基于Sentinel-2时序NDVI的麦冬识别研究*杨玉婷,董秀春,刘忠友,蒋怡,李宗南,刘泳伶

【目的】为掌握四川省重要中草药麦冬的种植面积,开展麦冬遥感识别及空间信息提取研究。【方法】文章以四川省绵阳市三台县麦冬主要种植区为研究区,选取2020年11月至2021年5月共计6期Sentinel-2遥感影像,结合实地调查数据建立麦冬、油菜、小麦3种地类的样本数据集,分析该时期内麦冬、油菜、小麦的NDVI时序差异,基于随机森林算法构建麦冬提取模型。随后选取区分度最大的3期NDVI作为输入变量与以全6期NDVI作为输入变量进行麦冬提取精度对比。【结果】(1)麦冬与油菜、小麦的NDVI在11月、3月、5月差异较大;(2)以6期的NDVI作为输入变量的麦冬种植信息提取总体精度为91.92%,Kappa系数为0.892;(3)以3期的NDVI作为输入变量的麦冬种植信息提取总体精度为90.05%,Kappa系数为0.823 2,分类精度略低于6期NDVI全输入,但基于3期关键节点的NDVI时序数据能较准确提取麦冬种植信息。【结论】该结果可为四川省麦冬遥感识别和种植区变化监测提供参考。     

基于多时相环境卫星的冬前油菜种植面积估算

【目的】油菜是我国重要的油料作物之一,监测油菜种植面积有助于了解油菜生长状况,为油菜病虫害、湿渍害、冻害等灾害损失评估提供数据基础。【方法】文章以湖北省荆州市江陵县为研究区,使用国产HJ-1A/B 30 m分辨率时序多光谱数据,通过地面调查及资料分析确定油菜与其它易混淆作物的主要NDVI时序特征,建立油菜识别决策树,估算了2009—2015年(不包括2011—2012年生长季)冬前油菜种植面积。将基于油菜开花期影像的最大似然法提取的油菜面积作为定性验证数据。以油菜籽面积统计数据和Google Earth高分辨率影像数据对冬前油菜提取的面积和空间位置结果进行定量评价。【结果】定性评价结果:2009—2011年生长季的决策树方法提取冬前油菜面积结果与开花期影像最大似然法提取结果基本一致,2012—2015年生长季的油菜提取面积空间分布差异较大。定量评价结果:决策树方法提取冬前油菜面积的用户精度达到80.40%～95.56%,生产者精度达到82.56%～91.43%,相对误差低于15%。【结论】基于NDVI时间序列特征的决策树算法估算冬前油菜面积具有可行性,但仍受到云和冬小麦的影响。     

基于多时相 Sentinel-2 卫星数据的农作物分类研究

【目的】探究研究区农作物分类最佳时相;结合遥感指数探究一种有效的多时相分类方法,提取主要农作物种植分布情况。【方法】基于多时相Sentinel-2卫星数据,采用支持向量机的分类方法对不同时相进行分类,对比分类精度;融合时间序列的NDVI、MNDWI指数之后采用支持向量机的方法进行分类,之后分别利用MNDWI和CI指数结合决策树的分类方法提取水域和田埂。【结果】7月份的分类效果最好,总体精度达到91.05%,Kappa系数达到0.8518;通过时相数据不同组合的分类精度比较,采用3—10月NDVI数据叠加后分类的效果较好,总体精度达到92.25%,Kappa系数达到0.8736;对比3种不同分类方法,以支持向量机的分类结果精度最高,总体精度达到94.19%,Kappa系数达到0.9024。【结论】7月份是研究区农作物分类的最佳时相;多时相分类精度明显高于单景数据分类;结合多时相NDVI、MNDWI、CI 3种遥感指数进行分类可以有效提取研究区主要农作物的种植分布情况。     

