基于遥感与可拓层次分析的水盐时空分异特征研究

为深入了解干旱绿洲规模化节水治盐后区域尺度水盐时空分异特征,有效控制盐渍化,以焉耆盆地为研究区,选取2000、2005、2015、2020年长时序LandSat遥感影像和地表含盐量、土壤含盐量、地表灌水量、地下水埋深及矿化度等指标,借助ENVI和ArcGIS软件,获取各指标的时空分布栅格图件,将各栅格图件进行标准化处理,按照可拓层次分析法权重进行空间嵌套并叠加,定量化揭示区域尺度水盐时空分异进程。结果表明：研究区盐渍化经历了2000—2005年扩张、2005—2015年显著减少、2015—2020年趋于稳定3个阶段,从发展趋势看,研究区盐渍化处于减轻并趋于稳定态势;盐渍化严重的区域主要是博斯腾湖滨;由可拓层次分析法得出各指标因子权重由大到小依次为：地下水埋深(0.325)、地下水矿化度(0.282)、土壤含盐量(0.198)、地表含盐量(0.184)、地表灌水量(0.031),可见,地下水埋深和矿化度是影响区域水盐时空分异的主要驱动因素。研究为焉耆盆地控制盐渍化提供理论依据,同时为定量化揭示区域尺度水盐时空分异进程提供一种新的方法。     

焉耆盆地土壤养分系统敏感性空间分异特征研究

在全球变化背景下,揭示土壤养分系统对气候和人类耕地利用活动变化的响应对于农业可持续发展至关重要。基于焉耆盆地的气候、耕地利用强度(LUI)和土壤养分数据,采用敏感性、贡献率和GIS方法分析了土壤养分系统对气候和人类耕地利用活动变化的敏感性及其空间分异特征。结果表明：焉耆盆地气候暖湿化趋势明显(气温倾向率为3℃/(10a),降水量倾向率为39 mm/(10a)),LUI微幅上升;土壤养分系统对气候和LUI变化的敏感性存在显著的空间差异和响应差异。土壤养分系统对气温变化敏感性的空间异质性更高,对LUI变化敏感性更具有响应深度;气候和LUI对土壤养分系统变化的贡献率空间分异明显,并且LUI的贡献率大于气候;土壤养分系统的敏感性及其空间布局是自然环境和人类耕地利用活动相互调节和空间分异的综合结果。研究结果可为提高区域土壤养分系统应对气候变化的能力和耕地精准高效管理提供科学依据。     

基于最小响应单元的地下水埋深时空分异特征研究

采用协同克里金插值方法,以2005、2009、2013、2017年4 a翁牛特旗地下水埋深为主变量,以NDVI(归一化植被指数)、降水量和河网密度为协变量,计算研究区内的地下水埋深,运用改进水文响应单元模式,在空间上将协同克里金插值后的地下水埋深栅格数据转换为矢量数据,将传统的简单插值分析方法运用协同克里金和最小响应单元进行改进,使之更贴合实际地下水汇流情况,获取最小响应单元551个,并据此进行空间整体与局部自相关分析。结果表明,在研究区空间上,地下水埋深东西分异规律明显,地下水位呈现西高、东低的态势,受降水和河流影响逐渐变大;在时间序列上,地下水埋深平均变化不大,但逐渐呈现聚集的趋势。     

山东省农业机械化效率的时空分异特征

农业机械化水平不仅体现在农业机械装备的数量与主要农作物耕种收综合机械化率,更表现在农业机械的配置效率。为此,使用EBM超效率模型,测算了2011-2013年山东省17个地市农业机械化效率的变动状况。结果发现:山东省农业机械化综合技术效率总体上较低,且增长缓慢;山东省农业机械化综合技术效率呈现出"中间高、四周低"的空间格局,各地市农业机械化效率的空间差异明显,且未有收敛趋势;山东省农业机械化的纯技术效率总体上维持在较高的水平,且逐年上升,但纯技术效率空间差异大;山东省农业机械化的规模效率总体上不高,且增长幅度很小,有较大的上升空间。要想达到强有效前沿面,各地市需同比例缩减或单独缩减一定程度的拖拉机动力、拖拉机配套农具和联合收割机动力。     

