基于Sentinel-1数据时序特征的热带地区水稻种植结构提取方法

由于热带地区的雨季时间较长,云覆盖严重,基于光学影像难以准确提取区域内的水稻种植模式。该文以泰国湄南河流域中部平原水稻种植区为例,基于Sentinel-1SAR时间序列数据,提出一种融合时序统计参数与时序曲线相似性特征的热带地区水稻种植结构提取方法。首先利用年内所有可获取的Sentinel-1SAR数据,分别基于像元和基于对象构建后向散射系数时间序列曲线,提取时序特征参数;利用动态时间规整(Dynamic Time Warping,DTW)算法,计算后向散射系数时序曲线与地物标准曲线间的隶属度;将时序特征参数、时序曲线隶属度相结合,利用随机森林模型进行机器学习监督分类,提取研究区的水稻种植信息并评价分类精度。结果表明,基于Sentinel-1SAR时序特征融合的算法可以较好地提高水稻种植结构分类精度。其中,基于对象的分类算法的单季稻提取用户精度为81.46%,生产者精度为82.00%;双季稻用户精度为88.0%,生产者精度为84.08%,均优于基于像元的分类算法。研究结果可为多云多雨的热带地区水稻种植信息提取提供一种新的思路。     

晋西黄土丘陵区不同退耕年限刺槐林土壤养分效应

以典型黄土丘陵沟壑区不同退耕年限刺槐林为研究对象,采用实地调查、土壤室内分析和数理统计相结合的方法,研究了黄土丘陵区人工刺槐林等高种植的土壤养分生态效应。结果表明:随植树年限的增加,植树坑外与坑内土壤全钾、总有机碳、活性有机碳含量呈先增加后减少的变化趋势,pH先升高后降低,而土壤阳离子交换量呈先减少后增加的变化特征;随土层深度的增加,除土壤pH外,土壤养分呈减少趋势;坑内平均土壤全钾、总有机碳和活性有机碳含量分别比坑外增加了1.99%,4.94%和3.93%,说明人工刺槐林等高种植有利于改善黄土丘陵区的土壤养分。     

辽河三角洲土壤性状与水稻群体野外光谱关系初步研究

通过土壤性状(盐分、pH值等)分析和水稻群体野外光谱测定,获得了27个配对样品。初步分析了乳熟期水稻群体野外光谱、微分光谱与土壤盐分、pH值的关系。结果表明:全盐量、pH值与乳熟期水稻群体野外光谱(350～1350nm)无显著相关性,与植被指数、红边位置、红边振幅等表征水稻光学特性的指数无显著相关性,而与其微分光谱有一定的相关性;利用层次聚类分析法,将654～754nm微分光谱作为自变量,将27个样品分为三类,在此基础上非参数Kruskal-WallisTest检验结果表明全盐量、pH值、有机质并不随着类别的改变而发生明显的变化。MedianTest检验结果表明,三类之间全盐量并不完全相同,而pH值和有机质并不随类别的不同而存在这种差别。最后,建立了水稻微分光谱与土壤全盐量、pH值的线性回归模型。     

黄河三角洲土壤盐渍化影响因素分析

通过野外土壤调查和采样分析,对黄河三角洲土壤盐渍化形成的天然环境和影响因素进行了概述,对区域土壤盐渍化程度、类型和特征等进行了分析和探讨。并根据采样点地下水位、矿化度、高程、植被盖度、离海远近等要素,采用灰色关联度模型,分析了不同盐渍化类型主导的环境要素。结果表明,原生盐渍土含盐量主要受地下水位、矿化度和植被覆盖的影响;土壤次生盐渍化主要受离排灌渠远近、地下水矿化度和埋深的影响。     

黄河三角洲自然保护区丹顶鹤生境适宜性变化分析

生境丧失及破碎化是引起物种濒危和生物多样性降低的主要原因.基于地理信息系统和遥感技术,生成保护区丹顶鹤有无人为干扰下生境适宜性图,并选取一系列的景观格局指数,分析1992(2006年内保护区内丹顶鹤生境适宜性变化规律及其原因.结果表明,由于缺乏淡水来源,无论有无人为干扰,1999年丹顶鹤生境适宜性最差,适宜生境面积大量丧失,生境破碎化严重.14年来,保护区内的人为干扰不断加大,以道路干扰最为显著.人为干扰促使丹顶鹤生境质量下降,生境适宜性变得更差,并导致2006年生境适宜性劣于1992年.驱动保护区内丹顶鹤生境适宜性变化的主要影响因素是水源及人为活动.     

