1982~2001年间中国干旱发生时空特征的遥感分析

利用1982～2001年NOAA-AVHRR旬合成的光谱植被指数和NOAA-AVHRR第4和第5通道亮温计算的陆地表面温度资料,利用水分亏缺指数（WDI）作为干旱评价指标,分析了全国近20 a干旱时空分布特征,并对近20 a来各月份发生干旱的频率进行了分析.提取全国雨量观测站点的水分亏缺指数和20 a干旱发生频次,分析了它们与降水量的关系.研究结果表明：（1）我国地域辽阔,气候类型多样,干旱发生具有明显的时空差异.四川盆地属于冬春旱型;西北为常年干旱型;黄淮海平原为春夏旱型;西南青藏区为常年湿润型;华南为冬春旱型;（2）在年降水量少于500mm时,20 a平均降水量与20a平均水分亏缺指数和20a总干旱发生频次都呈明显线性关系,但在年均降水大于500mm时,水分亏缺指数及干旱发生频次与降水量关系都不显著,表明WDI可以很好地评价干旱胁迫的程度,但并不适宜评价湿润程度.     

土壤质量评价指标及其时空变异

综述了土壤质量的概念及其研究进展,并探讨了土壤质量指标的选择原则,得出不同土壤的评价应以土壤的功能为基础并采用不同的标准。在以往研究中,人们一直强调以土壤物理、化学特性作为土壤质量指标。目前,国内外关于土壤生物学指标的研究日益增多,一些参数作为生物指标已表现出很大的潜力并成为系统稳定性的早期预警和敏感指标。之后阐述了国内外土壤质量指标空间变异的研究现状,探讨了该领域研究中存在的问题,展望了国内外土壤空间变异的研究前景。     

基于遥感与多变量概率抽样调查的作物种植面积测量

针对传统抽样调查工作中调查基础资料时效性不高和野外调查工作量较大等问题,该文提出了一种遥感与MPPS(multivariate probability proportional to size)抽样调查相结合的农作物种植面积测量方法。利用第2次农业普查数据进行抽样框的编制;利用时序中分辨率遥感数据进行农作物种植面积的分类;在中分辨率遥感分类图的基础上进行MPPS抽样;采用高空间分辨率遥感数据对抽选样本进行面向对象的分类;根据MPPS抽样方法进行总体农作物种植面积的推断;计算CV值,评价抽样精度,以国家统计局公布数据为标准进行总体面积精度评价。以辽宁省北镇市为研究区对该方法进行了测试。结果显示,该方法能够有效的提取县级农作物种植面积,农作物种植面积提取精度优于92%。     

基于遗传算法优化的BP神经网络遥感数据土地覆盖分类

提出了一种基于遗传算法优化的BP神经网络遥感分类方法。该方法兼顾了遗传算法和梯度下降优化算法分别在全局和局部搜索极小点的优势；避免了在BP网络训练过程中过早收敛于局部极小点的风险；与BP算法相比，该算法多次重复过程所得网络的均方差比较稳定。在算法验证中，用中巴地球资源一号卫星数据作为试验数据，详细描述了网络优化过程中的参数设置和关键参数变化过程，比较了该算法与BP算法、最大似然法的分类精度。分类试验表明：该算法不但有较高的执行效率，也能达到很高的分类精度。     

基于热点植被指数的冬小麦叶面积指数估算

针对传统植被指数方法中利用单一方向的光谱特性估测LAI容易出现饱和现象和冠层结构信息不足的缺陷,以二向反射特性的归一化植被指数(NHVI)为基础,将表征叶片空间分布模式的热暗点指数(HDS)引入土壤调整型植被指数(SAVI),增强型植被指数(EVI)中,构建具有二向反射特性的土壤调整型热点植被指数(SAHVI)和增强型热点植被指数(EHVI)。同时使用红光,近红外,蓝光和绿光波段计算HDS,选择对LAI敏感性较高的HDS参与构建新型植被指数,并利用试验测量的小麦冠层二向反射率数据和叶面积指数,研究新型植被指数与LAI的线性关系。结果表明:基于蓝光和红光波段计算的HDS参与构建的EHVI、SAHVI与LAI的线性相关程度要优于EVI、SAVI,且较NHVI有进一步提高,能有效缓解LAI估算中植被指数饱和现象。     