耕地利用转型碳排放时空分异特征与形成机理研究

为揭示耕地利用转型的碳排放时空分异特征,以松花江流域哈尔滨段为例,基于网格单元法和碳排放系数,测度1990—2020年耕地利用转型的碳排放强度,并借助重心分析、探索性空间数据分析、冷热点分析工具和地理探测器等研究方法揭示耕地利用转型的碳排放空间异质性与形成机理。结果表明：1990—2020年耕地面积呈下降趋势,耕地与建设用地、林地之间的转型最为剧烈,耕地主要转型为建设用地。1990—2020年耕地利用转型碳排放量呈上升趋势,由1990—2000年的3 704.12 t增加到2010—2020年的35 656.29 t,增加了近8.63倍,耕地利用转型碳排放最终呈现为碳源形式。1990—2020年耕地利用转型碳排放重心基本保持稳定,向东移动了15.17 km,其中1990—2010年重心移动距离最大,呈现东北地区碳排放恶化,而西南地区碳排放明显改善的特点。1990—2020年耕地利用转型碳排放非随机分布,具有较强的空间集聚性,热点区主要围绕南岗区向周围边界扩散,冷点区零星点状分布在东南部地区。与城镇中心距离是耕地利用转型碳排放的主控因子,各因子之间交互作用以双因子增强为主,其中土地利用程...     

河北省农业水资源利用效率时空分异特征及影响因素研究

研究农业水资源利用效率时空分异特征及影响因素,可为促进区域农业生产节水及提高用水利用效率提供科学依据.基于2010-2017年面板数据,运用DEA-BCC、Malmquist指数和Tobit模型对河北省11地级市农业水资源利用效率的静态和动态时空分异特征及整体影响因素进行探讨.结果表明:2010-2017年河北省农业水...     

基于生长时空信息的作物遥感分类方法研究

随着卫星遥感技术的快速发展,卫星遥感技术在农业信息技术中的应用越来越广泛。然而,传统利用遥感数据对作物分类的精度较差,一直制约着作物分类技术在农业领域的落地应用。为此,课题组基于能够反映作物生长参量的时间序列、物候节点的空间特征、空间特征的时间序列,构建了用于作物分类的特征属性集合。结果表明,融入作物生长参量时间序列、物候节点的空间特征与空间特征的时间序列的特征属性集合可以显著提高作物分类的精度。     

基于可拓的大坝引张线系统故障诊

以大坝引张线系统为对象，基于可拓故障诊断方法对其进行故障诊断，提出了利用蕴含系分析引张线系统故障，并通过引入关联函数，确定故障发生的部位，为大坝安全监测系统故障诊断探索出一种定性与定量结合的思路。     

河南省冬小麦种植面积遥感监测及其时空特征研究

【目的】准确实现河南省冬小麦种植面积的遥感提取,并探索河南省冬小麦种植面积的变化过程。【方法】将遥感监测与统计数据结合,以多时相MODIS遥感影像作为数据源,分析制定了冬小麦信息的提取规则,利用统计数据辅助确定规则中的阈值选取,以减少阈值选取的主观性,提取出河南省2004—2013年冬小麦种植面积,并分析了河南省2004—2013年冬小麦种植面积的时空变化。【结果】遥感监测结果与各地市统计值具有较高的相关性(R2=0.938 5),在平原地区具有较高的精度,监测精度为89.5%,而在受到地形等因素影响的地区,冬小麦种植面积的分布相对破碎,监测精度具有较大误差,个别地区甚至不足50%。从空间上看,河南省冬小麦种植面积的空间分布总体较为集中,主要分布在河南中东部的黄河平原和淮河平原地区和豫西南的南阳盆地地区。从时间上看,河南省冬小麦种植区域总体变化较小,种植年份较为稳定的区域主要分布于豫东平原地区,累积种植年数显著增加地区主要分布于南阳盆地地区,累积种植年数显著减少地区的分布较为分散,无明显的分布趋势。【结论】基于遥感和统计数据相结合的方法可准确监测平原区冬小麦种植面积,河南省冬小麦种植面积的时空变化均较为稳定,为保障我国粮食安全发挥着重要作用。     

