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  • 【期刊】 “模”术大师岳天祥:为地球建模,不是简单画个球体

    刊名:科技创新与品牌 作者:刘荣 ; 郑声宇 年份:2017
    摘要:建模,就是建立模型,是指利用计算机描述一个系统的行为,也是将一个实际系统模型化的过程.这一技术是研究系统的重要手段和前提,在许多行业都有所应用,比如建筑行业,每栋大楼建立前,设计师都需要建模.家装设计行业,设计师也需要建模,这样才方便客户看效果.游戏行业,游戏里的场景、人物等也是要建模的.影视行业,许多科幻大片的场景同样也要通过建模实现.
  • 【期刊】 岳天祥主编:《资源与环境数学模型手册》序

    刊名:地球信息科学 作者:陈述彭 年份:2004
    摘要:
  • 【期刊】 勇做新时代科技创新的排头兵——记中国科学院地理科学与资源研究所研究员岳天祥

    刊名:中国高新科技 作者:苏宝塍 年份:2019
    摘要:2016年8月23~26日,"生物多样性与生态系统服务决策支持情景与模型"国际研讨会在法国蒙彼利埃市举行,中国科学院岳天祥研究员作了"生物多样性与生态系统服务曲面建模"的大会特邀报告,并参加联合国《生物多样性与生态系统情景与模型方法评估》面向政策制定者的总结概要发布仪式。岳天祥团队创新性地建立的高精度曲面建模方法(HASM),是一种可用于空间插值、尺度转换、
  • 【期刊】 基于HASM的中国植被NPP时空变化特征及其与气候的关系

    刊名:生态环境学报 作者:岳天祥 ; 赵苗苗 ; 刘熠 ; 杨吉林 ; 刘羽 ; 赵娜 关键词:植被净初级生产力(NPP) ; MOD17A3数据 ; LPJ-GUESS模型 ; HASM ; 气温 ; 降水 ; 中国 机构:中国科学院大学 ; 中国科学院大学 年份:2019
    摘要:植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)作为陆地生态系统碳循环的重要组成部分,直接反映植被的生产力和地表质量状况,对于研究全球气候变化具有重要意义。为更好地了解近年来中国陆地植被NPP时空分布格局,探讨其对气候因子响应的空间分异规律,利用高精度曲面建模方法(HASM),结合LPJ-GUESS动态植被过程模型和MOD17A3NPP遥感数据产品估算2001-2015年中国陆地生态系统植被NPP的时空分布特征,并根据气候要素和土壤质地特点分区探讨其与气候因子的关系。结果表明,(1)近15年全国植被平均NPP空间分布地域性明显,总体上沿水热梯度由西北向东南呈逐渐增加的趋势。其中西北沙漠和青藏高原腹地的植被NPP值最小,在100 g·m~(-2)(以C计,下同)以下,西北内陆向东南沿海过渡带植被NPP值在300-600 g·m~(-2)之间,四川盆地大部分地区以及海南省和东北平原局部植被NPP值在700g·m~(-2)以上。(2)近15年全国植被NPP均值为376 g·m~(-2)·a~(-1),变化范围为1.9~(-1) 131 g·m~(-2)·a~(-1)。青藏区面积和植被NPP总量占全国的比例最大,均为23%,甘新区面积占全国的23%,年均NPP总量只占全国的10%;西南区、东北区和长江中下游区植被丰富,年均NPP总量占比大于面积占比。其他地区面积和年均NPP总量占全国的比例相当。(3)近15年全国有65.29%的区域植被NPP呈增加趋势,最大增速为72.64 g·m~(-2)·a~(-1),平均增速为2.29 g·m~(-2)·a~(-1),以青藏部分地区、黄土高原区、海南大部和台湾北部地区增幅最大。(4)近15年来全国有79.26%的地区年平均NPP与年平均降水之间呈显著正相关,而年平均NPP与年平均温度这一比例仅为8.71%,分布在青藏高原部分地区。
  • 【专利】 一种基于生境因子的植被类型空间模拟方法