基于多时相遥感数据和HSV 变换的越冬前冬小麦面积提取

【目的】冬小麦种植面积的提取对保障粮食安全和估产工作具有重要意义,已有冬小麦面积监测方法存在的所需数据量多、时间滞后等问题亟待解决。【方法】基于入冬前的2017年11月21日(分蘖期)和2017年12月24日Landsat8 OLI影像,将MIR、NIR和RED波段进行HSV变换,并计算地物的NDVI;利用全国土地利用图提取耕地与非耕地两类地物,统计分析两类地物NDVI值、H波段值的关系并设置阈值,初步提取疑似小麦种植区;利用小麦两个时相S值增大的特点准确提取小麦种植区域。【结果】利用多时相遥感数据中NDVI、H和S差别提取的试验区冬小麦种植面积,与地面调查、县区统计年鉴数据有较高的一致性。【结论】HSV阈值划分方法适用于冬小麦种植面积提取,能够提高小麦面积估算的时效性。     

基于Sentinel-1/2数据的中国南方单双季稻识别结果一致性分析

【目的】微波遥感因具有全天时、全天候数据获取的特点,在多云雨的中国南方水稻识别研究中表现出巨大潜力。本研究通过对比Sentinel-1SAR遥感数据和Sentinel-2光学遥感数据用于水稻遥感制图的效果,分析光学和SAR遥感数据对于单双季稻识别结果的一致性,并探索水稻识别的最优SAR影像特征。【方法】本研究使用Sentinel-1/2卫星数据,基于面向对象的随机森林分类算法和Google Earth Engine平台,提取洞庭湖平原4个典型水稻种植区的单双季稻空间分布。通过比较9种不同传感器和特征组合场景的分类精度和分类结果统计指标,并计算NDVI和SAR特征时序（VH、VV、VH/VV）的R²和DTW距离,分析识别单双季稻的最优SAR特征,评估光学和SAR遥感数据对于单双季稻识别结果的一致性。【结果】VH、VV和VH/VV时序识别单双季的总体精度分别为90.42%、82.08%和88.33%,而联合VH和VH/VV时序识别单双季稻的总体精度可达91.67%。VH（VH/VV、VV）时序与单双季稻NDVI时序的R²和DTW距离分别为0.870（0.915、0.986）、4.715（1.896、5.506）（单季稻）和0.597（0.783、0.673）、2.396（1.839、3.441）（双季稻）。较高的R²和较低的DTW距离说明单双季稻的VH/VV时序与NDVI时序相关度更高,可以较好地反映单双季稻的生长周期规律。同时,VH可以较好地反映单双季稻移栽期的淹水特征。基于光学数据和SAR数据在6个时间窗口的特征（S-2：NDVI、EVI、LSWI;S-1：VH、VH/VV）识别单双季稻的总体精度分别为91.25%和90.00%,识别结果面积相关性可达95.70%。【结论】SAR遥感数据与光学遥感数据水稻识别结果一致性较高。应用Sentinel-1在多云雨区识别单双季稻具有巨大潜力,VH和VH/VV后向散射系数时序是识别水稻的优质特征。研究结果为多云多雨区使用SAR数据进行特征优选以高精度识别单双季稻提供了重要技术支撑。     

近20年华北粮食主产区冬小麦种植面积遥感快速提取研究

【目的】 基于遥感数据,研究快速提取华北粮食主产区近20年（2001—2020年）冬小麦种植面积的方法,生成准确的长时间序列冬小麦面积遥感产品,为政府决策机构和科研单位的工作提供数据支持。【方法】 文章基于经过滤波重构的MODIS植被指数产品,分析了研究区不同纬度下冬小麦在整个生长季中的时序特征,考虑到不同区域冬小麦物候差异,提出了一种关键生长季时序NDVI曲线匹配的方法,在无样本的条件下,快速提取冬小麦面积。通过使用统计年鉴进行面积验证,并结合目视解译的样本和高分辨率数据哨兵2号提取的结果,计算混淆矩阵并进行精度评价。【结果】 与2001—2018年的统计年鉴数据对比,平均相对误差为16.1%;与目视解译和哨兵2号分类结果中的6 459个采样点的精度评价相比,总体精度达到87.4%,kappa系数为0.61。【结论】 根据冬小麦的物候特征,通过提取NDVI的时序特征并采用时序NDVI曲线匹配算法,可以快速准确地提取华北粮食主产区冬小麦的种植面积和分布情况。     

