基于PSO-SVM的高光谱数据降维的可靠性研究

PSO结合SVM算法对高光谱数据波段进行优化，每次搜索结果不一定相同，因此很多学者对此类算法的可靠性存在疑问。为了证明PSO-SVM降维算法的可靠性，利用PSO-SVM算法对杉木和马尾松的幼中成熟林的高光谱原始数据、一阶微分变换数据、对数变换数据及归一化变换数据进行降维运算，对降维后选择的波段分别利用支持向量机（SVM）、BP神经网络、Mahalanobis距离分类法、Fisher分类法及贝叶斯分类法进行分类，分类结果中，Fisher分类法的结果最好，所有的分类结果均在90%以上，SVM和BP神经网络的分类结果都保持在80%以上，贝叶斯分类法分类精度最差，所有分类结果均未超过90%，最差结果为43.75%。同时，将PSO-SVM与PCA算法进行对比分析，发现在马尾松和杉木的分类过程中PSO-SVM算法优于PCA算法。最后得出结论，PSO-SVM算法提取的特征对Fisher、SVM及BP神经网络分类法有效；当光谱数据差异非常微小时，PSO-SVM比PCA对特征的提取更有效。     

畜禽固弃物堆肥腐熟度评价指标的研究

研究了猪粪堆肥腐熟度的生物学指标和化学指标的变化规律。结果表明：早熟5号大白菜、津春4号黄瓜和津春5号黄瓜三种种子对堆肥的毒性表现出不同的敏感度，但它们的变化有着较好的一致性，堆肥腐熟时，它们的发芽指数(GI)值分别达到77．7％，91．4％，94．8％，可以用种子的GI值作为评判猪粪堆肥腐熟度的生物学指标。堆肥中的NH4^ -N含量是影响种子发芽结果的主要因素，它与GI之间有显著的负相关性。在堆肥结束时，堆肥中的NH4^ -N含量趋于稳定，而水溶性碳(WSC)仍有较大变化，故可将NH4^ -N含量作为猪粪堆肥的化学指标。腐熟堆肥的NH4^ -N含量作为猪粪堆肥的化学指标，腐熟堆肥的NH4^ -N含量为1.2～1.5mg/g。     

基于导数光谱的小麦冠层叶片含水量反演

【目的】以高光谱技术实现小麦含水量信息的快速、无损与准确获取,为小麦灌溉的精确管理提供科学依据。【方法】利用水氮胁迫试验条件下小麦主要生长期的导数光谱构建了16种新指数,将其与NDII、WBI以及NDWI等常用指数进行比较分析,筛选小麦叶片含水量反演最佳光谱指数,并利用其建立反演模型进行小麦含水量的遥感填图。【结果】在各指数中,FD730-955对小麦冠层叶片含水量的估测结果最佳,其估测模型（对数形式）校正决定系数（C-R2）与检验决定系数（V-R2）分别达0.749与0.742,优于NDII等常用指数;FD730-955所建模型对32个未知样的预测结果与实测值相似度较高,其回归拟合模型R2达0.763,RMSE仅为0.024,取得了良好预测结果,且对叶片含水量以及LAI值较高与较低的样本均具备良好的预测能力,可有效避免样本取值范围以及冠层郁闭度等因素对含水量估测的影响;反演模型对OMIS影像的填图结果与地面实测值拟合模型R2达0.647,RMSE仅为0.027,具有较高的反演精度。【结论】导数光谱可实现小麦冠层叶片含水量信息的准确估测,其中FD730-955系反演的优选指数。     

基于SVR算法的小麦冠层叶绿素含量高光谱反演

为给小麦的长势监测与农艺决策提供科学依据,利用高光谱技术实现了小麦冠层叶绿素含量的估测。通过分析18种高光谱指数对叶绿素的估测能力,筛选出可敏感表征叶绿素含量的指数REP,利用地面光谱数据为样本集,以最小二乘支持向量回归(least squares support vector regression,LS-SVR)算法建立了小麦冠层叶绿素含量反演模型,其校正决定系数C-R2与预测决定系数P-R2分别为0.751与0.722,在各指数中反演精度最高。进一步分析表明,REP对叶绿素含量以及LAI值较高与较低的样本均具备良好的预测能力,可有效避免样本取值范围以及冠层郁闭度等因素对叶绿素含量估测的影响。利用LS-SVR反演模型完成了OMIS影像叶绿素含量的遥感填图,并以地面实测值进行检验,其拟合模型R2与RMSE值分别为0.676与1.715。结果表明,高光谱指数REP所建立的LS-SVR模型实现了叶绿素含量的准确估测,可用于小麦叶绿素含量信息的快速、无损获取。     

