基于多源遥感数据的高寒草地生物量反演模型精度——以夏河县桑科草原试验区为例

基于MODIS、Landsat-8 OLI和HJ-1A/1B CCD卫星遥感资料,结合2013-2014年甘南州夏河县桑科草原试验区野外实测数据,建立了高寒草地地上生物量遥感反演模型,筛选出基于不同遥感资料植被指数的生物量最优反演模型,比较分析了生物量最优模型的空间效应。同时,分析了2000-2013年基于MODIS植被指数估算的试验区产草量的年际变化特征。结果表明,草地生物量最优反演模型为基于Landsat-8 OLI NDVI数据的对数模型(y=727.54lnx1+495.23,R2=0.772,RMSE=31.333 kg DM·hm-2);在30和250 m空间分辨率下,基于MODIS NDVI及EVI、Landsat-8 OLI NDVI和HJ-1A/1B CCD NDVI最优模型估算的生物量均高于实测生物量,其中Landsat-8 OLI NDVI数据估算的草地生物量与实测生物量值最接近;2000-2013年试验区草地总生物量整体上具有显著增加的趋势(R2=0.590 7,P0.001),平均增加速率达50.57 kg DM·hm-2·a-1。     

桃蚜在辣椒上的空间分布及抽样技术研究

桃蚜作为世界范围内农作物主要害虫,在我国主要蔬菜种植区均有发生。因其繁殖能力强以及对蔬菜尤其是辣椒质量造成危害而成为重要防治对象。为了明确四川省成都主要辣椒种植区桃蚜空间分布格局,本试验运用2种回归方法和8个聚集度指标(K, C, CA, I, M*, m*/m, L*, L*/(1+m))对桃蚜盛发期种群的空间格局进行了研究；同时,通过Iwao回归法和Taylor幂法计算桃蚜种群理论抽样数,Iwao和kuno序贯抽样技术拟合桃蚜的序贯抽样模型。结果表明桃蚜种群呈聚集分布,聚集强度随种群密度的升高而增加,且个体间相互吸引,其聚集原因是由桃蚜习性与环境因素共同引起的,但8月下旬开始聚集原因主要有环境因素决定；通过种群密度与聚集度指标相关性分析表明,用平均拥挤度(m*/m)、负二项分布指标(K),久野指数(CA)及L*/(m+1)分析桃蚜空间分布型更具说服力；并利用空间格局参数确定了理论抽样数和序贯抽样模型。     

砂田抑制蒸发功能随覆砂年限的演变规律

【目的】研究压砂覆盖(砂田)保温及抑制蒸发功能随砂田退化程度的演变规律。【方法】基于多年Landsat卫星数据,使用辐射传输方程法反演香山地区砂田地表温度(LST),结合田间地表温度监测,对比砂田与裸地的地表温度变化,分析了砂田抑制土壤蒸发的机理,并探讨了砂田的功效与砂田使用年限的关系。【结果】砂田在LST-NDVI梯形空间中贴近于暖边,其土壤水分比耕地少,接近于干土层。因此,砂田可以隔离辐射与土壤表层,从而减小潜热通量,抑制土壤蒸发。砂田昼夜温差明显比裸地大,且对于西瓜等作物,砂田的有效地表积温也比裸地提高了10%。【结论】砂田退化过程可分为纯砾石阶段、砂土混合阶段和砂土连通阶段,从砂田的保温及抑制蒸发功能来看,砂田的有效使用年限为25～30 a。     

基于EnKF-3DVar模型的海淀区地表温度模拟

以城市化程度较深的北京市海淀区为研究区,基于2005年、2010年和2015年的遥感影像数据,利用基于影像(IB)的算法反演城市地表温度空间分布。将数据同化算法EnKF-3DVar与CA/Markov模型集成,将海淀区的多年平均臭氧浓度空间分布数据同化进行城市地表温度的模拟预测。结果表明海淀区的城市地表温度10年间呈现先下降后上升的趋势,但总体呈现下降趋势,其中2015年的平均温度为31.139 3℃。引入EnKF-3DVar的预测模型能够显著提升模型的模拟精度,所预测的2015年的数据结果 Kappa系数达到0.821 6。在有城市公园绿地的模式下,地表温度高值区呈现缓解趋势,在无城市绿地公园的模式下,城市地表温度高值区呈现出明显的扩张趋势,最高温度达到了56.142 3℃,城市生态绿地对于城市地表温度的空间分布影响巨大,合理布局城市绿地公园意义重大。     

