基于电磁感应仪数据的南疆棉田土壤电导率反演模型研究

土壤盐渍化是南疆棉田优质高产的主要障碍因素,定额灌溉可有效改良土壤盐渍化,EM38-MK2可快速、动态获取土壤盐渍化数据,适时监测土壤盐渍化,为棉田定额灌溉提供数字依据。针对电磁感应仪(EM38-MK2)的发射圈和接收圈设计了不同采样方案,在同一条田内采集了6个不同时期的土壤表观电导率数据及相应的剖面土样,分析了不同土壤采集方案及土壤含水量对表观电导率模型精度的影响,对比了以单一时期数据建模的局部模型和6个时期整体数据建模的全局模型的反演精度。结果表明,由单点采集电磁感应仪发射线圈位置土样所构建的模型精度更高,稳定性更好,能有效减少由采样带来的误差。当土壤含水量低于10%时,表观电导率与实测电导率之间的相关性较低,决定系数为0.58,反演模型只具备粗略估计实测电导率的能力;当土壤含水量高于10%时,表观电导率与实测电导率具有很好的相关性,决定系数达到0.80以上,反演模型具有较好的预测能力。EMH+EMV多测定模式下表观电导率与实测电导率之间的模型精度高于EMH或EMV单一测定模式,确立EC_(h0.375)+(EC_(h0.75)+EC_(v0.75))/2+EC_(v1.5)为建模因子,有效提高了反演模型的精度。不同深度土层的局部模型反演精度均高于全局模型精度,局部模型的RPD均大于2.0,具有较好的预测能力。     

基于Landsat 8数据的荒漠土壤水分遥感反演

[目的]分析荒漠土壤水分变化特征,为南疆干旱区荒漠土壤水分遥感监测提供理论依据和方法支持。[方法]以Landsat 8数据构建干旱地区荒漠土壤水分建模指示因子,通过优选的26个光谱指数、地表温度(Ts)和地形数据(DEM)为建模因子,分别以偏最小二乘(PLSR)、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)3种方法构建土壤水分反演模型,对模型进行验证和对比,选取最优模型反演空台里克土壤水分空间分布。[结果]①TVDI,NR,GLI等26个优选的光谱指数中,Ts和DEM与土壤水分均达极显著相关,可作为南疆干旱区荒漠土壤水分遥感建模的指示因子;②对比3种模型,RF模型建模集和预测集的R²分别为0.93,0.91,预测集RPD为3.90,各评价指标均为最高,PLSR模型精度次之,SVM模型精度最低;③以RF模型反演研究区表层土壤水分,在不同土地利用分类中土壤水分分布特征存在明显差异,特别在盐结皮区域的差异尤为突出。[结论]利用光谱指数、环境因子和地形数据构建的多因子、多指数综合的模型能较高精度地反演干旱区荒漠表层土壤水分,对研究该地区土地荒漠化和生态环境治理具有一定参考价值。     

基于电磁感应数据棉田土壤盐分剖面时空变异特征研究

针对新疆南疆塔里木河绿洲地区土壤盐渍化发生反复性与南疆水资源日益匮乏等问题,以该地区典型地块为研究对象,运用电磁感应仪快速获取土壤盐渍化信息技术,结合地统计插值对新疆塔里木河绿洲地区土壤盐分剖面类型进行研究,并用表观电导率ECv_(1.5)与ECv_(0.75)比值对研究区土壤盐分剖面进行分级并对土壤盐分剖面类型空间分布进行探讨。结果表明,不同时期ECv_(0.75)数据在空间分布上均表现为强变异强度,棉花整个生育期,土壤盐分呈现累积状态。不同时期ECv_(1.5)与ECv_(0.75)比值半方差函数均符合指数模型,土壤盐分剖面空间自相关性从棉花播种前由随机性因素作用类型过渡到棉花花铃期的随机性与结构性共同作用类型,再转变为棉花收获后土壤盐分剖面由随机性因素作用类型。不同时期土壤盐分剖面类型空间分布图表明,土壤盐分剖面类型呈现底聚型-表聚型-底聚型状态分布。土壤质地、微地形、温度、地下水埋藏深度是造成土壤盐分剖面类型分布格局最直接的因素。该研究结果对灌溉制度的科学制定具有一定的指导作用。     

海岛棉不同果枝类型杂交F2代产量品质性状分布规律

【目的】 比较零式果枝和长果枝海岛棉杂交F₂代不同果枝类型棉株的产量及品质性状,并进行相关分析,为海岛棉株型育种提供参考。【方法】 海岛棉9122N(零式果枝)×H7124(长果枝)杂交,F₂代3种不同果枝类型棉株(零式果枝、长果枝、混合型果枝)分别收获300个单株的棉铃,采用R语言对杂交F₂代不同果枝类型产量、品质性状进行比较及各性状间的相关分析。【结果】 杂交F₂代3种不同果枝类型棉株的产量及品质性状存在显著或极显著差异,产量性状:混合型果枝表现最好,长果枝次之,零式果枝最差;品质性状:长果枝表现最佳,混合果枝混合型果枝次之,零式果枝表现最差。3种果枝类型各性状间相关系数不同,但部分性状表现有相同趋势。在产量性状中,3种果枝类型相关性趋势一致,籽棉重与铃数、单铃重间呈极显著正相关,与铃数相关系数均为0.85以上,且高于与铃重的相关系数,铃数与铃重间呈负相关关系,衣分与其他产量性状相关性不显著,单株铃数对籽棉产量高低起着重要作用;品质性状中,零式果枝中纤维品质5个指标之间呈显著或极显著的正相关,而另2种果枝中,除马克隆值以外,长度、整齐度、强度和伸长率间呈显著或极显著的正相关;零式果枝中单铃重与5个品质指标间呈显著或极显著正相关,而长果枝和混合型果枝中衣分与纤维长度、比强度、伸长率等品质指标均呈负相关。【结论】 杂交F₂代不同果枝类型品质性状与产量性状间相互影响,表现并不相同,混合果枝类型产量和品质性状整体表现最好。     

