吉林省西部地区生态环境状况变化调查与评估——以向海国家级自然保护区为例

指出了随着社会与经济的发展、人口的增长,人类为满足自身生存与发展的需求高强度的开发和利用资源。以吉林省西部向海保护区为例,探讨了保护区周边土地利用类型的变化,生态服务功能受到的影响。分析了该区域存在土地沙化、土壤盐渍化、水资源短缺等问题。因此,提出了科学合理地开发自然资源,保护、恢复和可持续地利用本区域的生态资源已成为当务之急。     

基于温度植被干旱指数的曲靖市干旱监测研究

本研究利用MODIS归一化植被指数(NDVI)和地表温度(Ts)产品数据,构建Ts-NDVI特征空间,计算温度植被干旱指数(TVDI),分析评价云南曲靖市2010—2012年的干旱时空分布状况。结果表明,2010年曲靖市遭遇了非常严重的干旱灾害,受灾面积高达研究区总面积的80%以上,基于TVDI指数的旱情动态监测方法适合云南省曲靖干旱监测。本研究建立的温度植被干旱指数模型提高了干旱监测的实用性,在曲靖市干旱监测上具有很好的适应性,可以广泛应用到该地区干旱监测研究中,为曲靖的农业防灾减灾能力和可持续发展提供科学保障。     

冬小麦生物量及氮积累量的植被指数动态模型研究

利用遥感技术实时监测小麦生长状况,依据监测结果适时促控,可提高产量。本研究以高产小麦品种周麦27为试验材料,在不同试验地点设置了水氮耦合的大田试验,筛选出了适宜监测冬小麦地上部氮积累量和生物量的植被指数,并构建了不同产量水平下优选植被指数的动态模型。结果表明,(1)不同的水氮耦合模式显著影响小麦冠层光谱变化,在350～700nm和750～900nm表现相反的反应特征;(2)对2个农学生长指标反应敏感且兼容性好的植被指数主要有修正型红边比率(mRER)、土壤调整植被指数[SAVI(825,735)]、红边叶绿素指数(CI_(red-edge))和归一化差异光谱指数(NDSI),其与产量间相关性较好的时期为拔节至灌浆中期;(3)双Logistic模型可以很好地拟合植被指数的动态变化,高产和超高产水平下拟合精度较高(R~20.82),而低产水平下相对较低(R~2=0.608～0.736)。比较而言,CI_(red-edge)和SAVI (825, 735)用于评价小麦长势较为适宜。研究结果对作物因地定产、以苗管理、分类促控具有重要意义。     

Frost response in wheat and early detection using proximal sensors

Frost can significantly reduce production of field crops grown in Mediterranean‐type environments, where significant economic losses for Australian wheat occur annually. If non‐destructive sensors could make rapid, spatial assessment of frost damage, this could limit economic losses through timely management decisions. This paper reports on a methodology for imposing frost treatments to wheat under field conditions and the utility of canopy reflectance data for detecting early crop damage. Purpose‐built chambers using stepped additions of dry ice allowed for a range of frost scenarios to be tested when applied at wheat heading and anthesis. For frost treatments applied at anthesis, grain number and yield were reduced by 8.8% and 7.2%, respectively, for every degree Celsius below zero (down to ?4°C). This effect was additive over two consecutive nights. For cold load equivalent, there was a 2.2% and 1.9% reduction in grain number and yield, respectively, per °C hr (below 0°C). For wheat, spectral indices PRI and NDVI (reflectance) and FRF_G and SFR_G (fluorescence) showed significant relationships, with cold load applied for heading treatments. Next steps include targeting frost intensities equivalent to cold loads between 20 and 80°C hr and testing the utility of these proposed indices in a commercial paddock setting.     

基于GF-1卫星数据与面向对象分类的达里诺尔湿地自然保护区土地覆盖信息提取

以达里诺尔湿地自然保护区为研究区，基于国产GF-1遥感影像，采用面向对象和传统目视解译的分类方法对研究区土地覆盖遥感信息进行提取，并对其结果进行对比分析，采取混淆矩阵对面向对象分类结果进行精度验证。结果表明：（1）充分利用了GF-1遥感影像的光谱信息，面向对象分类采取试错法确定最优分割尺度为550，形状和紧致度因子分别为0.6和0.5，各波段权重均为1。（2）面向对象分类总体分类精度达98.22％，KAPPA系数为0.96；（3）面向对象分类方法可快速准确提取类型较为复杂的土地覆盖信息，为内陆湿地精准快速提取研究区土地覆盖分类信息提供参考，以期为湿地遥感业务化监测提供技术规范。     