焉耆盆地浅层地下水埋深与TDS时空变异及水化学的演化特征

采用地统计学经典理论分析了焉耆盆地不同时期地下水TDS和埋深在时间和空间的变异特征,对盆地平原区浅层地下水TDS不同时期(1999、2003和2005年)的实测数据进行了半方差函数分析,地下水埋深服从正态分布,地下水TDS服从对数正态分布。地下水TDS和埋深在时间和空间上都存在明显的间变异性,地下水TDS在开都河中下游地区及其二岸灌区有增加的趋势;地下水随时间推移向盐渍化加重方向发展;地下水各项离子浓度都在积聚。利用地学统计VARIWIN2.2和MAPGIS6.5软件绘制了地下水TDS和埋深时空分布格局图,为该地区地下水资源的管理以及防止土壤盐渍化提供理论依据。     

基于云理论与层次分析法的农村饮用水安全诊断

以广东省东江流域农村饮用水安全现状为研究对象,构建农村饮用水安全诊断指标体系,建立基于云理论的农村饮用水安全单指标评分模型,运用层次分析法对指标因子赋权,对农村饮用水安全作出系统全面的综合诊断。诊断结果表明,东江流域农村大部分县级行政区存在饮用水不安全问题,综合各县级行政区诊断结果,整个东江流域农村饮用水基本安全。     

基于模糊层次分析法的联合收割机性能评价

为了对联合收割机的各项性能指标及总体性能进行评价,用于指导联合收割机的改进设计,建立了基于模糊层次分析法的联合收割机评价体系。首先,由专家利用经三角模糊数优化的模糊层次分析法和0.1~0.9标度法确定联合收割机各级指标的权重系数;然后,以某型号联合收割机为例,由评审团运用单因素模糊综合评判法对其二级指标进行评判;最后,得到一级指标和总体性能的评价等级。结果表明,该型号联合收割机综合性能良好。经分析,改进设计时应着重考虑改善损失率、舒适性、节能性等指标。     

基于Shannon-cosine小波的农田遥感图像纹理延拓

农田遥感图像一般都是大图像,对这种大图像进行后续的分析,分块处理是较常见的方法,而在进行分块处理的时候易产生边界效应。消除边界效应最常用的方法是进行图像延拓,常见的延拓方法有对称延拓、零延拓和周期延拓,但在边界处会引入大量高频信息。农田遥感图像中的纹理承载了重要的信息,因此,结合农田遥感图像纹理呈现出的直线特性,本文提出了一种基于纹理方向的图像延拓法。利用多尺度插值小波解偏微分方程的方法根据图像的灰度变化自适应选取配置点,即在图像平坦区域稀疏取点,在纹理细节处密集取点。然后根据配点利用包围盒识别农田遥感图像的纹理方向,进一步沿纹理方向进行延拓。试验结果表明,本文提出的图像延拓方法有效地克服了常规延拓方法的缺点,提高了计算效率,消除了边界效应。     

模糊层次综合分析法在农业水价综合改革实施效果评价中的应用

随着农业水价综合改革力度的不断加强和试点范围的不断扩张,系统合理地评价农业水价改革项目的实施效果,可为继续推进和深化农业水价改革提供参考依据和指导。以山东省某市农业水价综合改革试点项目为背景,基于野外调研和观测数据,利用模糊层次综合分析法对农业水价综合改革实施效果进行综合评价。从节水、经济、社会和生态四个层面,建立了由15项二级指标组成的农业水价改革项目效果评价体系;构造了模糊层次分析模型,模型采用三标度法建立优先判断矩阵,运用和行归一法确定评价指标的权重向量;并利用模糊逻辑理论模型对评价指标和结果进行定量化分级。评价结果表明:该市农业水价综合改革实施效果评价等级为较好,其中节水效果和经济效果评价等级为较好,社会和生态环境效果评价等级为一般。结果发现模型是合理可行的,能够全面系统的反映改革试点市的问题和不足,针对评价等级较低的指标和改革工作中存在的实际问题,还应加大资金投入、配套计量设施以及提高农民节水意识等方面的研究和投入。     

模糊综合评价法和层次分析法在白城市水质评价中的应用

模糊综合评价法基于模糊数学理论,引入隶属度这一概念,使水质评价结果更为客观。在传统的模糊综合评价法中,权重计算通常使用利用实测值除以所有等级水质标准值的平均值得到,为了提升评价结果的准确性,引入层次分析法对权重进行计算,并对两个评价结果进行比较。根据白城市2010年地下水水质资料,对白城市下辖5区县的TDS,总硬度,氨氮等7个指标进行评价,评价结果表明,白城市总体水质较好,而潜水含水层的水质比承压水好。     