川西平原油菜种植区域时空变化分析

【目的 】 提取四川省粮食生产核心区川西平原油菜种植区域空间分布信息,分析种植区域的空间特征和面积变化,以期为四川省农业政策制定、产业结构进一步调整和优化提供参考。 【方法 】 文章将GF-1、Sentinel-2和Landsat-8全色波段影像和多光谱影像进行融合,分别得到空间分辨率为15 m、10 m和15 m的融合图像;利用最大似然分类法对融合图像的RGB假彩色图像进行地物分类,提取油菜种植区域信息。以Google Earth 发布的历史影像建立验证样区,通过目视解译提取油菜种植区域,验证遥感影像的提取精度。 【结果 】 获得了该地区2016年和2018年共2期油菜种植区域空间信息。川西平原油菜主要分布在北部、东北部、西部和南部浅丘地带,零散分布于中部平原地区。2018年油菜种植面积较2016年有所增长,主要增加区域在川西平原崇州市、大邑县、邛崃市等市县。 【结论 】 川西平原近年来油菜种植面积总体保持增长势态。四川省油菜产业的发展使得油菜种植区域差异化逐渐明显,需要进行针对性分析,因地制宜地研究和确定产业的战略目标与规划、区域农业产业化经营应遵循的法律或规则。     

川西平原油菜种植区域时空变化分析*蒋梓淳,徐嘉昕,黄平,张珣,王思,

【目的】提取四川省粮食生产核心区川西平原油菜种植区域空间分布信息,分析种植区域的空间特征和面积变化,以期为四川省农业政策制定、产业结构进一步调整和优化提供参考。【方法】文章将GF-1、Sentinel-2和Landsat-8全色波段影像和多光谱影像进行融合,分别得到空间分辨率为15 m、10 m和15 m的融合图像;利用最大似然分类法对融合图像的RGB假彩色图像进行地物分类,提取油菜种植区域信息。以Google Earth发布的历史影像建立验证样区,通过目视解译提取油菜种植区域,验证遥感影像的提取精度。【结果】获得了该地区2016年和2018年共2期油菜种植区域空间信息。川西平原油菜主要分布在北部、东北部、西部和南部浅丘地带,零散分布于中部平原地区。2018年油菜种植面积较2016年有所增长,主要增加区域在川西平原崇州市、大邑县、邛崃市等市县。【结论】川西平原近年来油菜种植面积总体保持增长势态。四川省油菜产业的发展使得油菜种植区域差异化逐渐明显,需要进行针对性分析,因地制宜地研究和确定产业的战略目标与规划、区域农业产业化经营应遵循的法律或规则。     

基于多分类器集成的GF-2作物信息精细提取研究

【目的】将多种分类器的优点融合，以便提升遥感影像作物信息提取的精度。【方法】以渭库绿洲为研究区，利用国产高分2号(GF-2)数据和野外调查数据，基于提取的遥感识别特征制定不同分类方案，采用马氏距离(MsDC)、最小距离(MDC)、最大似然(MLC)、神经网络(NNC)、支持向量机(SVM)5种传统机器学习方法分别对6种特征组合方案的影像进行分类，然后选择基分类器，并应用多数投票法和保守投票法2种多分类器集成算法，对研究区农作物进行精细分类提取。【结果】(1)辅助特征的加入对于子分类器的精度提高明显。5种分类器中除了MLC,其余4种分类器都是在加入归一化植被指数特征(NDVI)和纹理特征后取得了最高精度。(2)基分类器中精度最高的是NNC-4(人工神经网络的第4种特征组合方案),OA达到83.54%,Kappa系数为0.77。(3)相比基分类器，多分类器集成方法能够在制图精度和用户精度两方面提高农作物的提取精度。并且保守投票法优于多数投票法，OA为85.89%,Kappa系数为0.80。(4)集成分类结果中除了棉花的识别精度与最优基分类器NNC-4相等，达到94.94%外，其他的农作物如...     