基于无人机遥感的棉花主要生育时期地上生物量估算及验证

利用棉花主要生育时期的无人机近红外影像数据，提取4种不同的植被指数，通过与棉花地上生物量的实测值建立拟合关系，分析了不同植被指数在棉花各生育时期的估算效果并对其进行了验证。结果表明，随棉花生长，归一化植被指数（NDVI）、宽动态植被指数（WDRVI）、比值植被指数（RVI）和差值植被指数（DVI）均从苗期开始显著增加，其后则表现为基本稳定的“饱和”现象，但棉花实测生物量在不同生育期均有显著差异。植被指数与棉花实测生物量的拟合结果显示：NDVI和DVI的二元线性拟合模型对苗期生物量拟合效果最佳（R²=0.84，RMSE=0.13 kg·m^-2）；WDRVI和DVI的二元线性拟合模型对花蕾期生物量拟合效果最佳（R²=0.87，RMSE=0.52 kg·m^-2）；RVI的非线性拟合模型对花铃期生物量拟合效果最佳（R²=0.79，RMSE=0.95 kg·m^-2）；WDRVI和RVI的二元线性拟合模型对盛铃期生物量的拟合效果最佳（R²=0.86，RMSE=0.96 kg·m^-2）。     

Developing the framework for a risk map for mite vectored viruses in wheat resulting from pre-harvest hail damage

There is a strong economic incentive to reduce mite-vectored virus outbreaks. Most outbreaks in the central High Plains of the United States occur in the presence of volunteer wheat that emerges before harvest as a result of hail storms. This study provides a conceptual framework for developing a risk map for wheat diseases caused by mite-vectored viruses based on pre-harvest hail events. Traditional methods that use NDVI were found to be unsuitable due to low chlorophyll content in wheat at harvest. Site-level hyperspectral reflectance from mechanically hailed wheat showed increased canopy albedo. Therefore, any increase in NIR combined with large increases in red reflectance near harvest can be used to assign some level of risk. The regional model presented in this study utilized Landsat TM/ETM+ data and MODIS imagery to help gap-fill missing data. NOAA hail maps that estimate hail size were used to refine the area most likely at risk. The date range for each year was shifted to account for annual variations in crop phenology based on USDA Agriculture statistics for percent harvest of wheat. Between 2003 and 2013, there was a moderate trend (R² = 0.72) between the county-level insurance claims for Cheyenne County, Nebraska and the area determined to be at risk by the model (excluding the NOAA hail size product due to limited availability) when years with low hail claims (<400 ha) were excluded. These results demonstrate the potential of an operational risk map for mite-vectored viruses due to pre-season hail events.     

芦苇和白刺空间格局对青土湖生态输水的响应

石羊河尾闾湖——青土湖位于腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠边缘,是阻隔两大沙漠合围的生态屏障。自2010年开始连续5年向青土湖进行生态输水并形成一定规模的水面,对促进区域植被恢复和保护民勤湖区绿洲具有重要的生态意义。本研究选用2008年、2010年、2011年、2012年、2013年、2014年的高分辨率遥感影像资料同时结合研究区的实地调查资料,对形成人工水面的面积和输水前后的芦苇(Phragmites australis)、白刺(Nitraria tangutorum)群落面积进行了统计分析和对比。结果表明,5年连续输水形成叠加效应,水面面积成倍增加,芦苇相对频度逐年增加和白刺相对频度逐年减少,芦苇群落(Form.P.australis)面积增加了8.43倍,临接水域和水域中的白刺群落(Form.N.tangutorum)消失,白刺面积减少了68.00%。人工输水促进了芦苇群落依水蔓延,镶嵌于水域成片分布;距水面50 m范围的白刺群落由连续成片成点状。输水促进了湿生植物生长,导致荒漠植物种退化。     

分块子空间追踪算法

压缩传感理论是一种充分利用信号稀疏性或者可压缩性的全新信号采样理论。该理论表明，通过采集少量的信号测量值就能够实现可稀疏信号的精确重构。本文在研究现有经典重构算法的基础上，提出结合图像分块思想和回溯思想的分块子空间追踪算法（Block Subspace Pursuit, B_SP）用于压缩传感信号的重构。该算法以块结构获取图像，利用回溯过程实现支撑集的自适应筛选，最终实现图像信号的精确重构。实验结果表明，在相同测试条件下，该算法的重构效果无论从主观视觉上还是客观数据上都有不同程度的提高。     

宁夏中部生态移民区土地利用时空变化分析

通过解译宁夏中部红寺堡区1989年、1999年、2006年、2012年TM遥感影像,获取该区域生态移民前后4期土地利用数据,对1989~2012年以来土地利用变化情况进行了分析。结果表明,各个时间段的土地利用变化差异性显著。1989~1999年,由于大规模的土地开荒和红寺堡灌区的建设,耕地面积持续增加,同时该区域开始有了水浇地,而林草面积相应减少;1999~2006年,由于退耕还林还草政策的实施,耕地中的旱地被逐渐退耕为草地或发展为水浇地,林草面积开始由减少转为增加,区域土地利用开始合理化;2006~2012年,随着生态移民工程和生态建设工程的成熟发展,林草覆盖面积进一步增加,水浇地面积继续稳步增加,而未利用地和旱地面积持续下降。研究结果为区域土地资源的合理利用及生态移民工程的进一步顺利开展提供可靠依据。