结合ZY-1 02D光谱与纹理特征的干旱区植被类型遥感分类

高光谱遥感技术已广泛应用于植被类型制图。然而,稀疏植被冠层覆盖和土壤背景影响仍然是干旱区植被类型遥感分类的主要挑战,单独利用遥感数据光谱或纹理特征难以获得可靠的分类精度和稳定性。广义正态分布优化算法（Generalized Normal Distribution Optimization,GNDO）的特征优选结果在质量和稳定性方面相较传统优化算法具有优势,但目前还未应用于高光谱波段选取研究。为探索结合ZY-1 02D光谱与纹理特征进行干旱区植被类型遥感分类的可行性,验证GNDO方法应用于高光谱波段选取的有效性,同时探讨不同数量训练像元条件下,各特征选取方法的选择结果差异和对植被类型分类精度的影响,该研究以青海省都兰县宗加镇为例,在随机选取各分类类别不同数量训练像元（30、50、100、150、200）基础上,分别利用遗传算法（Genetic Algorithm,GA）、粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization,PSO）、灰狼优化算法（Grey Wolf Optimization,GWO）以及GNDO算法进行高光谱波段选取并对比结果,同时利用灰度共生矩阵（Gray-Level Co-occurrence Matrix,GLCM）方法提取纹理特征,将提取的光谱特征和纹理特征组合成30组分类数据集,利用随机森林（Random Forest,RF）方法完成植被类型自动分类,对比不同分类数据集的分类精度。结果显示：蓝波段（400～450 nm）、红边波段（700～750 nm）和红波段（600～650 nm）对区分植被类型最敏感;基于光谱特征的分类数据集中,使用200个训练像元和GNDO方法进行特征优选获取的分类数据集（GNDO200）获得了最高的总体分类精度（80.44%）;随着训练像元的增加,各分类数据集总体分类精度整体均呈上升趋势,不同的特征选择方法的分类精度对训练像元数量表现出不同的依赖程度;图像纹理特征的加入,明显提升了植被分类精度,将使用200个训练像元和GWO方法进行波段优选的结果与纹理特征结合的分类数据集（GWO200+TEX）获得了最高的总体分类精度（82.86%）。该研究验证了ZY1-02D国产高光谱卫星数据光谱纹理特征结合进行干旱区植被类型划分的潜力,证实了GNDO方法对高光谱波段选取的有效性,为高光谱植被类型制图中光谱、纹理特征选取提供了一种思路。     

基于蒸散发调控及排水重复利用的灌区节水潜力

基于改进SWAT模型,以漳河灌区为背景,模拟分析了不同情景下蒸散发及排水比的变化,并进一步分析灌区节水潜力.结果表明,水田蒸散发由大到小为淹灌、间歇灌溉和薄浅湿晒.基于蒸散发消耗调控,研究区现状条件下理论节水率为14.5％,远大于实际节水潜力;与淹灌相比,间歇灌溉和薄浅湿晒节水率分别为1.6％和2.4％.基于排水重复利用,研究区现状条件下理论节水率为16％;塘堰汇流面积比例从现状的30％提高到50％,排水管理节水率及实际灌溉节水率分别为3.8％和1％,而传统的灌溉取水节水率为19.9％;可见,不同计算方法得到的节水潜力存在很大差异.     

工程开挖面土壤侵蚀模型的构建

工程开挖面是生产建设项目水土流失的主要来源之一,但工程开挖面土壤侵蚀定量研究非常有限,势必影响开挖面土壤侵蚀量及危害的准确评估。该研究通过理论分析与野外观测试验相结合,一方面借鉴RUSLE建模思路,理论推导开挖面次降雨土壤侵蚀模型,并对模型参数进行了详细分析,另一方面通过野外小区现场观测,探讨开挖面土壤侵蚀关键影响因素,将实测数据应用于模型及参数的率定和验证。结果显示,坡度、坡长、质地、以及降雨因子各参数均与单位面积土壤流失量呈显著相关,建立的开挖面次降雨土壤侵蚀模型,经实测数据率定与验证,模型预测效果较好。该模型针对性强,不仅原理简单,各参数均具有一定的物理意义,而且参数易获取,具有很好的实用性和可操作性,可为有效防治开挖面水土流失、落实水土流失防治责任及开展水土保持监督执法等提供科学依据。     