基于无人机多光谱影像的荒漠草原典型物种识别

【目的】 准确获取草原植物物种空间分布信息是草原生态系统生物多样性监测、群落重构与生态功能维持的重要基础。及时准确获取植物物种空间分布可以为草原植物物种信息提取提供有效技术手段。【方法】 文章以无人机多光谱影像为基础,分别在像元尺度和对象尺度上开展了荒漠草原典型物种的信息提取方法研究。像元尺度上先定义样本计算样本可分离性,在选择不同分类器进行分类。而对象尺度上首先进行遥感影像尺度分割研究,选出最佳分割尺度。在此基础上,提取最优特征变量,并采用阈值分类法提取植被信息。【结果】 高分辨率无人机多光谱数据能够为荒漠草原物种信息提取提供有效数据基础。面向对象影像分析技术的表现最好,总体精度85.16%,Kappa系数0.71,其中短花针茅的制图精度和用户精度分别为97.6%和86%;其次是支持向量机机器学习算法,其总体精度80.40%,Kappa系数0.70,短花针茅的制图精度和用户精度分别为90.08%和76.46%;而传统最大似然分类法的识别精度较低,总体精度为74.68%,Kappa系数0.64,短花针茅的制图精度和用户精度分别为72.40和81.96。【结论】 无人机多光谱数据对于集中连片分布的植被物种的识别能力较强,而对零星分布的物种的识别精度并不理想,但该文结果能够为大尺度草原植物物种识别提供一定参考。     

基于GIS的工厂化养殖适宜性评价研究

选取滨海新区汉沽作为研究区域,通过查阅相关文献、咨询水产专家和实地调研等多种形式,筛选出19个对滨海新区汉沽工厂化养殖发展影响较大的因子作为评价指标,综合应用德尔菲法(Delphi)和层次分析法(AHP),确定各级指标的权重,构建滨海新区汉沽工厂化养殖适宜性评价模型,利用IDRISI进行综合运算,将工厂化养殖区域划分为"不适宜"、"一般适宜"、"适宜"和"非常适宜"4种类型,从而为工厂化养殖区域规划和管理提供科学依据。     

苯酚对废水生物硝化过程的抑制

由于硝化细菌对水产养殖水质可以起到明显调节作用，近年来在水产养殖领域的应用日益广泛。但废水中有毒有害物质的存在常常会导致硝化细菌的活性受到严重抑制，从而严重影响养殖水体及水产品的质量。本文利用富集培养的硝化污泥研究了苯酚对生物硝化过程的抑制效应。结果表明，苯酚对氨氮生物硝化过程的抑制属于非竞争性抑制，抑制常数K1和EC50均为2．61mg／L。泥龄相同的条件下，有苯酚抑制剂存在时氨氮的出水浓度高于无抑制情况，且苯酚浓度越高，氨氮出水浓度也越大；而达到相同的氨氮出水浓度，抑制剂存在条件下的泥龄大于无抑制条件，且抑制程度越高，所需泥龄越长。     

