无人机遥感影像面向对象分类方法估算市域水稻面积

针对如何高效地从无人机遥感影像中提取农作物样方数据,用于农作物面积遥感估算,该文以浙江省平湖市为例,利用面向对象分类方法对无人机影像进行水稻自动化识别,作为样方数据与卫星遥感全覆盖空间分布分类结果结合,采用分层联合比估计进行2014年单季晚稻面积估算。然后,与人工目视解译识别方法获取的水稻样方数据推断的区域水稻面积估算的结果进行精度、效率对比分析。研究结果表明:1)利用面向对象分类方法对无人机影像进行分类,总体分类精度达到93%以上,满足构建样本的要求;2)通过区域作物估算对比分析发现,面向对象分类方法对无人机影像进行水稻识别,构建平湖市单季晚稻的样方数据,能够替代人工目视解译样方准确推断区域作物种植面积,有效地提高了无人机影像在遥感面积估算中的应用效率。     

中国西北部生态脆弱区典型区域土地综合整治分区——以甘肃省兰州市为例

[目的]探讨土地整治规划的重要内容——土地整治分区,为确定土地整治重点区域和土地整治规划提供参考依据。[方法]以西北部生态脆弱区典型区域甘肃省兰州市为研究区域,基于生态保护视角,在充分考虑区域自然地理特征、土地利用特点及区域主要生态问题的基础上,从地形地貌、降雨、土壤类型、植被类型、水土流失、土地利用等5方面选取指标因子初步构建分区指标体系,并从水资源供给、水系分布及行政区划等方面进一步完善。同时运用ArcGIS空间叠加分析功能,使用综合分析法进行土地综合整治分区。[结果]形成了"方位+地貌+土地利用类型"命名的土地整治两级分区体系,二级分区较为详细。兰州市划分为7个一级区和15个二级区。[结论]中国西北部生态脆弱区域在土地综合整理过程中应该通过选择合理的指标体系分区进行整治。各分区应该针对其土地资源、水资源、生态环境状况等具体特征,基于生态保护视角采取有效措施进行土地综合整治。     

基于空间自相关的农村居民点空间格局演变及其分区

农村居民点形态特征是自然地理条件和社会经济发展水平的集中体现,其形态特征空间集聚格局可为农村居民点分区提供基础依据。该文以北京市平谷区为例,基于空间自相关方法,分析平谷区农村居民点的空间格局及其演变特征,测度其空间关联性,获取农村居民点空间形态集聚格局,进而结合村庄定位、相关规划等,提出平谷区农村居民点分区方案。研究结果显示,农村居民点规模、形状、分布均呈显著空间自相关,正相关类型多以组团形式出现,而负相关类型则呈零星分布。不同的自然与社会经济特点区域表现出不同的集聚格局,地形地貌等自然条件控制下的农村居民点规模、形状和分布的集聚区域空间一致性较强,而城市化、工业化等人文过程则降低了其空间一致性。可据此将农村居民点分为5个管理区域,平原区农村居民点管理应注重其用地综合效益的提升,适时调整优化农村居民点用地结构以改善生产生活条件;半山区应因地制宜推行区域统筹的综合管理模式;而山区则应突出村庄特色,完善居民点内基础设施建设,实现农村居民点整合发展。     

基于多维特征组合的农村居民点布局分类

快速城市化背景下的农村居民点用地调整应加强对其空间布局的科学表征与分类研究。该文通过阐释农村居民点布局特征内涵及关键构成要素,构建了多维度特征评价指标体系及组合矩阵,并以北京市平谷区为例,分析了区域农村居民点布局特征及类型。结果表明:可从空间规模、形态及区位3个维度刻画农村居民点布局特征;平谷区农村居民点共划分为10种布局类型,以中等规模-形态一般规整-优势区位、中等规模-形态规整-优势区位为主。地形地貌等自然条件对农村居民点的规模特征起到基础性控制作用,而城镇辐射及交通等基础设施通达性进一步影响了农村居民点的空间状态。基于组合矩法综合多维度特征的农村居民点布局分类,可为村庄整治和布局调整提供指导。     

