基于支持向量机分类的遥感土壤盐渍化信息监测

遥感技术在大尺度土壤盐渍化检测方面有着宏观性、实时性、动态性等优势和广阔的应用前景,但是传统的遥感图像分类方法精度不高、分类效率较低和不确定性.提出了基于支持向量机(SupportVectorMachine,SVM)的分类方法,介绍了SVM算法的基本原理,通过支持向量机分类法与传统分类方法(最大似然法和最小距离法)在盐渍化信息提取结果上进行对比,表明基于SVM的遥感图像分类方法能够较好的检测土壤的盐渍化信息,分类总精度达到95.66%,比最大似然法和最小距离法分类精度(分别为91.54%和85.42%)更高,因此更适合于遥感图像分类和盐渍化信息检测.     

基于分形理论的干旱区绿洲耕地动态变化及驱动力研究

以干旱区典型绿洲新疆于田县为研究区，利用遥感、地理信息系统和全球定位系统(3S技术)相结合的方法，在分形理论的基础上，计算了于田县1976、1989、1999和2001年耕地资源的分维值D、稳定性指数SI和分维变ΔD，并根据其值的物理意义，对耕地的动态变化进行了定性分析。同时根据历年统计数据，运用主成分分析法对引起绿洲耕地数量时空变化的11个驱动因子进行了定量分析。结果表明：社会经济发展水平、人口增长、农业科技进步和水土资源限制是影响耕地数量26年动态变化的主成分，其研究对干旱区农业绿洲耕地的合理利用和可持续性发展具有重要意义。     

分数阶微分在盐渍土高光谱数据预处理中的应用

光谱微分技术在高光谱数据处理中应用广泛,为研究分数阶微分对光谱反射率与盐渍土含盐量之间相关系数的影响,细化相关系数变化趋势,该文选取新疆塔里木南缘于田绿洲盐渍土为研究对象,以土壤样本含盐量和反射率高光谱数据为数据源,利用Grünwald-Letnikov分数阶微分公式编程计算光谱反射率以及对应的均方根、倒数、对数、对数倒数、倒数对数变换的0～2阶微分（间隔0.2阶）,对比分析每种变换各阶微分与土壤含盐量相关系数曲线的变化趋势以及微分处理对单波段相关系数的影响。结果表明：经微分处理,通过相关系数0.01显著性检验水平的波段数量明显增加（0.6阶＞1阶＞2阶＞0阶）,随着阶数增加,呈现先增后减的趋势,且均在分数阶0.6处达到最多。在0.6阶处,光谱反射率及5种数学变换通过相关系数0.01显著性检验的波段数量按照从大到小为：倒数对数变换=对数变换＞均方根变换＞倒数变换＞光谱反射率＞对数倒数变换。对于波段2444、2423、2142、2005 nm,微分算法能够大幅提升与含盐量之间的相关性,相关系数绝对值取最大值对应的阶数均为分数阶。从局部到整体,分数阶微分提升相关性的效果明显优于整数阶微分。该研究结果为分数阶微分在高光谱技术监测土壤盐渍化现象中的应用提供参考依据。     

艾比湖区域生态脆弱性评估与保护

[目的]选取新疆西部生态环境问题突出的艾比湖区域为研究区,正确认识和评价艾比湖区域生态环境脆弱性本质,监测生态环境演变的规律并加以恢复和重建,为干旱区生态脆弱性评价提供示范性案例.[方法]采用区域综合生态脆弱度模型评价艾比湖区域生态脆弱性.[结果]研究区的生态环境具有较强的脆弱性,而且局部区域的脆弱程度在不断加强.[结论]根据对艾比湖区域生态脆弱性评价的结果,说明在人类与自然的交互作用下,艾比湖区域生态环境脆弱性总体上随时间的推移由低脆弱度向高脆弱度演进.提出研究区生态脆弱性分区恢复与保护的对策,其目的是防止生态系统进一步退化,使其朝着可持续的方向发展.     

基于SI-Albedo特征空间的土壤盐渍化遥感监测指数研究

土壤盐渍化通常出现在气候干旱、土壤蒸发强度大、地下水位高且含有较多可溶性盐类的地区。它是一定的气候、地形、水文地质等自然条件共同对水盐运动产生影响的结果[1],这是一个复杂的动力学过程。因而对土壤盐渍化的探测、动态监测和制图是一项较为困难的工作。遥感技术能大面积重复获取同一地区的信息,具有宏观、综合、动态、快速的特点,并在速度、精度和成本花费方面凸显出众多优势[2]。现阶段运用遥感手段提取土壤盐渍化信息主要有两个方面:一是对遥感图像做相应的处理,突出盐渍化信息,但此种方法需要大量的实验;二是引入土壤含盐量、地下水等辅助量,但是引入的辅助量会引起图像的破碎化,有时难以满足要求,分类精度受到一定程     