基于无人机遥感的盛花期薇甘菊监测技术

薇甘菊是世界十大有害杂草之一,其泛滥会对生态系统造成重大影响。建立一个高空间分辨率全域尺度的薇甘菊预警评估方法,是防治薇甘菊的关键手段之一。目前对薇甘菊的监测主要有人工踏查、卫星遥感监测,但前者效率低下而后者识别精度不够。以无人机为载体,通过采集待监测区域的薇甘菊彩色图像,应用Otsu-K-means、RGB、HSV色彩空间阈值分割算法以及K-means-RGB、K-means-HSV、K-means-RGB-HSV融合算法和MobileNetV3深度学习算法进行识别,采用召回率、精确率和均衡平均数F1值共3个评价指标对识别结果进行评价。实验结果表明K-means-RGB-HSV算法对盛花期薇甘菊的整体识别效果最佳。在此基础上,基于识别结果应用模糊层次分析法以及盖度公式,初步建立了薇甘菊的预警评估方法,划分了5个薇甘菊入侵危害等级,可根据所需监测精度的不同,设置不同尺寸的网格和辐射半径,绘制出薇甘菊入侵的精准分布热力图,能够清晰准确地体现不同区域的入侵薇甘菊的危害程度。在厘米级分辨率精度下,实现了基于无人机遥感的盛花期薇甘菊精准监测,为薇甘菊入侵的监测、预警和精准防治提供了有力支撑。     

基于层次分析法的植保机械适用性综合评价方法

为综合评价植保机械的适用性,从技术指标、经济指标、作业条件指标3方面建立植保机械评价指标体系,利用层次分析法,对专家调查表进行汇总计算,采用专家判断矩阵加权几何平均法,确定各评价指标的权重。同时采用试验测评法、跟踪测评法和用户调查测评法交叉组合的方式获取3级指标分值,再通过分析计算,得到各级指标分值,从而构建植保机械适用性综合评价指标体系。最后对自走式喷杆喷雾机进行判定评分,从而得出单项指标评价和综合指标评价结果。建立植保机械适用性综合评价指标体系,为植保机械的推广应用提供了科学依据,同时对植保机械技术性能、作业质量等的优化提升具有指导意义。     

基于改进层次分析法的大断面斜井群施工风险综合评价

斜井群开挖属立面交叉施工,安全隐患问题突出,合理确定风险并采取有效措施对保证其安全快速施工具有重要意义.结合斜井群施工的特点和大量专家调查,构建了3层次18因子的大断面斜井群施工风险评价指标体系,并提出了以定性排序定量转换法获取权重的改进层次分析法.向家坝大断面斜井群施工风险综合评价表明,指标体系合理,且该方法能大大降低专家打分的难度,能有效解决指标繁杂而导致一致性检验通过率低的难题.     

基于无人机多光谱遥感的土壤含盐量反演模型研究

为探究无人机多光谱遥感技术快速监测植被覆盖下的土壤含盐量问题,以内蒙古河套灌区沙壕渠灌域内4块不同盐分梯度的耕地为研究区域,利用无人机搭载多光谱传感器获取2018年8月遥感影像数据,并对0~40cm〖JP〗的土壤进行盐分测定。分别引入敏感波段组、光谱指数组、全变量组作为模型输入变量,采用支持向量机（Support vector machine,SVM）、BP神经网络（Back propagation neural network,BPNN）、随机森林（Random forest,RF）、多元线性回归（Multiple linear regression, MLR）4种回归方法,建立基于3组输入变量下的土壤盐分反演模型,并进行精度评价,比较不同输入变量、不同回归方法对模型精度的影响,评价并优选出最佳盐分反演模型。结果表明,通过分析3个变量组的R2和RMSE,光谱指数组在4种回归方法中均取得了最佳的反演效果,敏感波段组和全变量组在不同的回归方法中反演效果不同。4种回归方法中,3种机器学习算法反演精度明显高于MLR模型,且MLR模型中的敏感波段组和全变量组均出现了“过拟合”现象,RF算法在3种机器学习算法中表现最优,SVM算法和BPNN算法在基于不同变量组的模型中表现也不相同。基于光谱指数组的RF的盐分反演模型在12个模型中取得了最佳的反演效果,R2c和R2v分别达到了0.72和0.67,RMSEv仅为0.112%。