基于连续投影算法和光谱变换的冬小麦生物量高光谱遥感估算

为探索基于全波段冠层高光谱以及变换光谱的冬小麦地上部生物量的遥感估算方法，以2016、2017年冬小麦田间试验为基础，通过对冠层光谱和地上部生物量的相关性分析，筛选拔节期、抽穗期的冬小麦冠层光谱、一阶导数光谱、对数变换光谱和连续统去除光谱对地上部生物量的敏感波段，并结合偏最小二乘法(PLS)分别建立拔节期和抽穗期基于SPA算法的冬小麦地上部生物量估测模型，再与基于任意两波段组合的最佳归一化光谱指数、比值光谱指数、差值光谱指数和已报道光谱指数的冬小麦地上部生物量估测模型进行比较。结果表明：(1)SPA算法较好地利用了全波段冠层光谱信息，并显著降低了光谱维度，不同变换光谱的地上部生物量敏感波段个数在4~14之间；(2)拔节期和抽穗期冠层光谱与地上部生物量的相关性高于开花期和灌浆期，各生育时期一阶导数光谱与地上部生物量之间的相关性优于连续统去除光谱、对数变换光谱和光谱指数；(3) 利用抽穗期一阶导数光谱敏感波段建立的预测模型和验证模型达到了较高的精度，其预测模型的决定系数和均方根误差分别为0.78和0.87 t·hm^-2，验证模型的决定系数和均方根误差分别为 0.84和0.69 t·hm^-2，预测相对偏差为2.74。这说明，抽穗期是估算地上部生物量的最佳生育时期，且基于冠层一阶导数变换光谱，结合连续投影算法和偏最小二乘回归方法所构建抽穗期地上部生物量估算模型具有最优的精度和预测能力，可用于地上部生物量的定量估算。     

猕猴桃叶片叶绿素含量高光谱估算模型研究

【目的】研究猕猴桃叶片叶绿素含量的高光谱估算方法,为猕猴桃长势的遥感监测提供理论依据。【方法】以陕西杨凌蒋家寨村2018年不同生育期(初花期、幼果期、膨果期、壮果期、果实成熟期)的猕猴桃叶片为研究对象,分别测定其高光谱反射率和叶绿素含量(SPAD值),分析原始光谱和5个常见的植被指数(归一化植被指数、归一化叶绿素指数、改进的叶绿素吸收反射率指数、MERIS地面叶绿素指数、土壤调整指数)与叶绿素含量之间的相关关系,提取各生育期的特征波段,分别建立基于特征波段和植被指数的单波段叶绿素含量一元线性估算模型。利用主成分分析对原始光谱数据进行降维,将得到的主成分得分作为随机森林模型的输入变量,建立基于多波段信息的叶绿素含量多元估算模型,并对模型进行精度验证和分析。【结果】不同生育期猕猴桃叶片光谱反射率变化趋势基本一致,整体趋势为可见光波段反射率低,近红外波段反射率高;在可见光波段,光谱反射率随着叶绿素含量的升高而降低;在近红外波段,光谱反射率则随着叶绿素含量的增加而升高。通过相关性分析可知,初花期、幼果期、膨果期、壮果期、果实成熟期原始光谱的特征波段分别为729,548,707,707和712 nm,估算模型决定系数(R~2)分别为0.18,0.85,0.54,0.85和0.82,其中初花期估算模型未通过显著性检验,其余生育期均通过极显著性检验。在5个常用植被指数中,初花期与叶绿素含量相关性最高的是归一化叶绿素指数(NPCI),但是估算模型决定系数R~2只有0.1,未通过显著性检验;其他生育期与叶绿素含量相关性最高的是MERIS地面叶绿素指数(MTCI),所建立的估算模型拟合效果好,预测精度高。基于主成分分析和随机森林回归建立的不同生育期猕猴桃叶片叶绿素含量估算模型的R~2在0.91～0.98,均通过极显著性检验,其拟合效果和预测精度远高于单波段一元线性回归和基于植被指数的一元线性回归模型,是估算猕猴桃叶片叶绿素含量的最优模型。【结论】基于主成分分析的随机森林模型包含了更完整的波段信息,对不同生育期猕猴桃叶片叶绿素含量具有较好的预测能力。     

荒漠化土壤对人工植被恢复工程的响应

人工植被恢复是荒漠化土壤逆转的主要途径,通过对青海省沙珠玉治沙站人工植被恢复工程下荒漠化土壤逆转过程中土体构型、土壤质地、元素组成和理化性质的分析,研究了荒漠化土壤对人工植被恢复工程的响应.结果表明,人工植被恢复工程对荒漠化土壤具有很好的改良作用,受人工植被影响,土体构型逐渐复杂,出露地表的母质层逐渐被淋溶层和淀积层覆...     

