基于GIS的黑土区环境地球化学质量评价

黑土区向来是我国重要的商品粮生产基地 ,对于我国的粮食安全和国民经济的稳定都有着举足轻重的作用。但是大范围的关于黑土区环境地球化学特征的研究却很少 ,本文主要利用黑龙江省 1∶ 5 0万区域化探资料 ,选取五种重金属元素在 GIS支持下对黑龙江省黑土区环境地球化学质量进行了评价 ,评价结果表明 ,本区的地球化学环境质量是比较好的 ,大部分地区处于无污染的水平 ,只是在西北部的克山和克东一些地区处于轻度污染的水平 ;中度污染只出现在宾县和巴彦交接处附近的极小部分地区     

三江平原生态系统服务价值评估

三江平原是我国最大的淡水湿地分布区 ,系统评价三江平原生态系统服务价值 ,揭示湿地在该区域生态系统服务功能中的重要地位 ,可以为湿地保护及资源可持续利用提供科学依据。本文参照中国学者制订的中国陆地生态系统单位面积服务价值表 ,估算了三江平原各种生态系统的生态服务价值 ,及生态价值的构成情况 ,表明湿地生态系统在维持三江平原生态功能上具有重要作用。三江平原生态系统总价值为 1 660 .2 9× 1 0 8元 /年 ,占全国陆地生态系统服务总价值的 2 .96%。各类生态系统的生态服务价值对总价值的贡献率有较大差异 ,湿地生态系统和森林生态系统的贡献率为最高。在三江平原每年的生态系统服务价值中 ,废物处理价值、水源涵养价值、气候调节价值、土壤形成与保护价值、生物多样性保护价值、气体调节价值所占比例较高 ,分别为 1 8.88%、1 8.5 5 %、1 6.1 9%、1 2 .81 %、1 0 .0 6%和 9.1 6%。     

查干湖透明度高光谱估测模型研究

湖水透明度能直观反映湖水清澈和混浊程度,是水体能见程度的一个量度,同时也是评价湖泊富营养化,衡量水质优劣的一个重要指标。传统地表水透明度观测主要采用塞克盘(Secchi Disk)法,这种方法不仅费时费力,而且只具有局部的代表意义。遥感技术具有快速、大面积和周期性的特点,可以有效地解决这种局限性。该文通过查干湖高光谱数据,建立透明度(Secchi Disk Depth)单波段和比值高光谱估测遥感模型,并进行验证。结果表明:利用高光谱遥感监测模型对查干湖透明度进行估算和监测,能够获取较为准确的评价结果,相对于传统监测方法具有省时省力的特点。通过对单波段估测模型和比值估测模型进行比较发现,单波段模型估测结果好于比值模型,而对数比值模型又强于单纯的比值模型。查干湖透明度高光谱定量估测模型的建立,有利于今后利用遥感影像,对查干湖水体透明度进行全面估测,对于研究和监测查干湖水体水质状况有重要意义。     

松原市土地沙化机制及可持续发展模式

分析松原市沙区沙漠化机制 ,指出自然环境因素只是沙化的必要条件 ,松原市沙地演化最终取决于人类活动 ;取决于人类对该区采取什么样的发展模式。提出应从经济效益入手 ,发展高效生态型的土地利用模式。通过合理配置林种、树种 ,建立沙区人工草场等措施 ,建设具有良好经济效益的固沙体系 ;发展农牧交错带沙区高效生态型农业 ;充分利用沙区资源兴办沙产业是沙区人民摆脱贫困 ,实现可持续发展的关键。     

吉林省大安市草地资源动态变化研究--基于RS和GIS的遥感调查

采用时间尺度为15年的1987年TM和2002年ETM 美国LANDSAT卫星遥感影像,结合野外调查、各种图件和文字资料,利用GIS软件人机交互式解译提取大安市草地信息,以此进行了时间和空间序列动态变化分析。结果表明,大安市草地退化严重,低、中、高覆盖度草地均有不同程度的退化,退化面积分别为22.06%、45.01%、62.25%,高覆盖度草地退化最严重;并分析了导致研究区草原退化的自然因素和人为因素,提出了恢复该区草原生态环境的治理措施。     

松嫩平原过去40年农业气候变化特征分析

利用1961-2000年的逐月气候资料,分析了松嫩平原农业气候因子的变化特征与趋势。结果表明,在全球变暖的大气候背景下,过去40年中松嫩平原地区年平均气温显著升高,增温速率在0.4℃/10a以上,进入20世纪80年代以后,年平均气温上升趋势更加明显。各个季节及作物生长季平均气温与时间序列的回归趋势均达到显著水平,冬季增温速率最大。年平均最高气温和冬季平均最高气温增加显著。年平均最低气温、四季平均最低气温和作物生长季最低气温增加均较显著,冬季和春季平均最低气温增加速率较大。对降水量的分析结果表明,除1961-1980年作物生长季降水呈明显减少趋势外,年总降水量和各季节降水量变化趋势不明显,在过去40年中并无明显的增加或减少趋势。此项研究结果可以为松嫩平原农作物布局、种植结构调整等农业生产管理决策提供借鉴。     