    作者:岳天祥 ; 范泽孟 ; 周勋 年份:2017
    摘要:本发明公开了一种新的基于生境因子的植被类型空间模拟方法。该方法针对植被类型分布的空间复杂性和非线性特征,引入SVM算法,构建了基于生境因子的植被类型空间模拟模型,主要包含三个步骤:首先,利用遥感与GIS空间分析方法,实现案例区自然气候、土壤地形、人口交通等生境因子基础数据预的处理;其次,采用径向基核函数(RBF)作为SVM的核函数,运用经过预处理的基础数据对SVM模型进行训练,并采用网格搜索法搜索模型最优参数,进而构建基于生境因子的植被类型空间模拟模型;最后,运行和验证模型,进而实现案例区植被类型的空间分布模拟。该方法不仅有助于实现中宏观尺度上的植被类型及其空间分布的定量模拟,而且具有很好模拟精度和很强的可操作性。
  • 【期刊】 地表CO_2浓度分布模拟试验及分析

    刊名:地球信息科学学报 作者:岳天祥 ; 刘羽 ; 虢建宏 ; 赵娜 关键词:HASM方法 ; CO2浓度 ; 空间模拟 ; WRF模式 机构:中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室 ; 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室 ; 中国科学院大学 年份:2017
    摘要:如何获取CO_2浓度时空分布特征,是气候变化研究中的一个关键问题。本文基于中国碳卫星在吉林航飞试验区的地面观测数据,分析地表CO_2浓度与环境变量的相关关系,运用多元线性回归与HASM高精度曲面建模相结合的方法,模拟航飞区地表CO_2浓度分布格局。结果表明:CO_2浓度空间分布受气象条件的影响较大,短波辐射是影响CO_2浓度的重要因素;第1时段整体浓度最高,特别是在西部区域;第2时段CO_2浓度高值区东移,呈现西低东高的分布特点;第3时段浓度空间分布与第2时段有类似的特征,但细节存在差异,且高值区缩小;精度对比显示在采样点较少及采样密度不大的情况下,HASM方法的模拟误差小于Kriging方法。因此,这种使用多元线性回归模型通过引入环境变量获得高分辨率趋势面,结合HASM模型进行修正残差提高模拟结果精度的手段,可作为模拟地表CO_2浓度时空分布的有效方法。
  • 【期刊】 黑河流域植被类型分布模拟分析

    刊名:地球信息科学学报 作者:岳天祥 ; 周勋 ; 范泽孟 关键词:植被分布 ; 植被型 ; 支持向量机 ; 空间模拟 ; 黑河流域 机构:中国科学院地理学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室 ; 中国科学院地理学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室 ; 中国科学院大学 ; 中国科学院地理学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室 年份:2017
    摘要:针对黑河流域植被类型空间分布的垂直地带性特征,本文基于支持向量机算法构建黑河流域植被类型空间分布的模拟分析模型,并运用Kappa系数和混淆矩阵检验方法对模拟精度进行检验.验证结果显示,模型总体精度(OA)值为75.54%,Kappa系数值为0.66,表明了该方法在植被分布模拟上具有较好的结果,适用于区域尺度下植被类型分布的空间模拟.模拟结果表明,该方法对半灌木-矮半灌木荒漠和温带禾草-杂类草草甸草原类型的模拟精度最高,分别为(90.20%和90.02%);分布面积最大的植被类型(如半灌木-矮半灌木荒漠,灌木荒漠、嵩草-杂类草高寒草甸等)相比于其他面积较小的植被类型具有显著优异的模拟结果;人工经济作物、荒漠植被类型以及草原草甸等植被类型对于所选环境因子的敏感性更强,而灌丛类型和乔木类型的模拟结果在不同类型间的波动较大;空间分布上,环境要素差异性明显、植被类型丰富的上游地区具有更好的模拟结果,优于地势平坦、气候差异性小的黑河中下游地段,但模拟结果在景观形态上具有更高的破碎度.
  • 【期刊】 碳核查遥感技术体系研究