青海湖地区耕地演变过程与影响机制分析

通过对青海湖地区耕地总面积、内部结构的变化过程和区域差异的分析，探讨了耕地变化的驱动机制。结果发现该区耕地面积变化呈现出平稳增加、激增、螺旋式增加和锐减的演变趋势，内部结构先呈现水浇地面积的显著增加，浅山地、脑山地相对减少的趋势，然后有出现水浇地和其它类型的耕地此消彼张变化阶段趋势；而耕地变化的区域差异也呈现出全区增长，区域不同步和全区减少的变化趋势。影响研究区耕地变化的原因，除自然因子外，国家大政方针和重大农业政策是导致这种变化的主要原因。     

基于TM影像的黄陵县土地利用变化动态监测

以1987年和2002年两期TM影像为信息源,应用计算机自动识别分类与GIS空间分析相结合的方法,提取了黄陵县不同时期的土地利用现状信息及其动态变化。结果表明:研究区森林覆盖率高,林地占区域土地总面积的70%以上;耕地面积较小,占地比例不到7%。1987年至2002年,耕地和草地面积明显减少,园地增加突出,林地、居民点及工矿用地略有增长,其中面积变化最大的是耕地,减少111.13 km2;变化率最大的是园地,达到329.44%。     

府谷县耕地糜子种植适宜性研究

为了更合理地开发和利用当地有限的耕地资源,维护和提高耕地生产力,采用府谷县2011年"测土配方施肥"项目数据,基于GIS技术平台,综合利用地统计学、特尔斐法、综合评价法等方法,结合"3414"田间肥效试验结果,建立府谷县糜子种植适宜性评价体系。结果表明:对糜子种植而言,府谷县土壤有机质含量偏低(<10g·kg-1),碱解氮含量中等(25~40 mg·kg-1),有效磷含量偏低(5~10 mg·kg-1),速效钾含量中等(70~100mg·kg-1)。研究区耕地糜子种植适宜性水平分异大,高度适宜的耕地面积占总耕地面积的11.20%,适宜占28.99%,二者多沿河流阶地分布;勉强适宜占54.62%,遍布黄土丘陵区;不适宜占5.19%,呈点缀状分布于中部黄土丘陵区。增施碱解氮和有效磷,提高土壤有机质含量,保持土壤速效钾含量,同时注意改善土壤结构,提高土壤抗旱保肥和供肥能力,进一步提高糜子种植适宜性水平。     

秦巴山区不同地貌类型土地利用分形研究

以陕西省汉阴县为例,运用分形理论计算不同地貌类型下土地利用类型图斑的分维数和稳定性指数,结果表明:该县的土地利用结构具有明显的分形特征,通过对比不同地貌类型上不同土地利用类型的分维数和稳定性指数,得出在不同地貌类型上各种土地利用类型的分布复杂状况,为进一步改善当地的土地利用结构提供一定的科学依据与参考。     

县域耕地土壤速效磷空间格局研究

【目的】研究陕西关中地区县域耕地土壤速效磷的空间变异特征和分布格局,探讨其主要影响因子。【方法】以陕西省武功县为研究区,在0～20 cm土层,以“S”形法采集耕地土样2 219个,运用地统计学结合GIS技术,拟合最优半方差模型,进行普通Kriging插值分析。【结果】研究区土壤速效磷含量为3.10～65.80 mg/kg,平均值为21.75 mg/kg,最佳半方差模型为球状模型,且具各向异性特征,块金系数为0.360 3,具有中等强度的空间相关性。【结论】研究区土壤速效磷含量高低区域分布比较明显,总体分布状况与地貌特征基本一致。地形地貌、土壤质地、灌溉条件和施肥是影响武功县耕地土壤速效磷含量空间格局的主要因素。     

农牧交错带土地荒漠化动态景观格局分析——以靖边县杨桥畔镇为例

以20世纪80年代航片、90年代SPOT和2007年ALOS遥感图像为主要数据源,利用景观生态学方法定量分析小尺度区域20世纪80年代初期至2007年间土地荒漠化及其变化状况。结果表明:(1)研究时段内,研究区土地荒漠化面积呈先增后减趋势,总荒漠化面积减少1 246.5hm2,中度和轻度荒漠化土地面积分别增加2 247.1 hm2和1 236.1 hm2,严重荒漠化土地面积减少4 729.7 hm2,荒漠化主导类型由严重荒漠化转变为中度荒漠化,荒漠化程度有所减轻;(2)区域景观多样性和均匀性指数上升,轻度、中度荒漠化景观的边缘密度越来越高,边缘效应逐渐增大;(3)各荒漠化景观斑块数量呈增加趋势,斑块平均面积指数减小,景观破碎化程度明显增高,景观类型呈离散型分布;(4)研究区严重荒漠化景观形状趋于简单,轻度、中度荒漠化土地景观形状指数变得越来越低,斑块形状趋于复杂,易受周边景观和人类活动的影响。     

GIS三维建模在城市规划中的应用——以江西瑞金市为例

以江西瑞金为例,利用GIS技术对城市规划三维建模的实现方法进行了研究,在发展旅游,保护历史遗迹需求的前提下,依据三维模型对研究区城市的功能结构布局进行合理的规划。结果表明,利用GIS三维建模可以为城市规划工作提供科学的决策依据。