基于3S技术的绿洲荒漠过渡带生态环境的安全研究

本文根据生态系统内部诸因子的相关性以及绿洲与荒漠两大生态系统间的耦合机理,通过对过渡带生态环境进行时空分析与生态安全分析,计算得出了该绿洲生态环境安全程度的定量结果和生态环境演变的空间信息,在此基础上定量地分析及评价了研究区绿洲—荒漠过渡带的演变趋势,进一步提出了绿洲-荒漠过渡带生态环境安全预警系统的建立思路和利用遥感数据对其生态环境进行预警的简单方法。     

基于分数阶微分预处理高光谱数据的荒漠土壤有机碳含量估算

对光谱数据进行预处理是提升高光谱建模精度十分必要和有效的途径。为了研究分数阶微分预处理方法在高光谱数据估算荒漠土壤有机碳含量中的应用,该研究以艾比湖流域为研究靶区,利用2015年5月采集的103个表层土壤样本的实测有机碳数据和室内测定的高光谱数据,以0.2阶为步长对原始光谱反射率及对应的倒数变换、对数变换、对数倒数变换、均方根变换的0-2阶微分进行分数阶运算预处理并研究其与土壤有机碳含量相关性,基于通过0.01显著性检验的特征波段对土壤有机碳含量进行偏最小二乘回归建模并进行精度分析。结果表明：1）分数阶微分预处理可以细化土壤有机碳及其光谱反射率相关性的变化趋势;2）各阶微分预处理后的相关系数通过显著性检验波段的数量均呈现先增后减的趋势,但波段数量最多的对应阶数并不统一;3）对数变换的1.6阶微分所建立的模型为最优模型,该模型的RMSEC=2.433 g/kg,R2c=0.786,RMSEP=2.263 g/kg,R2p=0.825,RPD=2.392。说明了分数阶预处理过后的模型精度和稳健性较整数阶微分有了大幅提升,并且运用在高光谱反演土壤有机碳含量上是可行的。     

基于高光谱的ASTER影像土壤盐分模型校正及验证

快速准确地获取土壤盐分信息是监测和治理土壤盐渍化现象的重要前提。该文以新疆维吾尔自治区典型盐渍化区域--艾比湖流域为研究区,analytical spectral devices（ASD）光谱仪采集的土壤高光谱数据和advanced space borne thermal emission and reflection radiometer（ASTER）影像为数据源,结合实测土壤盐分含量信息,对遥感定量反演土壤盐渍化现象进行研究。再经过光谱反射率数学变换后,结合相关性分析,利用多元回归方法分别建立基于重采样后的高光谱和影像光谱的土壤含盐量估算模型,对遥感影像光谱盐分估算模型进行校正,以提高遥感定量监测盐渍化土壤的精度。结果表明：ASTER影像光谱反射率二阶导数变换和ASD重采样光谱的对数的二阶导数变换所建立的盐分估算模型最佳,决定系数R2分别为0.59和0.82。经ASD重采样光谱模型校正后的ASTER影像光谱的盐分估算模型精度R2为0.91,有效地提高大尺度条件下土壤盐渍化反演精度。研究为大尺度土壤盐分定量遥感监测提供了一种有效方法。     

不同萌发温度下储藏方式和添加GA3对3种荒漠十字花科植物种子萌发的影响

为揭示土壤种子库种子萌发对外界环境变化的响应策略,设计储藏方式和温度对古尔班通古特沙漠3种十字花科植物菥蓂、庭荠和条叶庭荠种子萌发影响.2个萌发温度(5℃/15℃、15℃/25℃)下,以室温干藏种子为对照,设置5种储藏处理(干种子:冬季室外干藏、冬季室外沙埋;吸胀种子:4℃、-10℃、冬季室外沙埋)及添加外源GA3的萌发实验.结果表明,1)5℃/15℃萌发条件下,与对照相比,各储藏处理都显著延长了菥蓂和庭荠初始萌发时间,冬季室外沙埋干藏处理显著降低了庭荠种子萌发率.15℃/25℃萌发条件下,4℃、湿藏处理显著延长了3种种子初始萌发时间,同时显著抑制条叶庭荠种子萌发;各储藏处理下菥蓂种子初始萌发时间显著缩短,对萌发率无影响.2)添加GA3可使各储藏处理下种子萌发进程由停滞状态转变为持续萌发.3)各储藏处理和对照中菥蓂和庭荠种子的潜在萌发率均超过50％,5℃/15℃温度下大量条叶庭荠种子腐烂或失去活力导致潜在萌发率低于20％;添加GA3对3种种子潜在萌发率贡献不同.     

