基于EM38-MK2的南疆干旱区表观电导率反演土壤水分研究

土壤水分含量是农田进行定额灌溉的基本参数,南疆地处干旱区,土壤水资源稀缺,实现田间定额灌溉更利于充分利用土壤水分。EM38-MK2快速和高效获取土壤水分含量数据,适时监测土壤水分含量,可成为农田精准灌溉的重要途径。用EM38-MK2测定轻度、中度和重度3个不同程度盐渍化区域土壤0～0.75 m和0～1.5 m的表观电导率,结合同步采集的0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm和80～100 cm土壤剖面剖面及室内测定含水量数据,对比三个不同盐渍化程度表观电导率反演土壤含水率模型精度,比较分区模型和全区模型的反演精度,分析土壤盐分含量对反演土壤含水率精度的影响。结果表明,用EM38-MK2对土壤含水率反演效果在轻度盐渍化表现最好,中度盐渍化次之,重度盐渍化较差。不同深度土层的分区模型精度均高于全区模型精度,分区模型R~2为0.73～0.88,RMSE低于全区模型,全区模型各层的RPD均低于1.5,不具备预测能力。土壤盐分含量对土壤水分的反演有影响,并且随土壤盐分含量的增加,反演精度下降。     

加速广义Laguerre多项式级数的Laplace变换的数值反演方法

本文利用Levin t-变换迭代法，对加速广义Laguerre多项式级数，提出了一种新的Laplace变换的数值反演方法，这种方法在精度上和数值稳定性上的效果都较好。     

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。     

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。     

基于高光谱数据的互花米草营养成分反演

  目的  粗蛋白、粗纤维和粗脂肪含量是决定草本质量的指标之一，研究以江苏大丰麋鹿国家级自然保护区（核心三区）内的互花米草为对象，结合高光谱数据和实测数据，找到光谱数据与互花米草营养成分的关系，建立相应的营养成分估测模型。  方法  在2018年3、5、7和10月，利用ASD Field Spec Pro FR2500高光谱仪采集互花米草叶片的光谱数据，同时采集互花米草叶片，测定其粗蛋白、粗纤维和粗脂肪含量，对原始反射率及其一阶导数和互花米草粗蛋白、粗纤维和粗脂肪含量实测值之间进行相关性分析，在350 ~ 1 364 nm和1 411 ~ 1 799 nm的范围内选取与互花米草各营养成分含量的相关系数绝对值大于0.7的波段，同时构建选定的8个植被指数，进行建模分析，筛选出最优模型。  结果  粗蛋白的估测模型以673 nm和1 740 nm处的光谱一阶反射率的多元线性估测最优（R2 = 0.917，RMSEP = 1.344）；粗纤维的估测模型以1 738 nm处的光谱一阶反射率的线性估测最优（R2为0.741，RMSEP为1.708）；粗脂肪含量的估测模型以1 734 nm和880 nm处的光谱一阶反射率的多元线性估测最优（R2 = 0.737，RMSEP = 0.343）。  结论  在构建的估测模型中，粗蛋白和粗纤维的估测模型对互花米草粗蛋白和粗纤维含量的估测结果极好，粗脂肪含量的估测模型可以对互花米草粗脂肪含量做出很好的预测。研究结果为评估互花米草营养质量提供参考和技术依据。      

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。     

夏季积层混合云降水的宏微观特征及人工增雨可播性研究

为了使FY-2C/D 卫星资料反演云系微物理特征参数更好地应用于人工影响天气作业中，利用2010 年8 月17—19 日山西夏季积层混合云降水过程的雷达、卫星、机载云物理探测平台的综合探测资料，对云系演变特征、人工增雨的可播性以及催化效果进行分析。结果表明：云系维持时间达35 h，17日白天到夜间云层不断增厚，云粒子有效半径(Re)稳定变化较小，降水少，云系的自然降水过程较弱，具有较好的增雨作业潜力。8 月17 日白天云顶温度-10℃，云滴有效半径小于12 μm，云系密实，云中过冷水含量丰沛，大粒子与冰晶含量较少；夜晚在高云的播种效应之下，产生较大降水；持续稳定的中低层状云系存在较好的增雨作业机会。综合分析可知，适宜于这次夏季积层混合云降水人工催化条件的卫星判据为：云系厚度大于2 km，云顶温度-10~-20℃，云顶云粒子有效半径小于15 μm。     

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。     

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。     

Land surface temperature retrieval for arid regions based on Landsat-8 TIRS data:a case study in Shihezi,Northwest China

Scientific interest in geophysical information about land surface temperature （LST） is ever increasing, as such information provides a base for a large number of applications, including environmental and agricultural monitoring. Therefore, the research of LST retrieval has become a hot topic. Recent availability of Landsat-8 satel- lite imagery provides a new data source for LST retrieval. Hence, exploring an adaptive method with reliable ac- curacy seems to be essential. In this study, basing on features of Landsat-8 TIRS thermal infrared channels, we re-calculated parameters in the atmospheric transmittance empirical models of the existing split-window algorithm, and estimated the ground emissivity with the help of the land cover classification map of the study area. Further- more, a split-window algorithm was rebuilt by virtual of the estimation model of the updated atmospheric transmit- tance and the ground emissivity, and then a remote sensing retrieval for the LST of Shihezi city in Xinjiang Uygur autonomous region of Northwest China was conducted on the basis of this modified algorithm. Finally, precision validation of the new model was implemented by using the MODIS LST products. The results showed that the LST retrieval from Landsat-8 TIRS data based on our algorithm has a higher credibility, and the retrieved LST is more consistent with the MODIS LST products. This indicated that the modified algorithm is suitable for retrieving LST with competitive accuracy. With higher resolutions, Landsat-8 TIRS data may provide more accurate observation for LST retrieval.