新疆干旱区土地盐渍化信息提取及实证分析

对提取干旱区盐渍化信息的若干方法进行了评述,并且选取位于干旱区地带的盐渍化典型区域——阿克苏地区的库车、新和、沙雅县以及和田地区的于田县作为研究区进行实证分析。并采用同一时相的ETM+数据,运用K-T变换、比值变换以及通过NDVI指数和分类来提取信息发现效果明显。通过实证分析发现:虽然研究区都地处塔里木盆地周边地区,一个是塔北绿洲,另一个是塔南绿洲。但由于水文(盐渍化形成的关键)、气候(形成盐渍化土壤的驱动力)、地形(盐渍化土壤分布及差异的主要因素)、人类活动(盐渍化土壤形成的重要因素)等因素差异的存在,导致了盐渍化情况的差异。     

Vegetation fractional coverage change in a typical oasis region in Tarim River Watershed based on remote sensing

Vegetation fractional coverage(VFC) is an important index to describe and evaluate the ecological system.The vegetation index is widely used to monitor vegetation coverage in the field of remote sensing(RS).In this paper,the author conducted a case study of the delta oasis of Weigan and Kuqa rivers,which is a typical saline area in the Tarim River Watershed.The current study was based on the TM/ETM+ images of 1989,2001,and 2006,and supported by Geographic Information System(GIS) spatial analysis,vegetation index,and dimidiate pixel model.In addition,VBSI(vegetation,bare soil and shadow indices) suitable for TM/ETM+ images,constructed with FCD(forest canopy density) model principle and put forward by ITTO(International Tropical Timber Organization),was used,and it was applied to estimate the VFC.The estimation accuracy was later proven to be up to 83.52%.Further,the study analyzed and appraised the changes in vegetation patterns and revealed a pattern of spatial change in the vegetation coverage of the study area by producing the map of VFC levels in the delta oasis.Forest,grassland,and farmland were the three main land-use types with high and extremely-high coverage,and they played an important role in maintaining the vegetation.The forest area determined the changes of the coverage area,whereas the other two land types affected the directions of change.Therefore,planting trees,protecting grasslands,reclaiming farmlands,and controlling unused lands should be included in a long-term program because of their importance in keeping regional vegetation coverage.Finally,the dynamic variation of VFC in the study area was evaluated according to the quantity and spatial distribution rendered by plant cover digital images to deeply analyze the reason behind the variation.     

干旱区土壤盐渍化及其影响因子分析——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

采用遥感技术,以渭干河-库车河三角洲绿洲1989年TM和2001年ETM遥感影像和实际收集资料为基本数据源,在对影像准确分类的基础上,研究了该区盐渍化发生发展规律和形成原因.结果表明:该区土壤盐渍化向加重方向发展,中、重度盐渍地分别由1989年所占11.22% 和4.37% 上升至2001年17.68% 和5.17%,12年来人类活动对于土壤盐渍化过程干扰作用显著.     

基于AOD数据的新疆大型露天煤炭开采区PM2.5和PM10反演

MODIS气溶胶产品AOD与PM2.5、PM10浓度高度相关,已广泛应用在PM2.5、PM10浓度模拟.该研究以新疆维吾尔自治区大型露天煤炭开采区准东矿区为研究对象,结合实测的2014年5月、7月、9月、12月PM2.5、PM10质量浓度数据与经过垂直湿度订正的MODIS气溶胶产品AOD,利用多元回归进行拟合建模,从建立的40个模型中选取最优模型并据此对研究区PM2.5、PM10的质量浓度进行定量估算.结果表明:AOD与PM2.5、PM10呈极显著正相关;4个月AOD与PM2.5、PM10质量浓度估算模型最优模型均为多项式模型;其中7月AOD与PM2.5质量浓度拟合模型较好(R2=0.6258),实测值与预测值拟合趋势线R2为0.8057;9月PM10拟合模型效果理想(R2=0.7329),实测值与预测值拟合趋势线R2为0.8077;将AOD代入最优模型反演PM2.5,从空间层面上反映出各区域PM2.5浓度差异明显.研究结果可为AOD的深度利用与PM2.5、PM10浓度的遥感估算提供参考,在大气污染物空间分布、监测大气环境质量、污染预测等方面都具有重要意义.     

塔里木河上游典型绿洲地表热环境遥感研究

利用两期TM数据对塔里木河上游典型绿洲的地表温度进行反演,并查询实时陆面地表温度进行了对比检验,其差值均在1.5℃以内。在此基础上,分析了不同时期塔里木河上游典型绿洲的温度时空变化,结果表明:(1)2007～2011年,下垫面温度主要集中在18～51℃,其中,水体温度在18～24℃(低温区),耕地地表温度在24～29℃(中温区),林地地表温度在29～36℃(偏高温区),绿洲周边的裸地地表温度在36～42℃(高温区),远离绿洲的荒漠地带地表温度在42～51℃(极高温区);(2)2007～2011年,水体地表温度平均增高0～4℃,植被地表温度平均增高0～12℃,绿洲周边的裸地地表温度平均增高0～7℃,远离绿洲的荒漠地带地表温度平均增高0～9℃。其中林地对温度的变化影响较大。总之,地表温度呈现沿中心逐渐向四周增高的分布规律,表现出明显的"冷岛效应"。此研究对进一步理解塔里木河上游绿洲土壤-植被-大气系统能量交换状况以及我国西北干旱、半干旱区域地表热量分布差异特征具有重要的意义。     

