基于GEE和Landsat时间序列数据的海南岛土地利用分类研究

土地利用/覆盖变化（land use/cover change,LUCC）是当前全球变化研究的核心内容之一。土地利用遥感监测是土地利用变化相关研究的重要技术手段,尤其是高分辨率遥感技术和谷歌地球引擎（Google Earth Engine,GEE）云计算平台的出现,为土地利用空间信息的获取提供了新的途径和方法。本研究基于GEE云平台提供的Landsat-8 OLI时间序列卫星影像数据,采用随机森林（random forest,RF）和支持向量机（support vector machines,SVM）分类算法,对海南岛土地利用类型进行了遥感分类研究。结果表明：RF与SVM算法对海南岛土地利用中水体和建筑用地的分类精度均较高,对耕地、园地和林地分类精度较低。与SVM方法相比,RF分类方法能够更准确识别各类地物信息,更适于海南岛土地利用分类的研究。海南岛林地（包括天然林、橡胶林等）所占比例最大,主要分布在海南岛中部;耕地和园地面积接近,相间分布于海南岛大部分区域;水体和建筑用地面积较小,在海南岛均呈零散的分布状态,以沿海地区为主。GEE平台对于开展大区域土地利用分类与遥感动态监测具有重要的意义。     

基于空间信息的农业干旱综合监测模型及其应用

为提高农业干旱监测的准确性,采用遥感信息与地面气象观测数据相结合的方法进行农业干旱监测研究。选择适合高植被覆盖区旱情监测的标准化植被供水指数及适合热带气候区旱情监测的综合降水指数作为参数,通过与同步实测土壤含水量的数据融合构建了海南岛农业干旱综合指数模型。经检验,模型的均方根误差RMSE为4.65%,相对均方根误差RMSEr为19.28%,模型具有较高的精度,可以用来监测海南岛的农业干旱。应用模型对2004年10月至2005年1月海南岛农业干旱进行了监测。结果表明,海南岛旱情西部重于东部、北部重于南部、四周平原重于中部山区。2004年10月上旬起旱情持续加重,12月上旬达到旱情高峰,12月中旬旱情略有缓解,但直至监测末期2005年1月下旬旱情依然严重。旱情最严重的时段(2004年12月上旬),海南岛干旱影响范围广,水田和旱地的重旱面积比例分别为59%和61%,其他林地的重旱面积比例也达到了20%。监测期内,海南岛作物生长过程受到明显抑制,干旱造成NDVI累积值较上一生长季同期下降6.34%,2004年10月至12月海南岛天然橡胶减产约1.16万t。该文为农业干旱监测提供参考。     

基于GLC30数据的近20年海南岛土地利用动态变化研究

土地利用/覆盖变化（land use/cover change,LUCC）是当前全球变化研究的核心内容之一。近20年来,受自然环境和人文社会经济双重影响的海南岛土地利用变化显著,但其时空动态变化特征及其格局尚不明确。基于GLC30全球地表覆盖数据,分析了海南岛近20年来土地利用时空分布格局、时空动态变化。结果表明,海南岛土地利用/覆盖类型空间分布格局以耕地和林地为主,耕地主要分布在沿海地区,林地主要分布在中部山区。2000—2010年海南岛土地利用时空变化格局以林地面积增加为主,主要由耕地、草地、湿地和水体转化而来;2010—2020年海南岛土地利用时空变化格局以耕地和建筑用地显著增加为主,耕地增加主要来源于林地的转化,建设用地的增加则来源于耕地和林地。2000—2020年,海南岛林地和建筑用地面积显著增加,耕地和草地明显减少;湿地、水体、裸地和海域的面积变化较小。林地增加的区域主要分布在海南岛中部山区及东北部文昌市,大部分由草地转化而来;建筑用地主要来自于耕地、林地和草地的转化,另一部分则来自于湿地、水体和海域的开发,主要分布在海南岛沿海城镇居民点的周边地区;耕地减少主要是转化为林地,分布在海南海口、昌江、琼海和万宁等市县;草地减少区域主要分布在海南岛中部山区,转化为林地。2000年、2010年和2020年海南岛土地利用程度在各个时期变化较小,总体数值处于中间偏上水平,表明海南岛土地利用/覆盖变化的稳定性较高,人类对土地的开发强度适中。通过本研究可为海南岛土地利用合理开发及未来海南自由贸易港建设提供科学参考。      