基于电磁感应协同野外原位光谱的土壤盐分反演研究

快速准确监测土壤盐渍化可为土地资源合理开发利用与改良提供科学依据。利用 EM38-MK2大地电导仪和野外光谱仪测定的土壤表观电导率和光谱数据，构建表观电导率与土壤电导率的反演模型，依据相关性分析结果进行土壤盐渍化特征波段的提取，并采用反射率、反射率倒数和反射率一阶微分 3种数据变换形式构建土壤电导率的全波段与特征波段的偏最小二乘回归与主成分回归土壤盐分监测模型。研究结果表明，EM38-MK2测定的土壤表观水平电导率和表观垂直电导率相结合建立的电导率解译模型的拟合优度达到 0.89，在土壤盐渍化光谱建模中可快速提供电导率数据。全波段建模精度高于特征波段建模精度，偏最小二乘回归建模精度高于主成分回归建模精度，反射率一阶微分变换后建立的模型精度优于反射率倒数变换与反射率。研究区土壤电导率的预测模型选取经一阶微分变换后的全波段偏最小二乘回归建模方法为最佳模型，精度指标可达到 0.85，相对分析误差可达到2.56。     

陇南磨沟铅锌矿以矿兴林发展后续产业

出西和县城 ,沿着西成公路南行 15公里 ,再往东拐 ,便进入了一片莽莽苍苍的群山。绵延的山体 ,巍峨的山梁 ,倾诉着这片土地的神奇与苍凉。在这群山怀抱之中 ,有一条沟叫磨沟最为著名。磨沟的出名 ,不是其它 ,只因这里有一家地上地下同时发展的企业——磨沟铅锌矿。磨沟铅锌矿建于 1991年 6月 ,在短短的几年时间里 ,边生产边建设 ,只用了 11个月的时间 ,就完成了常规 3年才能完成的工程建设任务。安福来 ,这个林业工人出身的矿长 ,骨子里有一股子敢闯敢干的朴实劲儿。他带领全矿职工在创造一个又一个奇迹的同时 ,又为日渐枯竭的资源而忧心忡…     

基于电磁感应技术的棉田土壤电导率时空异质性研究

土壤剖面盐分的分布位置和含量的三维可视化研究,对干旱区盐渍化土壤定额灌溉具有重要意义。通过采集4个不同时期的土壤表观电导率数据和同步采集的土壤剖面样品的室内测定电导率数据,利用多元线性回归方法构建了土壤剖面不同土层实测电导率与表观电导率之间的反演模型,采用三维反距离权重插值法(3D-IDW)实现了土壤盐分的三维可视化,在此基础上研究了新疆干旱区膜下滴灌棉田土壤剖面盐分的时空变化。结果表明：表观电导率与实测电导率之间具有较好的相关性,基于表观电导率数据构建的实测电导率反演模型的决定系数(R2)在0.82～0.99之间;基于3D-IDW的三维可视化技术可高精度地展示出盐分在土壤剖面中的分布位置和含量,不同时期土壤电导率交叉验证的R2均大于0.75;土壤电导率的三维数据统计结果表明,由于灌溉、覆膜和揭膜活动等人为因素和气温、蒸发作用、地下水水位等自然因素的作用,不同时期土壤剖面盐分的分布特征和含量均存在较大的差异,3月份土壤剖面盐分分布类型为均匀型,0～100 cm土壤剖面的电导率范围为0.78～0.88 dS?m-1,6、7和10月份为表聚型,6月和10月份的盐分主要集中分布于0～20 cm,0～20 cm的电导率分别为3.32和5.28 dS?m-1, 7月份的盐分主要集中于0～40 cm,0～40 cm的电导率为2.25～2.45 dS?m-1。研究结果对于精确棉田灌溉时间节点和灌水量具有指导作用。     

基于1990—2019年多时相影像的干旱区绿洲景观格局分析

利用1990—2019年间阿拉尔垦区共226景的Landsat影像数据，对比不同分类方法，从中选出精度最高的分类方法，分别从斑块类型水平、景观水平、突变情况、空间分布方面分析阿拉尔垦区连续30 a间的景观格局变化特征。结果表明：多时相面向对象的分类结果最佳，总体精度为96.57%,Kappa系数为0.95。在斑块类型水平上，30 a间耕地趋于破碎化，未利用地的优势度降低，园地和林草地的景观形状趋于复杂化，水体和建设用地的景观趋于均衡化。在景观水平上，景观形状趋于复杂化和破碎化，景观连通性降低，景观丰富度和异质性增加。阿拉尔垦区在2005年发生景观格局突变。在空间分布上，呈现出以中部塔里木河区域向四周扩散的趋势。