基于Sentinel-2数据的青海门源县天然草地生物量遥感反演研究

草地地上物生物量(AGB)是评价草地生产力的重要指标，精准反演天然草地的AGB，对草地长势监测和草畜平衡评估具有重要的意义。由于常用的遥感数据(如Landsat和MODIS等)受较低时间或空间分辨率引发的诸多问题的影响，因此探索具有更高时空分辨率及更多光谱波段的Sentinel-2卫星数据在县域尺度的草地植被监测状况具有极其重要的作用。利用Sentinel-2卫星遥感影像和青海门源县实测草地AGB数据，构建了基于随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和人工神经网络(ANN)3种机器学习方法的草地生物量估算模型，研究了2019-2021年门源县天然草地生物量时空分布特征。结果表明：1)Sentinel-2卫星影像的3个原始波段(B2、B6、B11)和2种植被指数[反红边叶绿素指数(IRECI)和特定色素简单比值植被指数(PSSRa)]，是草地AGB敏感的特征变量。其中，红边波段(B5、B6、B7)对天然草地AGB遥感反演具有重要作用。2)基于RF算法的草地AGB估测模型是门源县天然草地生物量估测的最优模型(验证集R2为0.72,RMSE为622.616 kg·hm-2)，优于SVM模型(...     

粮堆密度的电磁波检测技术研究

本文介绍了电磁波在粮堆检测中的原理,阐述了电磁波在粮堆传播中的特性,分析了粮堆结构和介质的特点,采用逐层反演法和测井法计算出粮堆的介电常数。然后根据粮堆介质和密度的关系,建立其相关模型,实现了粮堆密度分布的估计,从而可得出粮堆数量。最后,通过试验证明了电磁波在粮堆密度检测中的有效性。     

距离域干涉谱反演海底参数方法研究

浅海多途效应形成了在距离-频率平面的干涉谱图,本文利用距离域干涉谱提取干涉准周期作为反演匹配物理量,在单无限均匀海底模型的基础上,以最小均方差原则建立代价函数,通过模拟退火法搜索最优解,提出一种海底参数反演方法。仿真结果表明,该方法反演所得参数在典型负跃层剖面下能有效地用于声场预报。     

基于无人机多光谱遥感的冬小麦叶绿素含量反演及监测

旨在实现冬小麦各生育期叶绿素含量的准确估测,探究其时空变化规律。利用无人机获取冬小麦越冬期、返青期、拔节期、孕穗期和灌浆期的高分辨率多光谱图像,同时采集地面SPAD数据。选取三类光谱参数建立反演模型,优选出各生育期的最佳预测模型,并定量监测试验区冬小麦叶绿素含量时间变化和空间分布。结果表明：原始波段模型和波段倒数对数模型分别为越冬期及其他生育期叶绿素含量预测的最佳模型,拟合精度R²>0.59;时空分布上,灌浆期前试验区冬小麦叶绿素含量呈南北高、中部低特点,灌浆期则呈北高南低的趋势,叶绿素含量从越冬期到拔节期逐步增加,拔节期到孕穗期开始降低,孕穗期到灌浆期则大幅度降低。本研究建立的倒数对数预测模型,精度较高,且适用于返青到灌浆的4个生育期,对于试验区冬小麦叶绿素含量有较好的时空监测效果。     

高密度电阻率法在行唐某溶洞勘查中的应用

本文对高密度电阻率的原理进行了简单的介绍,运用高密度电阻率法对行唐县某溶洞进行了勘查,通过二维高密度电阻率反演模型反映了地下溶洞的空间位置以及空间分布特征,对溶洞的分布范围、埋深、规模有了初步的认识;并对以后工作进行了提出了合理建议,为更好的开发溶洞提供了依据。     

差分吸收光谱反演方法在环境监测系统中的研究

随着人类文明的高速发展,自然环境却遭到了破坏,受到破坏后的自然环境对人类造成了反作用,使人们的生活质量受到严重威胁,此时人们不得不对自己的行为进行反思。为了拟补人类对自然界造成的伤害,人类试图通过科技来保护自然环境,其中差分吸收光谱技术就是为此而存在。它可以准确监测到对大气造成污染的物质,在实践应用中做出了巨大贡献。为了对这一项技术更一步的了解,本文从差分吸收光谱的原理及特点做切入点,对差分吸收光谱反演方法在环境监测系统中的作用及应用进行探讨。