合成孔径雷达水稻识别和监测研究进展

合成孔径雷达（SAR）具有全天时、全天候、高分辨率、大幅面监测地物的特征,利用SAR在阴雨天气多、云量大的水稻种植地区开展水稻识别、监测和估产具有光学遥感无可比拟的优势。目前基于雷达对水稻进行识别和监测的研究多用ERS/SAR、RADARSAT/SAR、ENVISATASAR等,其多是以民用或军民两用为主的星载合成孔径雷达。在用SAR数据监测水稻时,其后向散射系数来自4个方面：①入射波直接被水稻散射回去,即直接散射项（D-BS）;②入射波经水稻层的散射到达水面后,经水面反射到水稻层,经水稻层衰减回到雷达（SRE）;③入射波经水稻层衰减到达水面,经水面反射回到水稻层,经水稻层散射回去（ERS）;④入射波经水稻层衰减到达水面,经水面反射到水稻层,经水稻层的散射改变方向下行,再次经水面反射到水稻层,并经水稻层的衰减后回到雷达（W-R-W）。其中,后向散射系数的主要来源是SRE项和ERS项。SAR数据后向散射系数不仅要受到水稻物候期、植株高度、生物量、含水量等的影响,也受到自身入射角、波段、极化方式等的影响。一般地,水稻后向散射系数总体上是先随水稻生长增大,然后略有下降;水稻生长早期,后向散射系数随入射角波动的幅度较小,在水稻生长后期,后向散射系数随入射角波动的幅度变大,波动起伏次数增加;L波段和C波段的后向散射系数表现基本类同,但值要小很多,X波段则与L、C波段的表现相差较大。已有研究中大部分采用同极极化方式的后向散射系数作为研究对象。VV极化的后向散射系数变化比较平滑,HH极化的后向散射系数变化比较复杂。随着雷达卫星技术的发展,多极化、多模式、特殊波段将更能突出星载SAR的优势,拓宽SAR的应用范围,为进一步分析、识别和检测目标提供更有力的工具。     

基于GIS的区域性粮食生产安全预警研究——以东北地区为例

结合国内外粮食安全判定的相关指标和东北地区粮食生产的特点,选用人均粮食占有量和粮食产量波动系数作为区域粮食生产安全预警的指标;从全国粮食安全层面考虑,确定了区域各预警指标的警限.为了综合反映东北三省的粮食生产安全状况,建立了综合各预警指标的粮食生产安全指数,并在各指标警限基础上得到粮食生产安全预警指数的警限.然后借助GIS建立空间处理模型,实现粮食生产安全预警.研究结果表明,吉林和辽宁两省2000年粮食生产安全程度低于2003年,而黑龙江省则相反,其在2000年的粮食生产安全程度则高于2003年.东北地区的粮食贸易数据验证了该结论.     

基于土地利用功能的土地利用分区研究——以吉林省为例

针对土地可持续利用发展的需要,建立了基于土地利用功能内涵的土地利用分区方案,以综合区分区域的功能特点。在回顾以往土地利用区划的特点及问题的基础上,首先界定土地利用功能概念,即在区域土地资源背景调查基础上,进行土地利用的经济、社会和生态环境三大功能评价,分析其现状、趋势及分异规律,进而根据区域发展的要求,将区域划分为若干个功能分区;然后提出基于土地利用功能分区方案,即采用“3S”技术和列联表互斥矩阵分类方法,依据土地利用功能内涵及分区原则,在土地资源利用基础上,从土地利用经济、社会与土地生态环境3个方面进行区域的划分。最后,以吉林省为例,建立区域可持续发展的土地利用功能分区。结果表明,该方案实践性较强,有利于根据区域三大功能的特点有针对性地提出区域发展的对策建议,供我国土地可持续利用区划理论研究进行参考。同时,鉴于区域土地利用的社会功能与经济功能有一定的相关性,在实践中是否将二者分开还有待于进一步探讨。     

川西北高原理塘草地沙化遥感监测初报

根据已有资料对其进行了初步研究,发现近10多年来理塘县城附近草地沙化面积扩大了2.45倍之多,达到1495.70hm2,占研究区面积的10.20%,其严重程度不亚于北部地区,应引起各方的关注。     

基于GIS的区域性耕地预警信息系统设计

耕地预警是保障粮食安全的有效措施。针对耕地预警中需要解决的如何实现耕地质量和耕地数量以及时间和空间的双重预警问题,文章提出建立基于GIS的耕地预警信息系统,即以GIS为平台,融入预测模型和专家系统,通过预警模型判定警度,达到双重预警的目的,以期为区域性耕地预警提供一个可行的系统方案。     

现代数字草业理论与技术研究进展及展望

综述了国内外数字草业理论、技术与方法的研究进展,重点介绍了我国草业信息系统、草业生产过程监测、管理决策等方面的数字草业理论与技术平台的研究与应用,探讨了我国数字草业理论与技术的发展趋势.     