基于数据融合策略的红茶发酵程度判别

发酵是红茶加工过程中关键的一道工序,对红茶的品质形成有着重要影响。该研究以大叶种英德红茶中的英红九号为研究对象,试验收集了204份不同发酵时间的红茶样品并使用便携式近红外光谱仪和工业相机获取红茶发酵中的信息,基于近红外光谱数据、图像数据和数据融合策略分别建立了红茶发酵程度判别模型。通过分析茶多酚和儿茶素类含量的变化,将红茶的发酵划分为3个阶段,即发酵不足、发酵适度和发酵过度。采用Savitzky-Golay光滑对原始光谱进行预处理,利用竞争自适应重加权采样（Competitive Adaptive Reweighted Sampling, CARS）、连续投影算法（Successive Projections Algorithm, SPA）和主成分分析（Principal Components Analysis, PCA）对近红外光谱变量进行降维处理;相应地,图像进行去阴影后提取了9个颜色特征变量,采用皮尔森（Pearson）相关分析和主成分分析进行特征变量提取。最后采用线性判别分析（Linear Discriminant Analysis, LDA）和支持向量机（Support Vector Machine, SVM）分别建立了基于近红外、图像和两者数据融合的分类模型。结果表明,在建模数据相同的条件下,非线性的支持向量机模型性能优于线性判别分析模型。单一传感器数据建模效果不佳,近红外光谱和图像判别模型的预测集最大准确率仅为83.82%和73.53%。低层次数据融合建模效果较单一传感器数据建模无明显提升,而中层次的数据融合建模效果比单一数据建模均有显著提高,其中SPA提取光谱变量结合Pearson提取图像变量建立的判别模型效果较佳,校正集和预测集准确率分别达到了97.06%和95.59%。研究表明,近红外光谱和视觉结合的中层次融合策略可以作为一种快速判别红茶发酵程度的方法,研究结果为红茶发酵程度构建等级模型与判别奠定了一定的理论基础,为红茶发酵的自动化检测提供了重要依据。     

长春市土壤侵蚀潜在危险度分级及侵蚀背景的空间分析

在ARCG IS 8.3地理信息系统（GIS）支持下,实现了土壤侵蚀潜在危险的分级及其空间分析。首先,采用美国通用土壤侵蚀模型估算土壤侵蚀量,再用土壤年均侵蚀量、土层厚度和土壤容重得到土壤抗蚀年限图,按水利部标准将长春市土壤侵蚀潜在危险度分为5级,并提出了土壤侵蚀潜在危险指数的概念。借助GIS方法,通过分析不同坡度、不同坡向、不同地貌类型以及不同土地利用类型等背景条件下的土壤侵蚀潜在危险度情况,探讨了土壤侵蚀潜在危险度的空间分布特点。     

基于NOAA/AVH RR数据估算三江平原蒸散量研究初探

蒸散量是水资源相互转化过程中非常重要但又难以定量确定的要素之一.SEBS(Surface Energy BalanceSystem)模型是通过遥感数据计算区域蒸散量的重要模型,该模型可以在较少地面信息的情况下获得蒸散量的区域分布信息,同时具有较高的精度.采用SEBS模型,利用NOAA/AVHRR数据对我国重要的商品粮基地三江平原区域蒸散发量进行了研究,并通过实测数据对估算结果进行了验证.结果表明:从时间分布来看,三江平原蒸散量总体上表现为从4月开始逐渐上升,7月达到最高值,8月后不断下降.在此基础上,探讨了三江平原蒸散量时间分布的原因.同时,结合研究区的土地利用类型,对三江平原区域蒸散量空间分布进行了分析,各种土地利用类型生长季平均蒸散量从大到小可以排列为:林地>水域>湿地>水田>旱田>草地>居工地.     

基于GIS与USLE的牡丹江市退耕还林前后水土流失变化研究

本文采用通用水土流失方程USLE得到牡丹江市退耕还林前后水土流失量,并借助GIS空间分析得到退耕还林前后各侵蚀等级的转移矩阵、地形要素的分布指数以及各用地类型的侵蚀强度指数,全面、科学地揭示了退耕还林前后水土流失的演变规律及其空间分布特征.结果表明:(1)退耕后剧烈侵蚀面积大量减少,由退耕前的3161.52 km2减少到退耕后的672.38 km2;极强度侵蚀面积大量增加,由退耕前的691.32 km2增加到退耕后的2822.72 km2.(2)退耕后,中山地带因植被覆盖增强其水土流失大大减弱;山前平原因耕地资源减少,人为加大土地开发利用强度而导致更容易发生水土流失.(3)>15°坡度是退耕还林的主要发生范围,因林龄较低,其水土保持能力较弱,在强降雨等条件下更容易发生极强度和剧烈侵蚀.(4)退耕后,水田、草地和未利用土地土壤侵蚀强度指数增加,旱田、林地和建设用地土壤侵蚀强度指数减少.总体来讲,退耕还林有效遏制了研究区严重的水土流失状况,但退耕后轻度、中度和强度侵蚀还不稳定,容易向负向生态环境方向演化,且山前平原地带以及>15°的退耕幼龄林区更易发生水土流失,因此水土保持工作依然不容松懈.