SOTER数据库支持下以地形为基础的土壤多样性分析——以山东省为例

在山东省1∶100万SOTER数据库的支持下,运用土壤多样性理论及其测度方法对山东省不同地形单元上发育的土壤类型的多样性及其分布模式进行了初步的分析和定量化的研究。结果表明:土壤多样性指数从大到小依次为平原、中坡度、中坡度丘陵、山麓平原、中坡度峭壁带、低洼地和高坡度山地;土壤丰富度指数从高到低依次为平原、中坡度丘陵、中坡度、低洼地和山麓平原、中坡度峭壁带和高坡度山地;土壤均匀度指数从大到小依次为:中坡度、平原、山麓平原、中坡度丘陵、中坡度峭壁带、低洼地和高坡度山地。不同类型地形单元上发育的土壤的面积均不同程度地符合对数正态分布。     

海南岛成土母质的地形多样性分析

多样性指数、多度分布模型等统计手段长时间以来在生态学领域被用于分析不同生态体的发生规律。本研究中将类似手段用于地形多样性 (作为地多样性的研究案例 )分析中 ,讨论基于海南岛土壤—地形体数字化数据库 (SOTER) ,通过对不同成土母质上地形类别的丰富度指数 (S)、多样性指数 (Shannon指数H′)和均匀度指数 (PielouE)的计算 ,不同成土母质上地形类别多度分布模型的建立与应用 ,进而在地理信息系统环境中实现海南岛不同成土母质的地形多样性分析的数字化表达     

基于GIS的黄土高塬沟壑区砚瓦川流域地形特征提取与分析

以GIS技术为依托,研究了典型高塬沟壑区砚瓦川流域的地形分布特征.以1:5万地形图作为信息源,矢量化等高线,并用Hutchinson方法建立DEM(ANUDEM).从DEM中提取了坡度、剖面曲率和坡长三个地形因子,并对其特征进行了分析,同时与丘陵沟壑区相应地形因子特征进行了对比.结果显示:流域50%的面积坡度在9°以下、剖面曲率小于7,这反映出高塬沟壑区地面比较平坦的地形特点.坡长分布主要集中在10～150 m,其中10 m坡长分布最广.这些地形特征信息为砚瓦川流域及同类地区的生态建设与农业生产提供了有力的技术和基础数据支撑.     

一个基于Windows CE的数据库管理系统的设计和实现

ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ是微软推出的面向非ＰＣ领域的操作系统，具有良好的应用前景，本文介绍了一个基于ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ的数据库管理系统垢设计和实现。     

基于GIS的不同精度DEM提取地形指标误差分析——以盐池县南部山区为例

以1∶5万和1∶10万地形图制作的DEM为研究对象,分别提取地面坡度及坡向、地表粗糙度、沟壑密度、坡长5种地形指标,并进行对比分析。实验样区为盐池县南部山区,基本技术平台为ARC/INFO地理信息系统软件。研究结果表明,两种精度DEM在提取地面坡度与地表粗糙度不同程度存在着误差,提取沟壑密度与坡长存在误差较小。提出了运用地理信息系统软件结合DEM提取沟壑密度与坡长的方法。研究成果对于DEM精度估算与误差纠正有一定的指导意义。     

基于DEM的马莲河流域数字地形分析

研究基于DEM的数字地形分析可以为各个领域提供地形分析的基础理论及实现手段。DEM水平分辨率作为重要的尺度参数,是确定地形参数和应用尺度的重要指标。选取陇东黄土高原地区的马莲河流域作为研究对象,应用美国ESRI公司开发的ArcGIS地理信息系统软件,基于数字高程模型进行流域地形特征的提取与分析。研究提取流域的基本地形特征如坡度和坡向,提取流域水系,划分了小流域。通过分析比较,得出DEM水平分辨率对提取的地形特征及水文特征的影响,为马莲河流域的数字地形分析提供了理论依据。     

基于GIS的主要农业气候资源分析--以山东省泰安市泰山区和岱岳区为例

概述了运用地理信息系统(GIS)对具有空间特性的农业气候资源分析的方法和步骤，并应用GIS对空间数据的管理分析功能对泰安市的泰山区和岱岳区年日照时数、平均温度和降水等主要农业气候资源进行了计算，对计算结果作了简要分析。     

基于GIS和多目标评价方法的果树适宜性评价

漳州地区是福建省乃至全国有名的水果之乡,地貌复杂,自然资源与生态环境差异显著。为了科学合理地利用自然资源,对该地区进行果树适宜性综合评价,分析其种植现状与利用潜力,提供科学决策依据。首先建立研究区域内土壤、气候与地形等数据库,并利用地形对气候分布状况进行校正,同时通过LandsatTM遥感影像的分析解译得到研究区域内的土地利用现状分布图和主要果树种植分布图,在此基础上采用GIS和多目标评价(MCE)方法对漳州地区三种主要果树(香蕉、荔枝和龙眼)进行适宜性评价,最后综合分析这些果树适宜分布现状与利用潜力。研究结果表明,漳州地区大部分区域都非常适宜种植这三种水果,发展水果生产潜力较大。     