木薯生产存在的问题及可持续增效栽培措施

我国木薯生产普遍存在单一栽培导致效益较差、管理粗放和缺少施肥、产量较低等问题。通过木薯套种花生,可提高土地利用率,增加单位面积的产出效益;施用有机肥和生物固氮肥、压藤培肥可以大量增加土壤有机质含量,土壤营养成分较全面,可为木薯生长提供养分,肥效较长,使木薯栽培达到可持续增效;选种木薯新品种华南8号、华南5号、GR911,可有效地提高木薯单产,增加木薯产量。     

遥感技术在农业田间信息获取中的应用

田间信息的快速、高效获取,是进行精准农业时间的关键。随着现代信息技术的迅猛发展,田间信息采集技术手段也得到了不断更新。遥感是20世纪60年代发展起来的对地观测综合性技术,具有动态、快速和周期性地获取地表信息的特点,大大节省了人力、物力、财力和时间。针对遥感在农业田间信息获取方法的应用,展开相应的阐述与分析,主要阐述了作物病虫害监测、作物生产面积监测、作物产量估算监测、作物土壤水分含量监测和作物养分监测5个方面,应用遥感技术进行信息采集的原理及其大体的流程图。最后,在分析我国现在农业田间信息采集的特点基础上,指出建立田间信息遥感监测与信息管理系统的必要性,并给出了应用"3S"技术综合构建田间信息管理平台的流程图。     

1999-2007年祁连山区植被指数时空变化

基于SPOTVGT-NDVI数据,结合累积平均法、均值法、趋势线分析和影像差异法,分析了祁连山地区植被时空变化。结果表明:祁连山区植被覆盖东多西少;1999年以来植被呈增加趋势,植被指数(NDVI)增速为1.1%/10a,东段增速(1.6%/10a)大于中段(1.4%/10a)和西段(0.6%/10a);NDVI年内月和旬变化曲线均呈单峰型,7～8月达到最大。7～8月雨热达到最佳,适宜植物的生长;而从10月到翌年2月祁连山草地处于枯黄期;3～4月草地处于返青期,植物生长缓慢,NDVI都较低。祁连山NDVI增加和减少的面积分别占总面积的37.39%和10.95%。植被覆盖增加的地区主要分布在高山和亚高山森林草地,东段、中段、西段NDVI最大增加量分别为0.15,0.21和0.12。植被覆盖减少的地区主要分布在河流河谷以及青海湖周边,东段、中段、西段NDVI最大减少量分别为0.19,0.28和0.17。     

植被指数对藏北高寒草甸干旱的敏感性分析

近几十年来,干旱事件的频繁发生已成为全球环境问题中最为严峻的问题之一,大多数植物遭受干旱逆境后的各个生理过程都会受到不同程度的影响。通过遥感手段获取的归一化差值植被指数(NDVI)、增强型植被指数(EVI)等与植被生长有关的植被指数被广泛用于干旱的监测与评估;然而,利用植被水分指数,例如地表水分指数(LSWI)等对干旱事件发生的响应及其严重程度评估的研究目前还较少。利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)反射率数据,提取2004—2012年8年尺度的拉萨当雄高寒草甸观测站点中心像元的NDVI、EVI与LSWI,结合同时相内地面观测的降水数据与土壤湿度数据,分析植被指数对藏北高寒草甸干旱的敏感性。结果表明,研究区内年尺度上NDVI和EVI对降水的敏感性基本一致,LSWI的敏感性较NDVI与EVI略高,3种植被指数在干旱年份(2006年)减小幅度基本相同;月时间尺度上LSWI与降水的距平相关性最大,R~2达到0.32(P0.001),NDVI、EVI对降水的响应均存在滞后现象;健康植被的LSWI大于0,干旱植被的LSWI小于0,干旱年份植被生长季LSWI小于0的天数多于湿润年份;相比于NDVI、EVI,利用LSWI对干旱进行分级更适用于高寒草甸干旱的监测与评估。     