黄土丘陵区缓坡地不同土地利用方式的产流效应

探讨缓坡土地利用方式与水土流失之间的作用机制,对于黄土丘陵沟壑区水土流失治理具有积极意义。利用中国科学院安塞水土保持综合试验站2009—2011年间小区定位监测数据,探讨缓坡谷子地(F)、柳枝稷地(S)、撂荒地(A)、2/3谷子-1/3柳枝稷地(FS)、2/3谷子-1/3撂荒地(FA)5种土地利用方式的产流效应,结果表明:1)缓坡谷子地(F)的径流量最大,受短历时高强度降雨影响显著;2)7月是产生径流的敏感时期;3)土地利用方式S、A、FS、FA与F相比,具有不同程度的减流效应,减流效应大小顺序为A>S>FA>FS;4)植被覆盖度的增加对减少缓坡产流量起到积极作用,但当降雨量、降雨强度较大时,植被覆盖削减径流的作用会被减弱。     

干燥致密土壤在沙粒流冲击下的磨蚀规律

在土壤风蚀过程中,跃移颗粒对表土的冲击磨蚀是公认的一种重要起尘机制。磨蚀体现了跃移沙与土壤相互作用,受沙粒跃移运动参数和土壤力学性质共同控制。然而,现有风蚀模型尚未充分考虑土壤力学性质的地位与作用,缺少磨蚀速率计算公式,亟需从固体力学角度探讨土壤磨蚀规律。该研究借鉴岩石磨蚀模型,针对含水率小于1.5%、体密度大于1.60×103 kg/m3的干燥致密土壤,提出了代表单位时间内的碰撞次数、土壤抗压强度和杨氏模量、入射沙粒动能和密度等综合效应的磨蚀变量;通过标准压缩试验测得黏土、砂土、壤土、砂质黏土、壤质黏土共5种人工均质土壤的抗压强度和杨氏模量的范围分别为0.823～4.092 MPa和0.043～0.149 GPa;利用自行设计的冲击磨蚀试验得到了干燥致密土壤在沙漠沙颗粒流冲击作用下的磨蚀规律,即磨蚀速率是磨蚀变量的线性函数,其斜率与截距分别为3.27×104和-0.027 kg/s。研究结果有助于恰当描述风蚀模型中的土壤力学性质、准确计算风蚀速率,进而服务于农田防护和水土保持工程,并为中国西北干旱区天然地貌和人工建筑风蚀现象的研究提供理论依据与数据支撑。     

黄土丘陵沟壑区坡体稳定性影响因素分析

选取黄土丘陵沟壑区纸坊沟小流域为研究区,利用高精度遥感影像(分辨率0.068 m)和DEM (分辨率0.34 m)数据,结合野外调查,对崩塌、滑塌、滑坡、脱落和陷穴等失稳体进行识别,通过统计学、敏感系数方法,利用识别失稳体数据,分析不同类型失稳体空间分布状况,定量研究不同类型失稳体的影响因子敏感程度,揭示不同类型失稳体的主控因子,进一步阐明流域坡体失稳体的空间分布规律和影响坡体稳定性的主控因子。结果表明:(1)利用高精度遥感影像,获取流域失稳体,主要是以小规模和浅层的脱落、崩塌和滑塌为主,三者面积合计为0.417 km²,占流域总面积的5.04%。(2)评价因子内部中,土壤母质的红黏土、土地利用的天然灌木林地和草地、地貌部位的沟坡、坡度＞35°、地形起伏度为0.74~3.34 m是坡体失稳发生的高敏感区域,也是崩塌、滑塌、脱落和陷穴发育共有的敏感区域。(3)影响坡体稳定性主控因子权重由大到小为土壤母质、地形起伏度、坡度、土地利用和坡向。崩塌、滑塌和脱落的主控因子与整体坡体稳定性的主控因子相同,但因子内部权重存在差异。崩塌与整体坡体稳定性影响因子顺序分布一致。滑塌主控因子权重由大到小为土壤母质＞地形起伏度＝坡度＞土地利用＞坡向＞地貌部位。脱落主控因子权重由大到小为土壤母质＞土地利用＞地形起伏度＞坡度＝坡向＞地貌部位。滑坡的主控因子为坡度和地形起伏度。陷穴的主控因子权重由大到小为土壤母质＞地形起伏度＞坡度＞坡向。     