藏北高原土壤湿度MODIS遥感监测研究

利用Terra与Aqua两颗卫星的MODIS地表温度和植被指数数据,分别构建LST-NDVI与LST-EVI共四种不同组合的Ts-VI特征空间,并依据该特征空间提取温度植被干旱指数(TVDI)作为反映土壤干湿状况的指标,探讨一种合适的遥感监测藏北高原土壤湿度的方案,并基于同步的实地土壤表层含水量采样数据进行验证评价。研究表明,四种数据组合方案提取的TVDI分布图均能较好反映藏北土壤湿度,且Terra MODIS LST-EVI构建的特征空间提取TVDI指标效果最佳。在此基础上获得的藏北高原土壤湿度分级图表明,从东南到西北土壤湿度逐渐降低,并呈现明显的空间分异规律。     

基于数字高程模型的流域河网提取方法与应用分析

对利用数字高程模型(DEM)提取流域河网的主要步骤及发展历程作了详细的归纳和总结,同时选择浙江省湖州作为试验区提取流域河网,并引入了利用溯源思想的基于流向的修正方法和分区操作的基于高程的修正方法2种理念.通过比较分析2种方法的河网提取效果,发现相对于基础的DEM直接提取河网的方法,这2种方式提取的模拟河网都更加接近真实河网,同时基于流向的修正方法在平行于河流流向的方向上河网模拟效果很好,而分区操作的基于高程的修正方法在垂直于河流流向的方向上模拟效果更佳.     

黄河三角洲人工刺槐林枯梢调查统计分析

在野外样地调查数据的基础上,对黄河三角洲人工刺槐枯梢特征进行了统计分析,结果表明:研究地区人工刺槐林断顶、枯梢及死亡率为41.4%。依据样地树高和胸径调查数据,将239棵人工刺槐分为三类,调查表明,随着树龄的增加人工刺槐枯梢率由18.2%上升到36.3%,该地区人工刺槐枯梢程度服从(4.04,2.27)的正态分布,中度、重度和死亡刺槐占枯梢及死亡刺槐的66.7%,这表明黄河三角洲人工刺槐枯梢严重,需要及时进行人工刺槐林枯梢监测相关机理研究与综合管理。     

近代及现代黄河三角洲不同尺度地貌单元土壤盐渍化特征浅析

近、现代黄河三角洲近50%的土地为不同程度的盐渍化土。在土壤盐渍化过程中,地貌因素至观重要。地形的高低起伏,影响地面、地下径流的运动,土壤中的水分和盐分也就随之重新分配和积累。研究的目的是分析不同尺度下地貌单元之间土壤盐渍化特征差异及原因。为此,利用2002年5月23日到29日对近、现代黄河三角洲野外考察、GPS定点和土壤采样分析所得数据,对6个表征土壤盐渍化特征的参数(土壤的全盐量、pH值、有机质、Cl-/SO42-、HCO3-/(Cl- SO42-)、(K Na )/(Ca2 Mg2 ))进行统计分析,并进行多个独立样本的非参数检验(Kruskal-WallisTest和MedianTest),检验6个参数在同一尺度不同地貌单元之间是否有明显的差异,结果表明:(1)近、现代黄河三角洲土壤盐渍化程度严重,整体属于滨海氯化物型盐渍土类型,有机质相对缺乏,土壤偏碱性。随土层深度增加(0cm￣10cm、10cm￣30cm、30cm￣60cm),盐渍化程度逐渐减轻;(2)同一尺度下不同地貌单元之间土壤盐渍化特征存在差异。一般地,随尺度变小(从一级到四级地貌单元),土壤盐渍化特征差异越来越明显,存在差异的参数也逐渐增加。一级地貌单元只有pH值明显不同,从二级地貌单元到四级地貌单元,3个土层土壤的全盐量随不同的地貌单元而有明显的差别,且随着土层深度的增加,HCO3-/(Cl- SO42-)和(K Na )/(Ca2 Mg2 )也变得明显不同。这也说明不同地貌单元下盐分组成及离子比例、积盐、脱盐过程存在差异,且随土层深度增加差异越大。     

长兴县北部地区的土地利用与水质响应研究

以长兴县北部地区为例,以氨氮作为污染评价指标,分别利用改进后的输出系数法和研究区社会污染普查资料合理估算了研究区全流域和各乡镇的非点源污染量及点源污染排放量。通过对比污染输出总量和国家地表水环境质量标准发现,研究区全流域整体达到二级水质标准,但夹浦镇水质严重超标,且主要贡献来自于点源污染,其余乡镇水质良好。进一步分析发现,长兴县北部地区不同的土地利用组合类型和比例对非点源污染输出有着重要影响,总体规律是耕地对非点源污染输出贡献比例最大,其次是居民地和裸地,并且随着林地比例的增加和耕地、居民地的减少,污染逐渐降低。