基于GIS技术的耕地土壤环境质量综合评价研究——以山西省永济市为例

以山西省永济市耕地为研究区域,通过收集整理土壤环境质量样点数据,运用GIS技术建立了土壤环境质量数据库,依据国家土壤环境质量评价标准进行分析评价,获得了永济市耕地土壤环境质量评价结果.土壤面源污染水、土综合评价结果表明:18个样点中有3个为无污染,11个为轻度污染,4个为中度污染.点源污染土壤综合评价结果表明:该区主要污染物为F、Cl、Pb、Cd、As及DDT.蔬菜地样点综合评价表明:大部分蔬菜生产符合绿色食品种植要求(NY/T391-2000)和无公害食品蔬菜地种植要求(NY5010-2001);在不符合要求的样点中,超标物主要是Cd、Pb、Hg、As及DDT.该研究为进一步加强土壤环境质量管理与修复决策奠定了基础.     

基于主观偏好和景观空间指标的农业景观特征偏好模型: 以北京市11个农业景观特征区域为例

本研究以北京市11个农业景观特征区域的真实照片为评价资料,通过对46位环境相关专业大学生进行的平衡非完全区组排序评判测试得到他们对不同景观照片的偏好数值。以250m为边长的正三角形在2006年110000土地利用图上截取出照片所对应的数据,根据这些数据计算了反映该照片景观特征的空间格局指数。利用多元逐步回归,以相对应的空间格局指数以及主观判断得到的绿色覆盖度和管理水平等共11个指标,分别针对不同景观特征区域构建景观偏好模型。研究表明,除各指标在权重上的差异外,有些指标在不同特征区域内,甚至在对景观偏好影响的方向上都有所差异:绿色覆盖度、管理水平、斑块黏合度、斑块聚合程度、分维度指数均体现出对景观可视偏好的正向影响,开阔地比例在可视范围体现了对景观偏好的逆向影响,而斑块数量、蔓延度、最大斑块指数、干扰比例和林地比例在不同景观特征分区内则表现不同的影响趋向。     

A world soils and terrain digital database (SOTER) — An improved assessment of land resources

The soil is a natural resource, non renewable in the short term or very difficult to renew and expensive either to reclaim or to improve following erosion, physical degradation or chemical pollution. The increasing pressure on land and water resources, leading to degradation and pollution of those resources, and a reduced productive capacity calls for a system which can store detailed information on natural resources of all kinds in such a way that these data can be accessed, combined and analyzed from the point of view of potential use, in relation to food requirements, environmental impact and conservation. Such a system is a prerequisite for policy formulation, development planning at all levels, efficient use of both internal and external resources, and for implementation of development programmes.

In a typical case such a system would consist of:

1. (1) A computerised database containing all available information on topography, soils, climate, vegetation and land use. It should be complemented with compatible databases of socio-economic factors.

2. (2) Geographical Information System or GIS, which links each item of information to its precise geographical location, but which can display each type of information as a separate layer, or overlay.

3. (3) A set of crop yield models which can calculate the level of production which could be obtained from each and any combination of soil and climate in the region or country, at a number of different input levels or management systems.

4. (4) Various environmental impact models, which, for example, allow the calculation of rates of erosion for a given land unit, use, and production system.

Development of computerized natural resource inventory and land evaluation systems especially for use in developing countries has been carried out by FAO since the early nineteen-seventies, notably under the Agro-Ecological Zones programme. In 1987, the International Soil Reference and Information Centre (ISRIC), based in Wageningen, the Netherlands, undertook at the request of UNEP and in close cooperation with the ISSS, FAO and the Land Resources Research Centre in Canada, to develop a Methodology for a World Soils and Terrain Digital Database (SOTER).

This land resource information system was tested in three pilot areas involving five countries (Argentina, Brazil, Uruguay, USA and Canada), using local data and training national staff in operation. Though further up-grading and improvement will continue, this system can now be established as an almost routine operation which mainly involves the provision of equipment, and training.

Most developing countries are quite acutely aware of the need, and many are already attempting to establish computerised natural resource databases of one kind or another. Furthermore, all donors and aid agencies, particularly those such as the World Bank, which seek comprehensive solutions, will TIF become aware that such systems are an essential tool for development, and are also very cheap in comparative terms.