黑龙江省番茄根腐病研究概述

文章对黑龙江省番茄根腐病病原菌的鉴定、病原菌的生物学特性、苗期抗性鉴定技术及寄主抗性遗传规律、番茄根腐病的病症与识别、病害的发生和流行规律等内容进行了综述。     

苯酚对废水生物硝化过程的抑制

由于硝化细菌对水产养殖水质可以起到明显调节作用，近年来在水产养殖领域的应用日益广泛。但废水中有毒有害物质的存在常常会导致硝化细菌的活性受到严重抑制，从而严重影响养殖水体及水产品的质量。本文利用富集培养的硝化污泥研究了苯酚对生物硝化过程的抑制效应。结果表明，苯酚对氨氮生物硝化过程的抑制属于非竞争性抑制，抑制常数K1和EC50均为2．61mg／L。泥龄相同的条件下，有苯酚抑制剂存在时氨氮的出水浓度高于无抑制情况，且苯酚浓度越高，氨氮出水浓度也越大；而达到相同的氨氮出水浓度，抑制剂存在条件下的泥龄大于无抑制条件，且抑制程度越高，所需泥龄越长。     

转化糖药学研究概况

综述了转化糖药理及其现代临床研究概况,并对其药学应用前景进行了展望。     

布氏艾美尔球虫研究之回顾

布氏艾美尔球虫(Eimeriabrunetti)是鸡的一种致病性较强的寄生性原虫,但是我国球虫流行病学的报道很少谈及,有关研究报道更为少见。为此,笔者回顾了自1942年Levine首次报道布氏艾美尔球虫以来人们对这个种所做的研究。主要对这个种在世界的流行情况、生物学特性、致病性、免疫原性、内生性发育、体外培养、致弱及在球虫疫苗中的地位作了回顾和评述。     

低聚壳聚糖在水稻上的应用研究

0.3 g/L低聚壳聚糖水剂是一种新型植物生长调节剂。通过在水稻苗期和秧田期使用该水剂,探讨其对水稻生长及产量的影响。结果表明:0.3 g/L低聚壳聚糖水剂可促进水稻根系发育和分蘖;增加千粒重,提高产量;对恶苗病防效达48%。其较佳使用方法为苗期浇灌,移栽返青后茎叶喷雾。     

基于HTML文档的WEB图像分类研究

随着信息技术的快速发展和Internet的普及应用，Internet已经成为包含各种信息形式，如文本、图像、视频、音频等的巨大信息资源库。然而由于Web图像从主题、格式，到功能和来源都多种多样，很难用一个统一的标准进行分类。本研究首先从Web页面上图像的功能角度对图像进行初步分类，将其分为链接类、装饰类、广告类和内容类。初步分类可提高Web图像处理的效率和性能，并为它基于Web的应用与研究提供帮助。     

节肢动物生物指示研究综述

从生物指示的概念和首要目标,指示生物的定义、类别和功能,生物指示研究的步骤,指示生物和环境变量之间关系的可预测性及定量化,以及指示值方法,综述了节肢动物作为指示生物研究概况,列举了常见的节肢动物指示类群及其指示目标,剖析了当前生物指示研究中存在的问题,指出了在科学方法论基础上多学科合作进行多个类群生物指示研究,建立较完善的生物指示系统,服务于地区土地管理、生态建设及生物多样性保护等,将成为生物指示研究的发展趋势和主要方向。     

应用臭氧降解农药百菌清的试验研究

农药残留超标是目前影响我国果蔬质量和食品安全性的一大问题。笔者以农药百菌清为研究对象 ,利用不同质量浓度的臭氧 ,采用不同作用时间 ,进行了百菌清降解试验。试验中发现 ,臭氧初始质量浓度为1.4 mg.L-1时 ,在 0～ 15 min内百菌清残留率快速下降 ,至 15 min时已降至原有量的 4 0 ,之后随着放置时间的延长百菌清的降解程度并无明显增加 ;当臭氧初始质量浓度为 7.0 mg.L-1时 ,5 min后百菌清降解率几乎为 10 0 ;臭氧与百菌清混合后适当的振荡 ,有利于百菌清的降解。试验结果表明 ,臭氧有完全降解百菌清的可能。