农作物空间格局研究进展及发展探讨

农作物空间格局研究具有重要的理论意义和现实意义，已经成为地理学和生态学研究的前沿和热点。本文总结了农作物空间格局重构方法、驱动力分析和模拟预测等方面的研究进展，在讨论分析当前研究所存在问题和未来发展趋势的基础上，提出了农作物空间格局研究工作的思维导图。研究表明，在农作物空间信息重构领域，统计调查法、遥感提取法和空间模型分配法均存在优势和缺陷；在农作物空间格局驱动力分析和模拟预测领域，仅从自然驱动力或社会经济驱动力单一角度来分析往往难以全面理解农作物空间格局变化过程。研究认为，基于空间模型的区域农作物空间信息复合重构技术、融合自然和社会经济多因子多尺度的农作物空间格局驱动力研究方法、耦合地理模型和社会经济模型的农作物空间格局模拟预测模型将是农作物空间格局研究领域的重要发展方向。     

基于MODIS LAI产品的海南岛橡胶林叶面积指数时空变化特征及其影响因素分析

【目的】分析2000—2020年海南岛橡胶林叶面积指数时空变化特征及其影响因素,为海南岛橡胶林种植长势监测、产量估算及空间优化提供科学参考。【方法】文章选择长时间序列MODISLAI数据,利用最大月值合成、线性趋势分析及空间分析方法。【结果】(1)从季节变化特征来看,海南岛橡胶林LAI月值经历了一个波动变化过程,2月份到8月份持续增加,9月份到次年2月份持续降低,最低值出现在2月份,最高值出现在8月份,其值分别为2.98±1.62m2m-2和6.16±1.08m2m-2。从季节变化的空间分布来看,随着季节变化,海南岛橡胶林LAI呈现从海南岛西部向东部逐渐“变绿”的季节空间变化过程。(2)2000—2020年海南岛橡胶林LAI呈现波动增加趋势,分为3个阶段:2000—2006年持续增加,2007—2015年波动明显,2016—2020年明显增加。LAI增加的区域主要分布在海南岛西部儋州、白沙等市县,LAI减少的区域主要分布在琼中、万宁、三亚等市县。LAI显著增加、明显增加、轻微增加的面积分别为850 hm2、117 350 hm2和357 925 hm2,面积占比分别为0.15%、20.60%和62.83%;LAI显著减少、明显减少加、轻微减少的面积分别为7350hm2、7525hm2和10700hm2,面积占比分别为1.29%、1.32%和1.88%;LAI基本保持不变的面积为67 950 hm2,面积占比为11.93%。(3)海南岛橡胶林LAI在1—2月份出现明显降低的原因是由于海南岛处于纬度较高的热带地区,橡胶林受干旱气候和冷空气影响,表现出落叶林的特征,主要集中在温度较低的1月和2月,多数年份集中在2月初至2月中旬。海南岛橡胶林LAI年际变化受多种因素综合影响,既包含橡胶树年龄自然增长、气候变暖导致的生长季延长、CO2施肥效应等间接影响导致的LAI增加,也包括台风、暴雨、干旱等自然灾害影响导致的LAI减少,还可能受地形、海拔、坡度、坡向的长期效应导致的LAI年际变化趋势呈现空间差异。【结论】利用卫星遥感数据能够快速获取、监测和分析大面积橡胶林叶面积指数,具有覆盖面积大、更新周期短、花费相对少等特点和无损、快速、大面积应用等优点,对于指导农林业生产具有十分重要的理论和应用价值。