A long term commitment from these agencies is needed so that SOTER can rapidly provide the key soil and terrain attributes, which are needed to assess the potential productivity of the land, the status, risk and rate of soil degradation, to develop action to conserve or rehabilitate the land, and to improve our understanding in global change.     

基于关联规则面向对象的海岸带海水养殖模式遥感识别

针对目前海水养殖模式遥感识别中的效率低,"同物异谱"、"异物同谱"和"椒盐"噪声等问题,该文研究了关联规则分类和面向对象相结合的养殖模式遥感识别方法,通过不同养殖模式的对象分割和关联规则的自动和智能获取,来构建海水养殖模式分类器。以高分一号PMS1卫星影像为数据源,把不同养殖模式对象的光谱、空间形态和纹理特征及其关联关系作为事务数据,使用Apriori算法挖掘类别作为后件的强规则,对粤东柘林湾养殖核心区内4种海水养殖模式(池塘养殖、网箱养殖、滩涂插养、浮筏吊养)水面信息进行提取。结果表明:基于关联规则面向对象的海水养殖模式分类精度能达到88.65%,比K-近邻法面向对象法精度提高了14.38个百分点,比关联规则挖掘分类法精度提高了12.16个百分点。关联规则分类和面向对象结合方法拓宽了传统逻辑推理分类方法中获取信息的途径,使分类更加自动化和智能化,且分类精度得到显著提高,可以成为海岸带海水养殖复杂模式识别的有效支持手段。     

融合光谱混合分解与面向对象的土地利用/覆被分类

错综复杂的土地利用模式和破碎的地物斑块制约了土地利用/覆被分类的精度和效率。一方面,混合像元模糊了地物的光谱信息,影响了分类精度。另一方面,如何高效利用地物的光谱、形状和纹理特征是当前土地利用/覆被分类的研究热点。为了提高基于遥感技术的土地利用/覆被分类精度,该研究基于Sentinel-2A遥感影像,开展融合光谱混合分解与面向对象的土地利用/覆被分类研究。首先,基于地物的光谱、形状和纹理特征,在3个分割尺度通过NDWI（Normalized Difference Water Index)、NDVI（Normalized Difference Vegetation Index）、SBL（Soil Background Level）等8个特征参数构建了不同地物信息的提取规则。其次,利用光谱混合分解模型提取研究区基质（SL;岩石和土壤）、植被（GV;光合作用叶片）和暗色物质（DA;阴影和水）3类通用端元。最后,尝试融合3端元光谱特征优化地物信息提取规则。研究结果表明：1）基于构建的光谱、形状和纹理的地物信息提取规则,使用模糊函数、阈值法进行土地利用/覆被分类,获得了较高的分类精度,总体精度为80.83%,Kappa系数为0.76。2）融合3端元的光谱特征的提取规则将分类精度提升至90.00%,Kappa系数提升至0.88。3）具有明确物理意义的3端元的融入增强了像元内各组分信息的差异性,弥补了传统光谱指数对植被与土壤间的亮度信息解析度不足的缺陷。该方法能充分利用影像的光谱信息,是一种由易到难、对不确定因素进行逐层剥离的土地利用/覆被信息提取技术。因此,对中高分辨率的多光谱遥感影像十分友好,在土地利用/覆被的精细化分类中有较大应用潜力。     

基于空间数据库和GIS的SPAC系统水分运动模型

农田SPAC系统水分空间变异通常较大,一维模型无法反应区域农田水分的运动和空间分布.该研究以空间数据库和组件式GIS为基础,结合适于北方平原农田水文过程的机理公式,开发出可以在ArcMAP(ESRITM)中加载的区域SPAC系统水分运动模拟工具,该工具结合GIS空间分析功能、空间数据库管理和水文过程数值模拟于一体,可以模拟计算SPAC系统水分的时空分布和运动,并提供二维或三维的输出结果.模型由多个数据处理和过程计算子模块组成,可模拟SPAC系统内土壤水分动态和蒸散量.验证表明,区域土壤水分模拟绝对误差在0.05(即体积含水量相差5%)以下的栅格点数达到总计算区域栅格数的95.61%;蒸散量验证显示,玉米生长季平均绝对误差为0.15 mm,平均相对误差为3.1%;小麦生长季平均绝对误差为0.13 mm,平均相对误差为5%.     