基于作物模型与叶面积指数遥感影像同化的区域单产估测研究

通过对作物光合、呼吸、蒸腾、营养等一系列生理生化过程的定量模拟，作物生长模型已经被成功应用于田间尺度的作物单产研究。为了进一步将作物模型扩展应用于区域尺度，提高区域作物单产的模拟精度，该文探讨了将作物模型与多时相叶面积指数(LAI)遥感影像同化以改善区域单产估测的方法。研究首先通过地理信息系统将美国农业部开发的“考虑气候的作物环境决策模型”——EPIC模型，扩展为空间模型。然后，通过基于Landsat TM影像差值植被指数DVI与田间观测叶面积指数构建的最优回归模型，反演了研究区域的多时相叶面积指数影像。最后通过优化算法实现了空间EPIC模型与影像信息的同化，并将系统应用于河北石家庄地区2004年冬小麦的单产估测。结果表明，通过数据同化校正部分关键参数后的空间作物模型的单产模拟精度得到有效提高，但要达到业务运行精度仍有待进一步改善。     

呼伦贝尔羊草草甸草原光合有效辐射分量变化规律分析

 通过实测呼伦贝尔羊草草原冠层光合有效辐射（ＰＡＲ）各分量并计算冠层反射率、土壤反射率,对其季节变化、日变化进行浅析。研究表明,在生长季６月初－９月下旬,ＰＡＲ 和ＡＰＡＲ（吸收性光合有效辐射）季节变化均呈减小趋势。ＰＡＲ 波动较大,在２５～５８ｍｏｌ／ｍ^２;ＡＰＡＲ 则在１７～３４ｍｏｌ／ｍ^２ 波动。光合有效辐射吸收比例（ＦＰＡＲ）随季节推移呈增大趋势,波动范围在０．４６～０．７７,最大值出现在８ 月下旬,可达０．７７。晴天冠层入射ＰＡＲ、反射ＰＡＲ、透射ＰＡＲ 和土壤反射ＰＡＲ 日变化均呈较标准正弦曲线。冠层反射率在中午１２点前后最低而早晚值较高。土壤反射率日变化６月波动较大,在０．４之内,７－９月,仅在０．０８内。ＡＰＡＲ 日变化趋势和入射ＰＡＲ 基本一致。６月、７月至８月中旬,晴天ＦＰＡＲ 日变化呈较标准的余弦曲线,变动幅度为０．６０,９月变动幅度仅为０．１３,几乎趋于常数。本研究在获取较准确地面实测ＰＡＲ 数据的同时得到ＦＰＡＲ,可为本地区草地ＦＰＡＲ 的精度评估和验证提供参考。     

空间抽样方法估算冬小麦播种面积

为改进现行农作物播种面积空间抽样技术体系,该文以山东省为研究区,以冬小麦播种面积为研究对象,通过"3S"技术(遥感、地理信息及全球定位技术)与传统抽样方法的联合应用,选取4种抽样技术(简单随机抽样、按冬小麦种植区划分层抽样、按耕地类型分层抽样和按分县冬小麦面积大小分层抽样),设计8种样本容量水平(变化范围74～333)进行了冬小麦播种面积空间抽样方法试验研究,结果表明:4种抽样方法中,在外推总体相对误差相近条件下,以分县冬小麦播种面积大小为分层标志的分层抽样方法效率最高;基于8种样本容量下的样本观测值进行研究区冬小麦播种面积总体外推与误差估计时,随着样本容量增加,外推总体总值估计值与真值的相对误差随之减小,但总体总值估计量的变异系数(CV)值仍较大。     

放牧对草原土壤呼吸的影响

草地生态系统土壤呼吸受土壤温度、土壤湿度、土壤有机物与C/N等非生物因素,叶面积指数、植物光合作用、植被凋落物、根系生物量与土壤微生物等生物因素和人类活动的综合影响.其中放牧是人类活动中对土壤呼吸影响的主要方式之一.放牧通过对草地土壤的物理结构与化学成分的影响.进而影响土壤呼吸.本研究具体阐述这些因素变化对土壤呼吸产生...