分数阶微分在盐渍土高光谱数据预处理中的应用

光谱微分技术在高光谱数据处理中应用广泛,为研究分数阶微分对光谱反射率与盐渍土含盐量之间相关系数的影响,细化相关系数变化趋势,该文选取新疆塔里木南缘于田绿洲盐渍土为研究对象,以土壤样本含盐量和反射率高光谱数据为数据源,利用Grünwald-Letnikov分数阶微分公式编程计算光谱反射率以及对应的均方根、倒数、对数、对数倒数、倒数对数变换的0～2阶微分（间隔0.2阶）,对比分析每种变换各阶微分与土壤含盐量相关系数曲线的变化趋势以及微分处理对单波段相关系数的影响。结果表明：经微分处理,通过相关系数0.01显著性检验水平的波段数量明显增加（0.6阶＞1阶＞2阶＞0阶）,随着阶数增加,呈现先增后减的趋势,且均在分数阶0.6处达到最多。在0.6阶处,光谱反射率及5种数学变换通过相关系数0.01显著性检验的波段数量按照从大到小为：倒数对数变换=对数变换＞均方根变换＞倒数变换＞光谱反射率＞对数倒数变换。对于波段2 444、 2 423、2 142、2 005 nm,微分算法能够大幅提升与含盐量之间的相关性,相关系数绝对值取最大值对应的阶数均为分数阶。从局部到整体,分数阶微分提升相关性的效果明显优于整数阶微分。该研究结果为分数阶微分在高光谱技术监测土壤盐渍化现象中的应用提供参考依据。     

渭干河-库车河三角洲绿洲盐生植被物种多样性研究

运用数量生态学的方法对渭干河-库车河三角洲绿洲的盐生植被物种多样性进行分析,结果表明:以梭梭为单优势种的群落Ⅳ具有最高的优势度指数和最低的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数,群落结构最为简单;以骆驼刺为优势种和梭梭为主要伴生种的群落Ⅱ具有较高的多样性指数和均匀度指数,但优势度指数较低,优势种长势不显著,常与其它伴生种相伴而生,结构较为稳定;以柽柳和梭梭为共优势种的群落Ⅰ具有最高的物种丰富度和中等水平的优势度指数、多样性指数和均匀度指数,群落中物种数较多,结构较为复杂;以芦苇和骆驼刺为共优势种的群落Ⅵ具有较高的物种丰富度和物种多样性,物种优势度和物种均匀度水平居中,群落结构较为复杂;群落Ⅲ和Ⅴ具有中等偏上水平的物种丰富度指数、优势度指数、多样性指数和均匀度指数,群落结构稳定.     

塔里木盆地北缘绿洲盐渍化地地物光谱特征分析

以新疆塔里木盆地北缘渭干河—库车河三角洲绿洲为研究区,采用CI700便携式野外光谱仪,通过大量的野外调查以及实地测点,分析了该绿洲盐渍化地区的几种典型地物(盐渍化地、细沙地、沙丘、棉花地等以及柽柳、骆驼刺、芦苇等)的光谱特性及其变化规律,尤其是对盐渍化地和盐生植被的光谱曲线的差异做出了分析,并根据实际情况,采用移动平均法进行了噪声去除,分析实测光谱数据噪声特征。同时利用导数光谱技术清除植被环境背景影响。并且也利用归一化的方法基本消除了不同程度的盐渍地光谱和同一采样点不同时期的盐渍地光谱由于采样时的光照条件、气候条件等所引起的光谱差异。在对实测光谱数据进行处理的基础上,并利用ENVI软件建立了小型的渭干河—库车河三角洲绿洲主要地物的光谱库,该库可服务于渭—库绿洲的地物调查、植被调查、植被分类和环境监测等遥感应用。     

于田绿洲土壤盐渍化遥感监测研究

首先对含有7个多光谱波段的TM图像分别做了主成分、缨帽变换.然后在对遥感数据及其派生数据分析的基础上,得出可见光、近红外波段之一和第三主成分及绿度特征.做RGB彩色合成能够较好地揭示干旱区盐渍化土壤信息,此方法处理的效果受表层土壤含水量的影响.最后对合成图像分类,得出研究区盐渍地的数量和空间分布状况.     

艾比湖地区土地沙漠化遥感动态监测

基于RS和GIS技术,以1990年,2001年和2007年TM、ETM＋影像为信息源,建立目视解译标志,利用ENVI4.5和ARCGIS9.3的图像和数据处理功能,对艾比湖地区1990-2007年沙漠化动态变化进行了监测。结果表明：监测期内严重沙漠化和中度,重度沙漠化土地面积呈明显增加的趋势,轻度沙漠化土地减少。沙漠化...     

新疆典型盐渍区植被覆盖度遥感动态监测——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

以新疆典型盐渍区——渭干河-库车河三角洲绿洲为研究对象.首先,基于1989,2001,2006年的TM/ETM+遥感数据,以RS为技术手段,借助GIS空间分析方法、植被指数法,根据像元二分原理,采用复合植被指数VBSI估算植被覆盖度,其估算精度达到83.52%;其次,生成渭干河-库车河三角洲绿洲植被覆盖度分级图,并对其格局变化进行分析与评价,揭示出渭干河-库车河三角洲绿洲植被覆盖的时空变化规律.中高覆盖度、高覆盖度以林地、草地和耕地为主,对保持植被覆盖度起重要作用;林地面积的变化对重心转移起关键作用,而草地、耕地的波动则会影响到重心转移方向;林地、草地和耕地对于保持地区植被覆盖率有重要作用,应在长期土地利用规划中坚持植树造林,保持草地、保护耕地和控制未利用地;最后,利用植被覆盖度图像所提供的各覆盖度级的数量和空间分配状况来评价该绿洲植被覆盖度的动态变化,并进一步分析植被覆盖度变化的原因.基于遥感技术进行渭干河-库车河三角洲绿洲植被覆盖度动态变化分析的研究思路和方法能够为该绿洲生态环境保护提供参考依据.