成王旭明郭中华李春树董立新董立新孙瑞静孙瑞静武胜利蒋玲梅蒋玲梅邱玉宝杜永明徐同仁; 关键词：人工智能

不同土壤热通量测算方法的比较及其对地表能量平衡闭合影响的研究被引量：29: 2013年; 土壤热通量是地表能量平衡的重要分量,对其测算方法的研究对理解能量平衡过程具有十分重要的意义。利用2010年馆陶站土壤热通量等相关观测数据对多种测算土壤热通量的方法:实测土壤热通量和热储存量的结合方法(PlateCal)、热传导方程校正法(TDEC)、谐波分析法(HM)、平均土壤热电偶法(TCAV)、耦合热传导—对流法(ITCC)获取的地表土壤热通量进行了对比分析,并且采用最优方法计算馆陶站2008—2010年的地表土壤热通量,分析了该站土壤热通量日、季节变化特征。主要结论如下:①PlateCal和TDEC法分别为获取土壤热通量的最优观测与计算方法,而HM,TCAV和ITCC法计算结果均不理想;②PlateCal与TDEC法对地表土壤温度均不敏感,而HM法对地表土壤温度则比较敏感,各种地表土壤热通量的观测与计算方法均对土壤湿度敏感;③馆陶站冬小麦、玉米覆盖地表及地表裸露时期的地表土壤热通量均呈现典型的日、季节变化特征,与净辐射变化趋势一致;④考虑热储存后,可将馆陶站2010年各月地表能量闭合率提高4%～11%,对2008—2010年的年能量平衡闭合率提高3%～5%。; 徐自为刘绍民徐同仁丁闯

涡动相关仪观测蒸散量的插补方法比较被引量：43: 2009年; 涡动相关仪在长时间连续观测中，观测数据会有不同程度的缺失。应用6种不同的插补方法（平均昼夜变化法MDV，非线性回归方法NLR，动态线性回归方法DLR，查表法LUT，FAO．PM方法，HANTS方法）对北京密云站2007年涡动相关仪观测蒸散量数据进行了插补。结果表明：LUT方法在不同数据缺失时均得到较好结果（均方差小于8W／m^2）；MDV和NLR方法更适合于短时间数据缺失的插补；DLR和FAO—PM方法在观测数据出现连续波动时插补结果较差。由LUT、DLR、NLR、HANTS、FAO—PM方法得到的年蒸散量分别为395．8mm、409．9mm、393．5mm、390．7mm、399．4mm，差异在2．3～19．2mm之间变化。对比分析了LUT方法得到的年蒸散量（潜热通量）与净辐射、降水量以及LAS观测潜热通量间的变化规律，表明插补结果合理。; 徐自为刘绍民徐同仁王介民; 关键词：涡动相关仪蒸散量缺失数据插补方法

同化遥感地表温度数据估算地表水热通量: 地表水热通量的准确估算对气候变化研究非常重要。站点观测、遥感监测与陆面过程模型模拟都可以获得地表水热通量。然而,以上各种方法却很难得到准确的、时空连续的地表水热通量估算值。数据同化是一项新的技术,它可以将观测数据与过程模...; 徐同仁; 关键词：地表温度水热通量遥感测绘

时间连续的地表蒸散发数据的计算方法: 本发明实施例提供了一种时间连续的地表蒸散发数据的计算方法。该方法主要包括：在非晴好日，使用SCE_UA算法利用代价函数计算出能量分配项的调整因子α和植被冠层阻抗项的调整因子β；根据所述能量分配项的调整因子α和植被冠层阻抗...; 徐同仁许蕗刘绍民徐自为孟杨繁宇; 文献传递

黑河流域地表过程综合观测网的运行、维护与数据质量控制被引量：7: 2020年; 当前,以全球、区域(流域)为单元建立分布式的观测网已成为陆地表层系统观测的主流方向,而良好的运行与维护、严格的数据质量控制是获取高质量观测数据的前提。本文以中国第二大内陆河黑河流域为例,概述了黑河流域地表过程综合观测网的相关情况,总结了该观测网的运行与维护以及数据质量控制的研究进展,主要包括:日-旬-月-年尺度的运行与维护流程,由仪器比对与标定、数据处理、筛选与审核等构成的数据质量控制流程等。以2018年3个超级站为例展示了观测数据成果,并介绍了黑河流域地表过程综合观测网的成效。本文的研究成果将对"丝绸之路经济带"上许多相近内陆河流域的野外观测与数据质量控制等工作起到借鉴作用。; 徐自为刘绍民车涛张阳任志国吴阿丹谭俊磊朱忠礼徐同仁马焘; 关键词：数据质量控制黑河流域

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