探地雷达功率谱模型在砂壤含水率和紧实度探测中的应用

为了快速、高效地探测中国西部地区土地整治后砂壤的物理特性,该研究使用探地雷达对砂壤进行探测,利用自回归移动平均(auto regressive and moving average,ARMA)功率谱估计方法处理数据,建立砂壤物理模型,分析对比不同含水率和紧实度砂壤的功率谱分布特征,分别建立与含水率和紧实度具有最优拟合度的关系模型。结果表明:在频率670 MHz时,低频功率谱能量占全部功率谱能量比值(L/(H+L))与砂壤含水率相关性最强,相关系数达0.952;频率为1 000 MHz时,高频功率谱能量占全部功率谱能量比值(H/(H+L))与紧实度倒数的相关性最强,相关系数达到0.947。通过实际探测验证,该模型可以获得连续、准确、高效的砂壤含水率和紧实度数据,为土地整治工程的质量检测提供技术支持。     

基于混沌免疫算法和遥感影像的土地利用分类

为提高利用遥感影像进行土地利用分类的精度，采用了基于混沌免疫算法(Chaos Immune Algorithm)的多光谱遥感影像分类方法。首先应用混沌免疫算法对样本进行自学习得到全局最优的聚类中心，然后通过得到的聚类中心对整幅影像进行分类。该方法利用混沌变量的遍历性，进行粗粒搜索，优化免疫算法的初始抗体群；通过克隆选择算子、变异算子、抗体的循环补充操作，避免陷入局部最优解，得到全局最优的聚类中心。在对淮南矿区采用TM影像进行的土地利用分类中，试验结果表明该方法分类总精度为89.9％，Kappa系数为0.8     

区域土地整理项目时空配置

为确定区域土地整理项目的时空配置模式,以河北省武强县为研究区域,基于景观格局视角,应用系统动力学原理,分析土地整理工程对景观格局及生态学过程的影响,构建结构与功能、时间与空间耦合的区域土地整理项目时空配置模型。该模型包括社会、经济与景观生态3个子系统,按照变量性质的不同,确定状态变量、速率变量、辅助变量和常量等系统变量,进而采用系统动力学语言分析各个子系统内部的主、次反馈环,并构建各个反馈环的状态方程、速率方程和辅助方程,借助Vensim平台得到系统模型。采用2002—2007年的研究区数据作为样本数据,以2007年作为模拟基年,2008—2015年数据作为检验数据,结果发现,模拟数据的相对误差大多在2%以内,说明模型预测的系统行为与实际情况一致,验证了模型的适用性与准确性。     

基于系统动力学的土地整理项目效益后评价

[目的]现如今以新增耕地为单一目标的土地整理工作难以再适应综合整治阶段的各项需求。为了进一步完善土地整理项目效益评价理论、内容和方法,以河北省沧州市马厂镇的土地整理项目为研究对象,[方法]应用系统动力学原理,基于Vensim 软件平台构建土地整理项目效益后评价系统动力学模型。[结果]研究表明：历史数据与仿真数据的相对误差控制在5%以内;研究区的粮食产值、人均收入、就业人数、公众满意度等指标在今后的十年内呈现稳步提升的趋势,但生物多样性和景观多样性在相当长一段时间内出现下降趋势。[结论]所构建的系统动力学模型在结构和功能上通过了有效性和稳定性的检验,能够有效预测各效益指标在今后中长期内的发展变化趋势。土地整理项目实施后,其经济效益和社会效益显著,生态环境得到一定的改善,但是不可避免地造成生物多样性和景观多样性下降。     

基于多进制小波变换及多维纹理特征的遥感影像融合方法

探讨了基于多进制小波变换与多维纹理特征融合相结合的遥感影像融合方法。在融合过程中,首先对高分辨率全色影像和多光谱影像进行多进制小波分解,再联合提取局部方差、局部梯度、局部能量和局部信息熵4维纹理特征,将高分辨率影像的高频分量分别与多光谱影像的高频分量以多维纹理特征进行多判据联合方法融合,形成新的高频分量,然后与多光谱影像的低频分量进行多进制小波逆变换,最后经 RGB合成为彩色影像。试验选取淮南矿区SPOT 10 m与TM 30 m空间分辨率影像,从目视判读（定性评价）、地物光谱曲线分析、定量评价指标三方面对融合方法进行了评价。结果表明,该方法既保留了原影像的光谱信息,同时也改善了影像的清晰度和分辨率,利用融合后的影像进行矿区土地利用变化监测,效果明显提高。     

内邱县矿区土地复垦的物元模型研究

针对矿区土地复垦方案设计问题，该文提出了基于物元特性的规划方案设计方法。在分析物元特性：发散、可扩、相关、共轭的基础上构建了矿区土地复垦的物元模型，该物元模型的特征值包括：自然状况、地质构造、复垦工艺、沉陷状况、开采状况、资金、政策措施以及保护意识。首先根据物元特性，对物元三要素：事物、特征、量值进行物元变换，得到多个物元模型，建立复垦方案集，并依据实测特征量值获得复垦初选方案；进一步建立以土地生产值、生产成本、农民人均增加收入、生态系统稳定性、生物多样性、景观多样性为特征值的物元模型，对初选方案建立关联函数，通过评价初选方案的优化程度获得最终方案。以项目区的冯村沉陷地块复垦为例，介绍了采用物元模型和优化程度评价方法进行矿区土地复垦规划的过程，体现该方法的推演性和逻辑性。     

透射式探地雷达探测土壤含水率

探地雷达可以进行土壤含水率的快速探测,但普通反射式雷达容易受反射层位难确定的影响造成探测误差。该研究使用透射式探地雷达对不饱和含水壤土及砂土所构建的物理模型进行透射式探测,通过起跳时间对比标定的方法,精确计算了介质中雷达波波速和土壤的相对介电常数。最后通过统计分析,发现以Topp模型公式形式为基础的三次多项式具有最高拟合优度,并修正了Topp公式中的参数后,分别建立起非饱和壤土和砂土体积含水率与介电常数的经验公式及其适用范围。最后,通过试验对比验证了该方法对砂土含水率的测量相对误差为13.20%,较时域反射TDR(time domain reflectometry)方法低14.34%,壤土为9.48%,较TDR方法低15.79%,测量精度明显高于TDR方法。因此该方法可替代TDR方法用于特定条件下土壤含水率的准确检测。     

基于多进制小波变换及多维纹理特征的遥感影像融合方法

探讨了基于多进制小波变换与多维纹理特征融合相结合的遥感影像融合方法。在融合过程中，首先对高分辨率全色影像和多光谱影像进行多进制小波分解，再联合提取局部方差、局部梯度、局部能量和局部信息熵4维纹理特征，将高分辨率影像的高频分量分别与多光谱影像的高频分量以多维纹理特征进行多判据联合方法融合，形成新的高频分量，然后与多光谱影像的低频分量进行多进制小波逆变换，最后经 RGB合成为彩色影像。试验选取淮南矿区SPOT 10 m与TM 30 m空间分辨率影像，从目视判读（定性评价）、地物光谱曲线分析、定量评价指标三方面对融合方法进行了评价。结果表明，该方法既保留了原影像的光谱信息，同时也改善了影像的清晰度和分辨率，利用融合后的影像进行矿区土地利用变化监测，效果明显提高。