    刊名:科技资讯 作者:岳天祥 关键词:碳卫星 ; 碳源汇 ; 高精度曲面建模 ; 碳核查 ; 遥感 机构:中国科学院地理科学与资源研究所 ; 中国科学院地理科学与资源研究所 年份:2016
    摘要:主要研究内容:(1)制定实验场地设置标准规范、数据采集仪器和方法标准规范、生态系统抽样技术标准规范、植物生物量测定标准规范和固定样地选择标准规范、元数据标准规范以及数据交换标准规范、数据和模型质量检查与控制标准规范、数据和模型更新标准规范,在发展高精度高速度曲面建模(HASM)方法快速算法和智能化准则基础上(这里的"曲面"是碳源汇空间分布的数学抽象表达),构建以全局性近似数据为驱动场,以局地高精度数据为优化控制条件的碳源汇模拟系统,并利用地面实测数据和碳卫星载荷航飞实验数据验证模拟系统的精度和可靠性.(2)发展高分辨率卫星土地覆盖类型识别方法,产生示范区的土地利用和植被分类图;在光能利用率模型的基础上,建立全遥感驱动的水分和温度限制方程,反演普适的最大光能利用率参数,构建遥感反演算法和生态系统呼吸遥感机理模型,利用碳卫星反演的区域粗分辨率陆气碳通量数据,进行空间分辨率转换,与遥感机理模型反演的中高分辨率的碳通量结果,以及碳卫星载荷航飞实验数据进行比较研究,检验三者在实验区的差异.(3)采用点、线、面、体相结合的观测方式,基于遥感技术和无线传感网技术构建城市碳排放多层次、动态、立体监测网络,对城市碳排放进行多尺度、全方位观测;针对不同的组织类型,以组织碳排放地基监测数据、碳卫星反演数据为基础,综合运用源解析模型、大气扩散模型、GIS空间关联方法等技术手段,对城市组织碳排放特征进行评价,编写城市碳核查技术规范报告.(4)研究典型森林生态系统碳观测与分析技术、碳储量综合观测与模拟技术,编制森林生态系统碳储量测算规程,开展碳核查数据获取、处理,整合,结合碳卫星载荷航飞实验数据,建立碳核查验证数据库,为我国典型森林生态区域碳排放可测量、可核查、可报告提供技术支撑.研究目标:建立HASM优化控制条件标准规范和驱动场标准规范,发展HASM方法的快速算法和智能化准则,构建以全局性近似数据为驱动场、以局地高精度数据为优化控制条件的碳源汇模拟系统;开展基于组织碳循环模型及其与碳卫星数据比对研究;在组织尺度遥感碳核查技术体系研究的基础上,选择吉林省(中国中部)、苏州市、珠海市(中国东部)、江西省(中国中部)和内蒙古大兴安岭样区典型森林生态系统(中国西部)实验示范区,结合碳卫星载荷航飞实验数据,实现3 km×3 km空间分辨率碳通量和碳源汇模拟分析.
  • 【期刊】 高精度曲面建模方法研究进展与分类

    刊名:地理科学进展 作者:岳天祥 ; 赵明伟 关键词:高精度曲面建模方法(HASM) ; 精度 ; 空间插值 ; 数据融合 ; 综述 机构:滁州学院安徽省地理信息集成应用协同创新中心 ; 滁州学院安徽省地理信息集成应用协同创新中心 ; 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室 年份:2016
    摘要:高精度曲面建模方法(HASM)作为新一代的曲面模拟方法,经过20多年的发展,其理论体系不断完善,算法体系不断丰富,应用领域不断拓广。然而,目前HASM方法尚未建立科学的分类体系,仅依据求解算法为标准进行简单区分,忽视了HASM所研究问题本质上的差异,阻碍了HASM方法在相关领域的进一步应用。为此,本文在总结HASM方法发展过程的基础上,按照研究问题的本质特点,以输入数据的类型为依据,将HASM分为空间插值方法和空间数据融合方法。其中,HASM空间插值方法是根据离散采样点得到目标曲面,而HASM空间数据融合方法则是融合多源数据,并综合各个数据源优势而得到新曲面的过程。该分类科学、合理,为今后HASM方法的进一步应用提供了理论指导。最后本文叙述了应用两种HASM方法求解问题时的一般步骤,同时还对两种方法的发展前景进行了展望。
  • 【期刊】 基于OCO-2卫星观测模拟高精度XCO_2的空间分布

