利用交叉信息熵模拟东北地区水稻种植面积空间分布

作物时空分布变化是农业研究的重要内容。近30a来,东北地区水稻种植面积显著增加,为探讨东北地区水稻时空变化特征,进一步丰富和完善作物空间分布信息获取方法,研究作物空间分布对包括气候变化在内的多种影响因素的响应关系,该研究综合80年代以来的作物面积与产量统计数据、耕地数据、农业灌溉数据以及作物生长适宜性分布等多源数据,利用基于交叉信息熵原理的作物空间分配模型(spatial production allocation model,SPAM)构建了针对中国作物分布特点的SPAM-China模型,模拟了中国东北地区1980-2008年像元尺度上水稻空间分布信息。结果表明,模拟结果能较好地反映出东北地区水稻主要种植区域,近30a东北地区水稻种植时空变化特征显著,水稻种植区域向北向东扩展,种植重心北移了约1.76个纬度,中北部地区水稻种植面积增加且趋势明显,南部地区变化趋势不显著。     

高光谱遥感土壤质量信息监测研究进展

高光谱遥感具有波段多且光谱连续等特点,在土壤质量信息的监测方面,利用高光谱遥感数据,能够实现对土壤特性的定量分析.总结了利用高光谱遥感技术获取土壤质量信息的方式和特点,以及影响土壤光谱反射特性的主要因素,回顾了国内外基于遥感的土壤质量信息提取的定量研究,并对研究中的问题进行了分析和展望.     

光谱变换和光谱分辨率对土壤有机质含量估测精度的影响

利用高光谱遥感数据结合统计建模是当前土壤有机质（SOM）含量高光谱估测的主要方法。为了探讨SOM含量高光谱估测适宜的光谱变换方法和光谱分辨率,以黑龙江省建三江黑土区土壤样本为研究对象,采用SR-6500便携式光谱仪在实验室测量土样的光谱反射率。对土壤光谱数据重采样为1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 nm共12种光谱分辨率,经过Savitzky-Golay光谱曲线平滑处理后,将光谱反射率R进行反射率倒数1/R、对数log R、倒数对数log(1/R)、对数倒数1/log R、一阶导数R′、倒数一阶导数（1/R）′、对数一阶导数（log R）′、倒数对数一阶导数[log(1/R)]′和对数倒数一阶导数（1/log R）′共10种光谱变换;利用多元线性逐步回归（MLSR）和偏最小二乘回归（PLSR）的方法建立SOM含量估测模型。结果表明：（1）1/R和（1/R）′光谱变换对于提高SOM含量估测精度的效果较好,其中1/R光谱变换的SOM含量估测精度R2val均高于0.87,(1/R)′光谱变换的SOM含量估测精度R2val均高于0.90;(2)5、10 nm...     

土地利用与土地覆被变化驱动力研究综述

土地利用与土地覆被变化（LUCC）是全球变化的主要原因之一,目前LUCC研究已成为全球变化研究的前沿和热点问题。文章从LUCC研究计划的根本目标出发,指出LUCC所研究的诸多科学问题之间的紧密联系,着重综述了土地利用与土地覆被变化的动力机制及其驱动力模型研究所取得的进展,并分析了每个模型的优缺点及其使用范围。认为今后LUCC驱动机制研究应该从数据的准确性、方法的先进性和理论的新颖性三方面相互联系入手,完善LUCC模型功能及其构建综合的LUCC理论体系,使其研究成果能真正引导土地利用规划。     

北京市土地利用空间结构特征分析

分析北京市土地利用空间结构特征,对于北京市未来土地的合理利用具有重要意义。该文从景观、经济和生态3方面着手,应用区域土地利用类型多样化程度指数、土地利用程度综合指数、经济密度指数及生态价值等指标,借助1 km×1 km网格进行空间表达,阐述了2006年北京市土地利用空间结构特征。研究结果表明：2006年北京市土地利用类型比较齐全,北京市土地利用/覆盖多样化指数和土地利用程度指数呈由西北山区向东南平原逐渐增大的过渡趋势;2006年北京市平均土地经济密度为47.97×106元/km2;北京市西北林区经济密度最低,而城镇区域最高,且集中连片;2006年北京市总体生态价值约为13 488.13×106元,每平方千米约为0.82×106元,略高于全国平均水平。建议提高土地利用效率,使北京土地利用走上可持续发展的道路。     

基于分区和多元回归分析的统计单产空间化模拟——以吉林省玉米为例

以吉林省玉米统计单产为例,采用分区和多元回归模拟相结合的方法,开展玉米统计单产的空间化模拟研究,以便了解粮食单产与各种环境因子之间的关系,并为农业资源的综合分析、科学管理和决策提供参考,为作物遥感监测提供有效参数。     