基于TM图像的塔里木盆地北缘盐渍地亮度值分析——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

渭干河一库车河三角洲绿洲地处世界第二大沙漠塔克拉玛干沙漠的北缘.随着经济的快速发展,土地资源开发强度开始加大,土壤盐渍化成为渭干河一库车河三角洲可持续发展面临的主要环境问题之一.因此,准确提取土壤盐渍化信息对研究区土壤盐渍化监测和研究盐渍化动态变化具有重要意义.本文以TM卫星图像数据及野外实测的数据为数据源,选择研究区具有代表性的植被、水体、重度盐渍地、中轻度盐渍地、岩石和早地等主要地物,利用PCI软件分析了这些主要地物在TM影像不同波段上的亮度值变化规律.其中,研究区内不同程度盐渍地的信息提取是本研究的重点.本文结合研究区本底资料,在对遥感数据光谱知识充分分析,挖掘谱间结构的基础上,揭示了研宄区内不同程度盐渍地在TM影像中的亮度值变化特征及分离规则.实验表明,盐渍地总提取精度达到88.6%.其中,重度及中轻度盐浈地面积的提取精度分别达到90.8%和86.7%.本研究表明,通过利用此方法,可将盐浈地信息较为精确地提取出来.     

A Method of Soil Salinization Information Extraction with SVM Classification Based on ICA and Texture Features

Salt-affected soils classification using remotely sensed images is one of the most common applications in remote sensing,and many algorithms have been developed and applied for this purpose in the literature.This study takes the Delta Oasis of Weigan and Kuqa Rivers as a study area and discusses the prediction of soil salinization from ETM +Landsat data.It reports the Support Vector Machine(SVM) classification method based on Independent Component Analysis(ICA) and Texture features.Meanwhile,the letter introduces the fundamental theory of SVM algorithm and ICA,and then incorporates ICA and texture features.The classification result is compared with ICA-SVM classification,single data source SVM classification,maximum likelihood classification(MLC) and neural network classification qualitatively and quantitatively.The result shows that this method can effectively solve the problem of low accuracy and fracture classification result in single data source classification.It has high spread ability toward higher array input.The overall accuracy is 98.64%,which increases by10.2% compared with maximum likelihood classification,even increases by 12.94% compared with neural net classification,and thus acquires good effectiveness.Therefore,the classification method based on SVM and incorporating the ICA and texture features can be adapted to RS image classification and monitoring of soil salinization.     

新疆于田县25年来耕地变化驱动因子定量分析及气候响应

耕地作为最基本的自然资源,其数量和质量的变化直接关系到粮食安全与人类的生存,是土地可持续利用研究的重要方面之一.使用于田县1979-2004年的社会经济统计资料和气象资料,选取15个人为和自然因子进行主成分分析并建立耕地动态变化的多元回归模型.结果表明:影响于田县耕地变化的主要因素是人为因素,总人口变化贡献率最大,而自然因素影响不大.虽然气候对耕地面积变化影响不大,但耕地面积变化对气候有一定影响.随着于田耕地面积的增大在一定程度上促使于田县年蒸发量和年均风速减小,进而改善于田县恶劣的自然环境.     

于田绿洲盐渍土水、盐、温度季节变化规律与相关性研究

以于田绿洲为研究区,借助ENVI 5.1、ArcMap 10.2、Origin 8.5、SPSS 20.0,同时结合野外实测数据,对盐渍土不同土层(0~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm)的土壤含水量、温度、电导率的变化规律及相关性进行了研究。结果表明:研究区土壤含水量、温度、电导率从6月到8月呈升高趋势,绿洲南部和北部地区的5、8号点在60~80、80~100 cm土层的土壤含水量最高,8、22号点表层(0~20 cm)土壤电导率最高,而南部和西部地区的5、22号点在40~60 cm土层的土壤电导率最高;秋季和夏季的土壤含水量、温度、电导率均高于冬季和春季。研究区西部的16、22号点各土层的含水量与电导率呈显著正相关,在60~80 cm土层的土壤含水量与电导率的相关性最强,相关系数分别为0.970**、0.987**。     

于田绿洲土地利用/覆盖变化轨迹分析

干早区绿洲人类和自然环境的和谐相处直接影响着绿洲经济稳定持续的发展.选用研究区四期遥感影像,结合分类后比较的方法,分析区域土地利用/覆盖变化轨迹模型以及在研究时段内,土地利用/覆盖类型之间的转化过程和流向,并将土地利用/覆盖的变化按照驱动因素分为未变化类,自然因素导致的变化类和由人为因素导致的变化类三种形式,分别做统计分析,定量化分析自然和人为因素对区域环境的影响程度.结果表明,在近15a间,研究区土地利用/覆盖面积变化较为显著,其中耕地和盐渍地的面积变化最为明显,分别由5.596%,7.570%增长到17.063%和17.228.根据变化轨迹可得,自然因素所引起的变化主要是草地和未利用地之间的转化,占区域总面积的22.5%;人为因素所引起的变化主要是耕地的开垦以及水库渠系的修筑,占区域总面积的22%.随着绿洲人口经济的发展,人类活动对土地利用/覆盖的影响越来越频繁,直接影响着区域土地利用/覆盖格局的变化.