    刊名:地球信息科学学报 作者:岳天祥 ; 张丽丽 ; 赵明伟 ; 赵娜 关键词:OCO-2 ; 高精度曲面建模 ; XCO2空间分布 ; 空间插值 ; TCCON 机构:中国科学院遥感与数字地球研究所 ; 中国科学院遥感与数字地球研究所 ; 中国科学院地理科学与资源研究所 ; 中国科学院大学 ; 滁州学院 年份:2018
    摘要:本文首次基于OCO-2卫星观测数据,采用高精度曲面建模(High Accuracy Surface Modeling, HASM)的方法来模拟大范围高精度的二氧化碳柱浓度(XCO_2)的空间分布。首先,探讨分析HASM方法应用于模拟OCO-2卫星观测XCO_2的空间分布的可行性。从2014年9月至2015年8月OCO-2观测的12个月的XCO_2数据中,分别随机选取其各个月90%的XCO_2数据用于空间插值,剩余10%作为精度验证点。自验证结果表明,12个月的平均绝对值误差为0.34 ppm。由此可见,HASM适用于模拟OCO-2卫星观测XCO_2的空间分布。然后,采用HASM对OCO-2在2014年9月至2015年8月的各个月观测数据进行空间插值,获取空间分辨率为0.5°×0.5°的各个月均值XCO_2的空间分布,同时基于地基观测TCCON(Total Carbon Column Observing Network)站的XCO_2数据对HASM模拟结果进行交叉验证。验证结果表明,HASM模拟的XCO_2与TCCON站对应观测数据相比,其平均绝对值误差为0.81 ppm,相关系数为0.88。因此,HASM在模拟OCO-2卫星观测的XCO_2空间分布上具有很大的优势。
  • 【期刊】 基于HASM方法对气候模式气温降水的降尺度研究——以黑河流域为例

    刊名:中国沙漠 作者:岳天祥 ; 赵娜 ; 史文娇 ; 周勋 ; 刘羽 ; 杜正平 关键词:高精度曲面建模方法(HASM) ; 降尺度方法 ; 气温 ; 降水 ; 黑河流域 机构:中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室 ; 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室 ; 中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室 年份:2017
    摘要:基于空间平稳性分析,引入地理因素结合回归分析及高精度曲面建模方法(HASM)对黑河流域多年平均气温、降水给出了降尺度模拟。基于过去器测资料的验证,提出了CMIP5模式资料的合理降尺度方法。比较了降尺度结果与站点实测值的差异,同时比较了所给出的方法与经典插值方法的模拟精度。最后,基于历史时期T1(1976—2005年)的降尺度方法结合RCP2.6、RCP4.5及RCP8.5不同情景下未来时段T2(2011—2040年)、T3(2041—2070年)、T4(2071—2100年)CMIP5模式结果,对降尺度方法进行了修正,给出了未来时段气温的降尺度模拟公式,并基于此对上述3种情景下多年平均气温的CMIP5模拟结果进行了降尺度模拟。结果表明:本文所提出的降尺度方法模拟结果与站点观测值具有较好的相关性,且精度高于其他经典插值方法。对未来时段的模拟结果表明,升温最快的是RCP8.5情景,在2071—2100年,除祁连山地区外,大部分地区年平均气温大于10℃。
  • 【期刊】 基于HASM方法的黑河流域潜在蒸发量的模拟

    刊名:地球信息科学学报 作者:岳天祥 ; 李晗 ; 赵娜 ; 申维 ; 刘羽 关键词:HASM ; 潜在蒸发 ; 插值 ; 黑河流域 机构:中国地质大学(北京)地球科学与资源学院 ; 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院 ; 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室 ; 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心 ; 中国科学院大学 年份:2017
    摘要:潜在蒸发作为研究蒸发及区域水循环的重要因素之一,其模拟结果对相关领域的研究应用具有重要影响。利用2000-2009年"黑河流域每日四次常规气象观测数据集"所提供的12个气象站点的潜在蒸发数据,对黑河流域潜在蒸发量进行模拟。首先针对潜在蒸发的特点,分析影响研究区域潜在蒸发的气象因素、地理及地形因素,使用多项式回归和逐步回归的方法对研究区域潜在蒸发进行了背景趋势模拟,选出影响潜在蒸发的最优影响因素组合,在此基础上采用高精度曲面建模(HASM)方法,结合站点实测数据,对去掉趋势后的残差进行精度修正。本文使用kriging法、IDW法和Spline法插值所得潜在蒸发数据,以及"黑河流域1980-2010年3 km 6 h模拟气象强迫数据"作为对照,比较验证模拟精度。模拟结果表明:HASM方法模拟精度最高,模拟结果分布合理,表明该方法在潜在蒸发模拟中具有应用前景。该方法所得到的潜在蒸发数据可作为基础地理数据供相关研究应用。