基于决策树和混合像元分解的江苏省冬小麦种植面积提取

归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)时间序列曲线能提供作物生长动态变化信息,将其应用于农作物种植面积提取具有一定优势。该文以江苏省为研究区域,采用2013年1月1日-2014年12月19日46景250 m空间分辨率的MODIS-NDVI时间序列数据、2014年4月23日的MOD09A1反射率影像及Landsat数据,开展冬小麦种植面积的遥感识别,首先利用MODIS数据建立作物的归一化植被指数时间序列曲线,再采用Savitzky-Golay滤波方法对NDVI时间序列数据进行重构,并基于农作物物候历、种植结构和种植模式等信息,提取研究区域典型地物物候生长期的关键值,在分析冬小麦、林地、水稻物候期(生长期开始时间、生长期结束时间、生长期幅度、生长期长度及生长期的NDVI最大值)变化趋势的基础上,综合比较分析不同地物平滑重构后的NDVI时间序列曲线特征,界定作物种类,确定训练规则,利用快速、高效的决策树方法,通过多阈值限定进行分类,初步提取冬小麦的空间分布范围;但是由于存在混合像元,阈值范围的设定会影响冬小麦种植面积的提取精度,针对此类问题,运用地表反射率影像数据提取冬小麦端元波谱曲线,结合线性光谱混合模型进行混合像元分解,进而根据冬小麦丰度比例精确提取冬小麦种植面积;最后利用统计数据和空间分辨率较高的Landsat TM 8影像数据对提取结果进行县域级验证。精度评价结果表明,研究区域的冬小麦种植面积提取精度达到90%,能够较准确地反映研究区域冬小麦的分布情况,表明运用中高分辨率遥感时间序列影像数据可以准确提取作物种植面积,为农作物种植面积信息提取提供参考。     

基于NDVI像元二分模型植被覆盖度反演喀斯特石漠化研究——以贵州毕节鸭池示范区为例

该研究在＂3S＂技术发展的背景下,以贵州省毕节鸭池示范区为研究区,选用2005年SPOT遥感影像,对遥感影像进行几何校正、图像配准等数据预处理,引入NDVI植被指数和像元二分模型,根据像元二分模型的理论,确定出NDVIsoil和NDVIveg,建立了反演植被盖度的像元二分模型。并根据大量的外业调查数据对所建立的模型进行了精度验证,定量估算了毕节鸭池示范区的植被覆盖度,取得NDVI植被指数与喀斯特石漠化之间的对应关系,得到研究区NDVI图像,最后由各覆盖度得出NDVI结果反演毕节鸭池示范区石漠化特征,得到研究区的各等级喀斯特石漠化的面积以及空间分布情况。利用该方法进行喀斯特石漠化研究,明显改善了分类的精度,为喀斯特石漠化生态修复及其他综合防治提供科学依据。     

武夷山自然保护区景观格局指数的尺度效应分析

采用变换矢栅转换过程中像元尺度的方法,对福建省武夷山自然保护区景观格局指数的尺度效应进行分析．并利用分维数方法选取最佳的像元尺度值。结果表明：蔓延度指数、邻近相似度指数、破碎度指数和多样性指数都是随着像元尺度的增加而单调递减,递减的速率在10～50m区间上较快,在50～500m区间的减少较慢;连接度、结合度、均匀度和优势度指数随着像元尺度的增加出现了各自不同的变化曲线;对武夷山自然保护区而言,矢栅转换的像元尺度选择30m较为合理。     

几种植被指数探测低盖度植被能力的研究

以京津源风沙治理区延庆县为例,利用2002年ETM+数据,对NDVI、RDVI、SAVI和MSAVI四种植被指数探测低盖度植被的能力进行了对比研究。并以NDVI为基础,采用混合像元分解模型,反演出基础盖度,分别建立不同VI与植被覆盖度的相关模型。通过分析不同VI随植被覆盖度增加的反映速率变化及不同覆盖条件下不同VI的取值范围的变化发现,NDVI在各盖度段数值都比较大,对低盖度植被反映最敏感,探测低密度绿色植被的能力最强,MSAVI次之,RDVI和SAVI探测低盖度植被的能力则较差。     

Retrieving Soil Moisture Using Spectral Mixture Analysis of Landsat8 and the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer北大核心CSCD

【Objective】Soil moisture plays a critical role in many hydrological and ecological processes and understanding its spatiotemporal changes is imperative to ecosystem management and irrigation design. This paper presents and tests a method to estimate soil moisture distribution using satellite technologies.【Method】We took Guangli Irrigation District at Jiaozuo in Henan Province as our study area. The Landsat-8 and MODIS imageries from the area were used to retrieve soil moisture with the apparent thermal inertia and vegetation water supply index, respectively. Using the abundance of vegetation and soil moisture decomposed by the spectral mixture analysis as weighting factors, we retrieved the soil moisture distribution in the area using the two methods.【Result】The correlation coefficient between the measured soil moisture and the retrieved using the vegetation water supply index method and the apparent thermal inertia method was 0.47 and 0.51 respectively. We found that combining the two methods could improve the correlation coefficient between the measured and retrieved soil moisture to 0.73. 【Conclusion】Our results showed that the proposed method is reliable and can adequately estimate soil moisture in irrigation district grown with a diverse of crops. © 2019 Authors. All rights reserved.     