耕地整治质量潜力测算方法

现有耕地整治质量潜力测算大都直接利用农用地分等成果进行,忽略了耕地整治工程措施可改造的耕地质量限制因素与农用地分等因素的非衔接关系,掩盖了土地整治对耕地限制因素可改造程度差异。该文基于耕地整治可改造因素修正,以沈阳市为例,建立了服务于土地整治的耕地质量评价指标体系及质量潜力计算模型（修正法）。结果表明：该方法评价整治前沈阳市耕地质量利用等为5.6等,整治后耕地质量可提高1.2个利用等;得到的耕地利用等指数与基准作物实际产量相关系数R2为0.8517,精度高于农用地分等结果。修正法测算的耕地整治质量潜力增强了耕地整治工程措施与耕地质量限制因素的结合程度,避免了某些限制因子难以改造或难以达到最优值而导致的整治潜力结果偏差,提高了潜力测算结果的科学性和应用性,可为市级土地整治规划提供方法参考。     

土地覆盖类别面积混淆矩阵校正与回归遥感估算方法对比

混淆矩阵校正和回归估算是2类常用的,以遥感数据作为辅助的区域面积总量估算方法,但它们的相对效果及适用条件并不明确。该文根据遥感影像分类误差的分布规律模拟生成不同总体分类精度的图像,并在此数据的基础上,采用统一的抽样方案,以简单抽样反推方法为对比基准,探讨在不同的总体分类精度和不同的样本量下区域面积总量遥感估算方法的精度及稳定性。试验得到以下结论:1)相比于简单抽样反推方法,混淆矩阵校正和回归估算具有更好的准确性和稳定性;2)在各总体分类精度和样本量下,简单回归估计、比估计均具有良好的准确性和稳定性,相比于混淆矩阵校正,回归类方法略具优势;3)当遥感数据分类精度较低(≤60%)时,混淆矩阵逆校正的准确性和稳定性与简单抽样反推方法无明显区别,因此在此种情况下应尽量避免使用混淆矩阵逆校正方法。     

高标准基本农田建设区域划定方法

大规模建设旱涝保收高标准基本农田是当前中国为增强国家粮食安全保障能力而推行的重要战略举措,但高标准基本农田划定研究尚未见参照做法.该文以北京市平谷区为例,采用多因素综合评价和逐级修正相结合的方法,在基本农田自然质量评价基础上,修正得到基本农田综合质量;结合基本农田质量现状及其限制因子可改造程度,从基本具备高标准条件和经整治后可建成2个层次上划定了高标准基本农田建设适宜区域.研究结果表明,全区适宜开展高标准基本农田建设的基本农田有6036.98 hm2,占基本农田总量的43.54%.其中1026.70 hm2已基本具备建设条件,集中分布在马昌营镇和大兴庄镇等西南平原乡镇,其他5010.28 hm2为经整治后可建成的高标准基本农田建设区,主要分布在南部平原区和半山区.高标准基本农田建设应立足区域特点,分类推进,已具备建设条件的西南部平原区应致力于打造高端的都市型现代农业,整治后可建成的南部平原区需要重点协调高标准基本农田建设与城镇化发展关系,整治后可建成的南部半山区应在提升农田质量的同时维护区域生态安全.