于田绿洲土壤含盐量的空间异质性研究

在GIS背景之下,利用地统计学,结合于田绿洲2014年5月的土壤含盐量采样数据,研究于田绿洲土壤含盐量的空间变异特征。分析结果显示:各深度土壤含盐量的空间分布是不均匀的,主要是以弧状、斑状以及条带状存在,从总的空间分布的格局上来看,有一定的聚集趋势;研究区土壤含盐量主要受到荒漠化程度、植被覆盖度的影响。通过分析于田绿洲土壤含盐量的空间变异性,有利于快速诊断土壤盐渍化,也能够为提升土地的利用效率、保障区域的农田可持续利用提出决策依据。     

干旱区绿洲土壤盐渍化动态变化及其影响因子分析研究—以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

[目的]土地盐渍化是干旱、半干旱地区由于人类不合理的开发土地资源活动和脆弱的生态环境相互影响而引起的土地退化问题,它严重威胁着干旱区绿洲生态环境的稳定性,约束着社会经济的可持续发展.因此,监测盐渍地的分布范围及其盐渍化程度,分析其成因对绿洲生态环境和社会经济可持续发展有着重要的意义.[方法]以塔里木盆地北缘盐渍地普遍发育区域渭干河-库车河三角洲绿洲为例,利用 1989年TM,2001年ETM +和2007年ALOS 3个时期的遥感影像数据,在野外调查的基础上,采用监督分类方法,进行了盐渍地动态变化分析研究.[结果]1989～2007年的19 a中,重度盐渍地面积从1 177.78 km2增加到1 192.33 km2,中度盐渍地面积增加了1 353.25 km2,轻度盐渍地面积减少了3.40;,总盐渍地面积呈增加趋势,增加面积为981.30 km2.[结论]盐渍化影响因子中人为因素占主导地位.对水和土地资源需求的增加以及不合理利用导致了该区域生态环境的恶化,进一步加重了盐渍化问题.     

新疆于田绿洲-荒漠脆弱带时空演变及其调控方法研究

绿洲-荒漠生态脆弱带(ECOTONE)介于绿洲和荒漠之间,对绿洲起着屏障作用,它在维护干旱区生态系统的平衡方面起着重要作用,深入研究这一特殊地带的环境演变过程、特征及形成机制对于揭示其生态学实质、维护和发展绿洲具有重要的实践意义.选择于田绿洲为研究区,以遥感技术为依托,对2个时相的陆地卫星数据及相关统计资料进行了处理.利用得到的土地覆盖差值图像,定量分析评价了该地区生态脆弱带1989-2003年间的变化趋势.在此基础上,根据该地区生态环境特点提出了若干有效生态保护及复原措施.为西部干旱地区合理开发绿洲、可持续发展绿洲资源及改善绿洲生态环境等提供新的研究方法和科学依据.     

塔里木河中游典型绿洲土地利用/覆被及水资源动态变化研究

运用3S技术,并采用最大似然法分别对1989年和2010年渭干河-库车河绿洲两期Landsat-TM影像数据进行分类统计,获得了该区域22年来土地利用/土地覆被变化矢量图和定量统计数据,并利用不同时期该流域地表径流和地下水资源开发利用程度、农业种植结构、城市用水、天然植被用水,分析该区域土地类型变化和水资源的关系。研究结果表明：该地区耕地面积逐年增加,22年来增加耕地面积141 573.4 hm²,平均每年增加6741.59 hm²;天然植被草地面积急剧减少,平均每年减少7 682.38 hm²,城市用水由0.41亿m³增加至4.26亿m³,加之机电井数量骤增导致地下水位下降了2.34 m;导致地下水位下降,水质矿化度增高,天然植被大量减少,流域下游生态问题极其脆弱。     

渭干河-库车河三角洲绿洲盐生植被物种多样性研究

运用数量生态学的方法对渭干河-库车河三角洲绿洲的盐生植被物种多样性进行分析,结果表明:以梭梭为单优势种的群落Ⅳ具有最高的优势度指数和最低的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数,群落结构最为简单;以骆驼刺为优势种和梭梭为主要伴生种的群落Ⅱ具有较高的多样性指数和均匀度指数,但优势度指数较低,优势种长势不显著,常与其它伴生种相伴而生,结构较为稳定;以柽柳和梭梭为共优势种的群落Ⅰ具有最高的物种丰富度和中等水平的优势度指数、多样性指数和均匀度指数,群落中物种数较多,结构较为复杂;以芦苇和骆驼刺为共优势种的群落Ⅵ具有较高的物种丰富度和物种多样性,物种优势度和物种均匀度水平居中,群落结构较为复杂;群落Ⅲ和Ⅴ具有中等偏上水平的物种丰富度指数、优势度指数、多样性指数和均匀度指数,群落结构稳定.