基于GIS的区域性粮食生产安全预警研究——以东北地区为例

结合国内外粮食安全判定的相关指标和东北地区粮食生产的特点,选用人均粮食占有量和粮食产量波动系数作为区域粮食生产安全预警的指标;从全国粮食安全层面考虑,确定了区域各预警指标的警限.为了综合反映东北三省的粮食生产安全状况,建立了综合各预警指标的粮食生产安全指数,并在各指标警限基础上得到粮食生产安全预警指数的警限.然后借助GIS建立空间处理模型,实现粮食生产安全预警.研究结果表明,吉林和辽宁两省2000年粮食生产安全程度低于2003年,而黑龙江省则相反,其在2000年的粮食生产安全程度则高于2003年.东北地区的粮食贸易数据验证了该结论.     

基于土地利用功能的土地利用分区研究——以吉林省为例

针对土地可持续利用发展的需要,建立了基于土地利用功能内涵的土地利用分区方案,以综合区分区域的功能特点。在回顾以往土地利用区划的特点及问题的基础上,首先界定土地利用功能概念,即在区域土地资源背景调查基础上,进行土地利用的经济、社会和生态环境三大功能评价,分析其现状、趋势及分异规律,进而根据区域发展的要求,将区域划分为若干个功能分区;然后提出基于土地利用功能分区方案,即采用“3S”技术和列联表互斥矩阵分类方法,依据土地利用功能内涵及分区原则,在土地资源利用基础上,从土地利用经济、社会与土地生态环境3个方面进行区域的划分。最后,以吉林省为例,建立区域可持续发展的土地利用功能分区。结果表明,该方案实践性较强,有利于根据区域三大功能的特点有针对性地提出区域发展的对策建议,供我国土地可持续利用区划理论研究进行参考。同时,鉴于区域土地利用的社会功能与经济功能有一定的相关性,在实践中是否将二者分开还有待于进一步探讨。     

土壤有机质遥感制图研究进展与展望

【目的】土壤有机质是衡量土壤肥力高低的重要指标,土壤有机质制图对了解土壤肥力空间分布格局,开展培肥地力、耕地质量评价、土壤碳循环研究、土壤污染治理等具有重要意义。基于遥感技术的土壤有机质制图是土壤学科新兴的研究方向和热点问题。文章全面总结土壤有机质遥感制图方法的发展和应用,展望未来土壤有机质遥感制图研究趋势,为土壤有机质制图工作提供参考。【方法】该文采用文献综述的方法,回顾和总结了近年来国内外土壤有机质遥感制图研究进展,对比分析了多光谱遥感法、结合遥感数据的土壤有机质预测性制图法、高光谱遥感影像直接法等3类土壤有机质遥感制图方法的优势和局限性;重点分析了影响成像高光谱土壤有机质制图精度的因素,阐述了土壤有机质光谱敏感波段、建模方法选择的研究进展、存在的问题及发展趋势。【结果 /结论】(1)多光谱遥感数据为土壤有机质制图提供了丰富的植被覆盖、土地利用、气候等土壤成土环境因素信息,广泛应用于大尺度范围或复杂地形区域的土壤有机质制图,但表达土壤有机质空间分布细微差异不够精细化;(2)高光谱遥感数据参与土壤有机质制图,提高了土壤有机质制图精细度,但需要加强土壤有机质光谱敏感波段优选以及适宜的土壤有机质高光谱建模方法研究;(3)中红外高光谱遥感具有土壤有机质预测和制图的潜力,该领域的发展值得期待。     

不同颗粒大小对高光谱估算土壤有机质含量的影响

研究旨在对不同颗粒大小的土样进行土壤有机质含量高光谱估算建模,以期得到土样制备时合适的土样颗粒大小,减少不必要的工作量。笔者对过10、20、60、100目筛的土样进行高光谱数据测量,并对光谱数据进行反射率(R)、反射率一阶导数(R’)和反射率倒数对数[Log(1/R)]3种光谱数据变换,然后运用偏最小二乘回归法(PLSR)、支持向量机法(SVM)和PLSR-SVM相结合的方法建立土壤有机质含量估算模型。研究结果表明：土壤颗粒大小对土壤光谱反射率有明显影响,颗粒越小,土壤光谱反射率越高;运用PLSR-SVM建立的SOM估算模型比只利用PLSR或SVM建立的模型精度高;当土壤颗粒大小＜0.25 mm时,对于SOM光谱估算模型精度的提高没有太大的帮助。该试验为进行土壤有机质含量高光谱估算制备土样提供指导。