河套灌区沈乌灌域GF-1/WFV遥感耕地提取

为提高基于遥感影像的灌区耕地自动快速提取,该文针对河套灌区沈乌灌域种植结构特点,利用实地调查结果、Google earth和GF1-WFV遥感影像构建了研究区主要作物及土地利用类型的NDVI时间序列,并利用HANTS滤波法对NDVI时间序列进行了平滑处理。分别采用基于遥感与Google earth的目视解译、监督分类(支持向量机)、基于NDVI时间序列的决策树分类与监督分类相结合的方法、基于HANTS滤波法平滑处理后的NDVI时间序列决策树分类与监督分类相结合的方法对灌区耕地进行提取。利用基于Google earth与目视解译的10 000个随机验证点以及正确率(用户精度)、完整率(生产者精度)和整体精度(提取耕地面积与实际面积的比值)3个指标对提取结果进行了评价。验证结果表明:监督分类(支持向量机)提取结果的正确率、完整率和总体精度仅为84.82%、64.4%和75.68%;基于NDVI时间序列的决策树分类与监督分类相结合的方法提取精度分别为94.28%、84.21%和89.1%;基于HANTS滤波法平滑处理后的NDVI时间序列决策树分类与监督分类相结合的方法提取精度进一步提高,3个指标分别达到94.47%、87.32%和92.24%。在作物种类繁多的大型灌区,时空分辨率优异的GF1-WFV数据在耕地面积提取上具有很强的实用性;结合作物生长规律与遥感信息的联合方法能够有效提高耕地面积的提取精度。     

碳纤维改性及其在富营养化水体的挂膜实验

目前关于活性碳纤维处理污水的试验大多集中在小型处理装置系统的碳纤维吸附试验,作者发现其挂膜效果与其在自然水体差别很大。本文研究了碳纤维的改性方法,通过将碳纤维活化改性,并进行挂膜试验确定最佳活化条件,研究碳纤维固化技术,研制成不同类型的碳纤维净水产品。为了验证改性碳纤维净水产品的可行性,将改性前后的碳纤维分别在塑料桶、金鱼缸、地埋雨污处理系统、东湖、排水渠、官桥湖等不同水体观测其生物挂膜的生物相结构。并应用于武汉东湖主湖建立自主产品1000m2面积的示范工程,同时与日本苏恩公司碳纤维示范工程进行了富营养化示范工程的比较研究。试验结果显示：试验场水域经过4天的处理,示范区水质从劣Ⅴ类上升为IV类水质,同样实现了刚毛藻藻场和沉水植物的自我修复,达到了日本相关产品的富营养化控制功能。该产品达到了快速高效净化湖泊水质控制富养化目的,其性价比更优,为其在湖泊富营养化控制治理提供了可能。     

SWAT模型在青铜峡灌区的应用研究

由于青铜峡灌区退水量大,对退水量的预测较难。本文结合青铜峡灌区引黄水循环特点,在对自然流域水文模型SWAT完善的基础上,设置不同情景模式(不同节水方案),基于SWAT模型对不同节水模式下灌区水文过程进行模拟,分析不同水管理措施对灌区水循环转化的定量影响。研究结果表明:模型基本概化了研究区的参数,基本能够模拟青铜峡灌区的排水沟流量变化过程。利用校准后的模型初步定量模拟出如下结果:灌区实际多年平均蒸散量约为16.7亿m~3,地表径流汇入黄河的多年平均水量约为8.1亿m~3,地下水补给黄河的多年平均水量约为11亿m~3,地表水入渗补给地下多年平均水量约为19亿m~3。这可以为灌区进一步的节水灌溉发展提供科技支撑。     

基于绿色生产和资源协同的农业水土资源利用效率研究

从水土资源协同投入和“经济-社会-生态”效益产出的全局角度分析宏观区域的农业水土资源利用效率,对于农业生产可持续性具有重要价值。本文结合广义水资源概念及农业生产中的“多投入-多产出”特征,阐明了农业水土资源利用效率的内涵,利用数据包络分析法构建了超效率-基于松弛变量（Super-SBM）模型和超效率-考虑非期望产出-基于松弛变量（Super-Undesirable-SBM）模型用于测算生产配置效率概念的农业水土资源利用效率,并以山东省引黄灌溉区为例,测算了研究区51个县域的不考虑生态效益的农业水土资源利用效率（WLUE）、考虑生态效益的农业水土资源利用效率（WLUEE）、水资源利用效率损失（WUEL）和耕地资源利用效率损失（LUEL）。结果表明：所有县域中,只有东明县和桓台县WLUE和WLUEE均大于1,实现了DEA有效,河口区的WLUE最小,历城区的WLUEE最小。各县域分为绿色高效型、普通高效型、绿色低效型和普通低效型4种类型,且绿色高效型和普通高效型县域水资源利用水平更高,绿色低效型和普通低效型县域耕地利用水平更高。提出了不同类型县域农业水土资源利用效率的针对性改善措施,为农业水土资源利用效率研究提供新的视角,研究成果有利于促进研究区农业生产的可持续发展。