基于DNDC模型与二分法的滨海盐渍土水稻最佳施氮量研究

[目的]探讨滨海盐渍土水稻田的最佳施氮量,为研究区科学施氮提供一定决策依据。[方法]基于DNDC模型与数学二分法,模拟水稻在加施10%,20%,30%和减施10%,20%,30%等6种施氮条件下产量变化特征,划定最佳施氮量所在区间,并对最佳施肥量下的环境效益进行评价。[结果](1)在减施10%,20%,30%和增施10%,20%,30%氮肥时,水稻产量依次为6 431.67,5 939.22,5 439.66kg/hm2和7 686.51,7 739.94,7 739.94kg/hm2;(2)最佳施氮区间在增施10%~20%,即施氮区间为519.0~566.18kg/hm2。经二分法测算,该地最佳施氮量为528.214kg/hm2;(3)采用该最佳施氮量时,水稻种植期间总氮氧化合物排放量为9.24kg/hm2,具有良好环境效益。[结论]水稻全生长期内施用528.214kg/hm2的氮肥,滨海盐渍土水稻田产量达到最大值,兼具良好环境效益。     

复合植被指数在稀疏高寒草原植被盖度遥感反演中的应用

基于Landsat 8遥感影像数据,以西藏日喀则经南木林到申扎县的一条样带高寒草原作为研究对象,选择较为常用的归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、土壤调整植被指数(soil adjusted vegetation index,SAVI)、修改型土壤调整植被指数(modified soil adjusted vegetation index,MSAVI)以及对半干旱区低覆盖植被信息较为敏感的转换型土壤调整植被指数(transformational soil adjusted vegetation index,TSAVI),结合地表反射率改进运算的FCD模型(forest canopy density mapping model)裸土(bare soil index,BI)和阴影指数(shadow index,SI)构建适合低植被覆盖区域的复合植被指数(vegetation bare shadow index,VBSI);基于各植被指数构建像元二分模型,定量反演高寒草原植被盖度;并利用网格法实测的植被盖度分析反演精度。研究结果表明,8种植被指数所构建的像元二分模型对高寒草原植被盖度的反演精度以VBSI(TSAVI)最高,反演精度为85.66%;并证明了基于野外采集的土壤光谱曲线获取的TSAVI所构建的像元二分模型对高寒草原植被盖度信息的提取具有一定的实用性;改进运算的FCD模型裸土和阴影指数能较好地削弱土壤和阴影对植被信息的影响,所构建的复合植被指数对提取稀疏高寒草原植被盖度信息具有重要的实际意义。     

苦荞杂交后代主花序特征遗传变异研究

以小米荞为母本、晋荞2号为父本进行有性杂交,对群体F2、F3群体主花序二分叉花枝数和顶三花枝种子数进行了遗传变异分析和相关性分析。结果表明,苦荞杂交后代主花序二分叉花枝数广义遗传力、狭义遗传力平均值分别为0.690、0.314,主花序顶三花枝种子广义遗传力、狭义遗传力平均值分别为0.729、0.375。相比之下,主花序顶三花枝种子数遗传力大于主花序二分叉花枝数。主花序二分叉花枝数与主花序顶三花枝种子数呈微弱的负相关(-0.141**),可能是顶端优势相互制约的结果。F2主花序二分叉花枝数和主花序顶三花枝种子数与单株粒质量、单株粒数表型相关系数分别为0.317**和0.256**、0.344**和0.278**,F3表型相关系数为0.316**和0.272**、0.371**和0.516**。表明主花序二分叉花枝数和顶三花枝种子数均与单株粒数和单株粒质量呈极显著正相关。因此,在育种上应考虑选择主花序二分叉花枝数、顶三花枝种子数多的变异类型以提高产量。     

基于沙地植被指数的荒漠化评价方法

混合像元是影响基于遥感技术的荒漠化评价精度的主要原因。本研究通过光谱混合分析技术进行了亚像元尺度上荒漠化信息提取,并在深入研究荒漠化评价指标的基础上,利用所提取的农田信息与沙生植被信息构建了用于荒漠化评价的沙地植被指数,并与常用植被归一化指数进行比较。结果表明,沙地植被指数对荒漠化地区植被探测能力明显优于植被归一化指数,更适合于区分不同程度的荒漠化土地。对毛乌素沙地评价结果表明,毛乌素沙地荒漠化十分严重。     

北运河地区植被覆盖的遥感估算及变化分析

植被覆盖度作为衡量地表植被覆盖的一个重要指标,是计算土壤侵蚀模数、分析土壤侵蚀的必要参数。根据1994年和2004年两期同时相的Landsat TM遥感图像资料,处理和分析并提取北运河地区的NDVI指数,利用像元二分模型原理定量估算植被覆盖度,得出其植被覆盖分类图。在此基础上分析了北运河地区10年来的植被覆盖变化特征。