降雨强度对优先流特征的影响及其数值模拟

为了研究优先通道发育程度对不同降雨强度下优先流特征的影响,该文选取不同深度的田间原状土样,在不同降雨强度下进行土壤优先流的室内物理模拟试验,并采用双渗透介质模型Hydrus-1D对优先流发育过程进行数值模拟。结果表明:优先通道越发育,其优先流程度越高。降雨强度对优先流速率及其增加幅度的影响随土壤优先通道发育程度的增加而增加。优先通道发育的土柱,降雨强度越大时,其土柱下端初始出流时间越短,而优先通道一般发育的土柱,其土柱下端初始出流时间均随降雨强度增加呈先减小而后增加的规律。当降雨强度小于土柱最大导水能力(原状土柱表面出现积水时的导水能力)时,优先流速率随降雨强度增加而显著增加,而当降雨强度接近或大于其最大优先导水能力时,优先流速率增加缓慢或趋于稳定。土壤优先通道对降雨入渗的导水能力(即优先流速率与降雨强度之比)随降雨强度增加而变小。双渗透介质模型能较理想地模拟优先流发育过程,对土壤基质向大孔隙排水过程的模拟较差,但模型不适用于裂隙发育的土壤。各土柱的优先流程度为93.6%~99.9%。在研究降雨强度对优先流的影响规律时,该研究考虑了优先通道发育程度对此规律的影响,丰富了优先流理论,同时对农业节水、土壤污染迁移、地下水污染风险评价以及滑坡机理等研究方面具有重要的科学意义。     

The Study on Self-Restoration of Different Runoff Plots in PingChang Sichuan

四川省平昌县是长江流域生态修复的试点县之一,生态修复区布设在“长治”工程竣工后治理程度较好的小流域内,主要采取封禁治理的措施,加强植被的自我恢复能力。文章选取不同海拔,坡度,坡向,不同林种配置和林分结构的四个径流区进行研究,通过对植被重要值、物种多样性、优势度、均匀度等的计算分析以及对土壤肥力的测定分析,得出以下结论:(1)物种多样性较高的径流区其土壤肥力也较高,表现为:群落总体物种多度顺序为:深溪沟>许家沟>涵水沟>国林沟,土壤有机质含量大小顺序为:深溪沟>许家沟>涵水沟>国林沟,特别是灌草类越多,土壤肥力越好,水土保持效益也越好;(2)生态修复措施后平均土壤有机质含量为20g/kg以上,对水土保持起到积极的效果;(3)坡度低于15°的凹平坡地,乔木的物种多度低,有机质含量也低。     

嘉陵江流域水保措施蓄水减蚀指标研究

通过嘉陵江流域水保试验小区和典型治理小流域水保措施蓄水保土(减蚀)作用的调查、观测和资料分析,并结合137Cs土壤测定成果,探讨了水保措施蓄水减蚀量与主要因子的变化规律,并分别建立了经验相关关系.在此基础上,提出了嘉陵江流域水保单项措施的蓄水减蚀平均指标,为正确评价、定量分析水土保持综合效益等提供了依据.     

激光雷达在水土保持监测中的应用

针对开发建设项目的水土保持监测,提出了一种新的渣场测量方案,即结合激光雷达技术和差分GPS技术,优势互补。该方案运用于实际,取得了很好的效果,实践证明它是一种更加科学高效的技术和方法,可应用于目前开发建设项目水土保持监测。（1）它在测量精度上比传统方法测量结果要精细许多,更真实、可信;（2）可详细反映渣场形态,轻松实现三维建模;（3）真正实现了非接触式测量,大大减少了外业工作量,降低了外业危险;（4）可对开挖边坡、崩岗、山体滑坡等许多形式的水土流失进行测量,使传统水土保持走上“精耕细作”之路。     

高速公路水土保持建设项目后评价研究

介绍了项目后评价的一些基本情况,基于国情构建了符合我国实际的高速公路水土保持建设项目后评价指标体系。以常德至张家界高速公路为例,根据确定的评价指标及各个指标的计算方法,将各个参数代入计算公式,得到常德至张家界高速公路水土保持建设项目后评价结果。常张高速水土保持建设项目投资效果较好,较为经济,各类水土保持措施实施到位,数量充足,质量合格,运行良好,水土保持综合效益显著,很好地防治了项目建设过程中的水土流失,保护了生态环境。     

村民自主建设管理是推动水土保持健康发展的重要举措

随着我国水土保持生态建设投入力度的加大,国家在长江流域相继实施了一批水土保持重点建设工程,这些工程的实施普遍采取招标制,建设区群众参与建设的程度和积极性明显不高,工程建后管护责任难以落实,影响了工程建设成效的正常发挥,也对水土保持生态建设的持续、健康发展造成不利影响。在总结水土保持生态建设工程特点的基础上,认为在工程建设管理过程中充分调动群众参与是保证水土保持生态建设健康发展的关键,根据近年来国家有关部门出台的相关鼓励受益农户全过程参与水土保持工程建设管理的办法,提出了进一步完善村民自主建设管理的建议。