环洞庭湖区域土地利用变化对生态系统服务功能价值的影响

为重大工程项目实施过程中定量地考虑对生态系统产生的影响,同时为环洞庭湖区域土地资源可持续利用、生态环境保护与建设提供决策支持,根据1996—2008年环洞庭湖区域土地利用/土地覆盖变化数据,应用Costanza生态系统服务价值计算公式和谢高地等的中国陆地生态系统单位面积服务价值研究成果,结合敏感性分析,研究了环洞庭湖区基本农田建设重大工程项目区涉及的14个县(市、区)土地利用变化对生态系统服务价值的影响。结果表明:环洞庭湖区域生态系统服务功能年度经济价值在1996—2008年期间呈先快速增加后缓慢下降的变化趋势,期间净增加19.01×107元,说明研究区域实施退田还湖还林宏观政策的调整是正确的;单项服务价值变化中食物生产减少量达到5.00×107元,主要是食物生产系数最高的耕地减少造成;敏感性系数分析表明,采用谢高地的生态价值系数是合理的。     

波段宽度对利用植被指数估算小麦LAI的影响

为了能够根据遥感数据类型实现指数的优化选择进而提高叶面积指数的反演精度,该研究分析了不同波段宽度(5~80 nm)对植被指数反演叶面积指数精度的影响。通过比较反演模型的决定系数均值,筛选出14个模型精度较高的植被指数,并探讨了不同波段宽度的选取对各指数叶面积指数反演精度的影响。结果表明,波段宽度对不同植被指数的影响可分为3类:1)OSAVI2等指数波宽越窄,反演精度越高,更适合应用于高光谱遥感数据;2)SR[800,680]等指数随着波段宽度的增加,反演精度先升后降,最适波宽为35 nm,适用于中等光谱分辨率的遥感数据;3)SR[675,700]等指数随着波段宽度的增大,反演精度不断提高,在多光谱数据中有更好的应用潜力。     

长株潭地区耕地生态安全评价研究

耕地生态安全关系到可持续发展和粮食安全。以长株潭地区耕地为研究对象,基于改进的PSR模型构建耕地生态安全评价指标体系,运用组合赋权法确定指标权重,并对长株潭地区耕地生态安全进行定量分析和评价。结果表明,在2000—2012年,研究区域耕地生态安全综合指数从37.59增加到55.82,生态安全整体水平呈波动上升趋势。其中,压力指数由23.37下降到4.14,年均减少率为6.86%;状态指数从10.00增加到33.55,年均增长率为19.63%;响应指数从4.22增加到18.12,年均增长率为27.45%。影响耕地生态安全的主要因素是耕地环境质量指数、第一产业产值占GDP比重、单位耕地农业机械化水平、单位耕地粮食产量、环保投资额占GDP比重和当年造林面积。     

3S集成技术在土地利用变更调查中的应用研究——以“二调”（湖南汉寿农村部分）土地利用变更为例

结合全国第二次土地调查的年度土地利用变更调查中3S集成方法应用的实际项目经验,大致介绍了3S集成技术的应用背景,详细介绍了变更调查的技术流程,并对3S集成技术应用在变更调查项目中的一些不足做出了总结,提出了改良意见,如：土地变更信息自动提取、不同坐标系转换等问题。     

实时交通信息下基于抽象路网结构的交通均衡

由于现实世界的复杂性和人为因素的不可控性,交通系统的最优交通配流难以实现.多数交通系统运行在用户最优原则下.通过基于多智能体交通微观仿真技术在3种不同抽象路网中的仿真研究,得出如下结论:不论在交通系统中是否植入实时交通信息系统(RTTIS),系统都能够建立近似交通用户均衡.在这些均衡状态中,在平行路网中RTTIS的植入,恶化了交通系统的运行,车辆平均速度降低50%;在网格状和环状路网中其植入却使交通效率得到了优化,车辆平均速度分别提高33%和71%.RTTIS能够将交通系统从某一用户均衡状态转换到新的用户均衡状态,在这个过程中系统效率可能得到提高也可能变坏,这依赖不同的交通网络结构.     

湖南省城市土地集约利用程度评价

以湖南省14个市(州)市区为研究对象,通过构建城市土地集约评价指标体系,运用主成分分析法评价研究区域的土地集约利用程度,最后针对评价结果,提出提高湖南省城市土地集约利用水平的对策.