基于数据库的网络文档管理系统

本文通过使用COM技术、基于数据库和C/S体系结构,实现了一种安全的、主要针对Office文件进行管理的网络文档管理系统,文内介绍了系统的功能设计、文件内容保存的方式,以及如何在应用程序中控制Office文件。     

基于深度学习与融合地形特征的黄土陷穴面向对象提取方法

黄土陷穴作为黄土高原地区一种特殊的地貌类型及地质灾害,其研究对指导黄土地区水土保持与工程建设工作具有重要意义。现阶段对陷穴的研究多基于传统野外调查,该方式成本高、效率低。为此,该研究开展面向对象与卷积神经网络（Convolutional Neural Networks,CNN）相结合的黄土陷穴自动化提取方法研究,并讨论融合地形特征对CNN模型提取精度的影响。研究选取黄土陷穴发育的典型区域,基于WorldView3遥感数据与ALOS高程数据,通过莫兰指数与灰度共生矩阵熵值确定影像的分割尺度,以面向对象的方式提取黄土陷穴的光谱、形状、纹理以及地形特征,制作融合地形特征与未融合地形特征的两类训练样本,进而训练两种CNN模型对同一区域内黄土陷穴进行提取,根据精确率、召回率以及F1分数评价模型的提取精度、分析对比两种CNN模型的提取结果,并建立支持向量机（Support Vector Machine,SVM）模型与CNN模型进行比较。研究结果表明,融合地形特征进行训练的CNN模型精确率达94.62%,召回率达86.27%、F1分数达90.26%,综合提取性能最好,相较于未融合地形特征训练的CNN模型,黄土陷穴的错分量大大减少,精确率提升18.10个百分点,F1分数提升9.15个百分点;两种CNN模型F1分数均达80%以上,比SVM模型分别高出6.94个百分点,16.09个百分点,提取结果均优于SVM模型;综上,融合地形特征的CNN模型可快速、精确地提取黄土陷穴,从而为黄土地区陷穴防治工作提供支持。     

无人机遥感影像面向对象分类方法估算市域水稻面积

针对如何高效地从无人机遥感影像中提取农作物样方数据,用于农作物面积遥感估算,该文以浙江省平湖市为例,利用面向对象分类方法对无人机影像进行水稻自动化识别,作为样方数据与卫星遥感全覆盖空间分布分类结果结合,采用分层联合比估计进行2014年单季晚稻面积估算。然后,与人工目视解译识别方法获取的水稻样方数据推断的区域水稻面积估算的结果进行精度、效率对比分析。研究结果表明:1)利用面向对象分类方法对无人机影像进行分类,总体分类精度达到93%以上,满足构建样本的要求;2)通过区域作物估算对比分析发现,面向对象分类方法对无人机影像进行水稻识别,构建平湖市单季晚稻的样方数据,能够替代人工目视解译样方准确推断区域作物种植面积,有效地提高了无人机影像在遥感面积估算中的应用效率。     

基于面向对象分类的土地整理区农田灌排系统自动化识别

针对目前农田灌排系统识别研究中影像分辨率低、自动化程度不高的问题,该研究基于面向对象分类法,提出了一套从影像到农田灌排系统矢量输出的完整提取流程。研究利用KOMPSAT-2高分辨率遥感影像数据,以吉林省西部土地整理大安项目区作为试验区,使用自主研发的识别程序对土地整理区农田灌排系统进行了自动化识别提取,并与监督分类法、手动屏幕数字化作了对比分析。结果显示,基于面向对象分类的自动化提取方法在精度上与手动屏幕数字化相近,总体精度达到了89.64%,远高于监督分类法的识别精度;而且该方法所耗费的时间最少,操作过程不需人工干预,识别结果的稳定性也高于另外两种方法。研究表明,基于面向对象分类的自动化提取方法,是一种较理想的土地整理区农田灌排系统遥感监测手段,同时也为其他地物监测提供了一种有效的途径。     

农用地分等国家级数据库系统总体设计与关键技术

为了研究在国家层面上建立农用地分等数据库系统,以及相关的关键技术,在分析农用地分等技术路线的基础上采用自上而下的功能需求分析和自下而上数据、信息流程归纳相结合的方法。将国家级农用地分等数据库系统建设的需求自上而下分解为数据应用、数据管理和基础数据库建设三个层次;系统框架采用数据获取、数据库组织、公共应用平台开发和用户存取四层体系结构,并且讨论了系统实现过程中的分等信息关联与整合、元数据模型、省际等别调整模型和数据更新控制技术、基于模糊数学理论的应用决策模型等关键技术。     

作物管理知识模型系统设计与开发框架研究

在提炼小麦栽培管理知识模型框架的基础上，通过综合不同作物管理知识模型系统的共性及软件设计与开发的特点，初步确立了作物管理知识模型系统的通用设计与开发框架，包括系统总体结构框架、软构件的基本标准、开发平台框架及系统应用框架等。其中，开发平台框架包括系统开发平台的结构和功能、模型库管理系统的功能设置和模型库管理系统的框架及构件；系统应用框架包括系统应用框架结构、应用系统开发框架、应用系统功能框架及构件、应用系统功能构件的输入输出接口框架及应用系统自定义构件中的通用算法函数框架等。研究结果对于提高作物管理知识模