内蒙古1953～2013年四季平均气温演化特征研究

利用中国气象科学数据共享服务网提供的内蒙古1953-2013年四季气温数据,综合运用M-K突变检测方法、滑动T检验方法、累积距平三种方法分别检测了四季气温的突变特征,结合最小二乘法线性拟合和R/S分析法对四季气温的变化趋势及强度进行了定量化分析,运用Morlet小波计算了四季气温的多尺度周期,利用灰色预测GM(1,1)模型预测了四季气温的未来波动特征。结果表明:春季、秋季、冬季平均气温于20世纪80年代中后期发生增温突变,夏季平均气温于20世纪90年代初发生增温突变,置信水平均达到99%,四季平均气温呈显著的增温趋势;GM(1,1)模型预测春季、夏季、冬季平均气温将在2015年前后出现高温事件,在2018年前后出现低温事件,秋季平均气温将在2016年前后出现低温事件,在2018年前后出现高温事件,对当地的农牧业生产、生态建设等具有重要参考意义。     

基于历史增强型植被指数时序的农作物类型早期识别

快速准确地获取农作物分布数据对作物估产、灾害预警具有重要意义。该文针对目前农情遥感监测业务中普遍存在的缺乏地面数据和分类时效性较低的问题,以美国堪萨斯州为研究区,提出了基于参考时间序列获得训练样本的方法。首先,基于2006到2013年的MODIS EVI时间序列数据和cropland data layer(CDL)数据,使用免疫系统网络方法建立苜蓿、玉米、高粱和冬小麦的参考EVI时间序列;根据2006年到2013年作物分布情况,将作物超过总记录年数一半的象元作为2014年"潜在"训练样本;通过计算参考EVI时间序列和"潜在"样本的MODIS EVI时间序列的欧氏距离确认2014年训练样本;最后使用这些样本和2014年Landsat NDVI月合成数据进行30 m作物识别,并且评价时间序列长度对作物识别结果的影响。试验结果表明,时间序列长度为4-8月时,获得2014年样本10 183个,样本正确率为96.32%,总体分类精度为94.02%,接近使用完整时间序列数据的结果(总体分类精度94.89%);提取的苜蓿、玉米、高粱和冬小麦的面积分别为549.5、1 999.5、2 851.5和6 415.3 km~2,与CDL数据相比误差低于20%,说明基于参考时间序列方法获得的训练样本具有较高的正确率,具备进行30 m作物早期制图的潜力。该研究可为提高农作物遥感制图工作效率提供参考。     

基于RS和GIS的深圳市土地利用/覆被变化及碳效应分析

基于多时相遥感影像数据,结合能源消费数据和相关经验数据,利用RS和GIS技术分析了2005—2013年广东省深圳市土地利用/覆被变化情况及其导致的碳效应变化。结果表明:近9a来深圳市土地利用变化十分显著,作为区域内最大碳汇的林地面积下降14.96%,净减少量为11 524.32hm~2,而最大碳源的建设用地面积上升23.26%,净增加量高达18 565.39hm~2,其他用地类型如耕地、草地、水域面积分别减少37.17%,31.98%,11.56%,未利用地面积增加713.28%;从方向性来看,9a内研究区土地转移过程中既有生态正向演变,也同时存在生态逆向演变过程。既有耕地的非农化,也包括建设用地的复垦退出,整体呈现非单向性的复杂特征;从数量特征来看,林地是最大的转出者,耕地次之,而建设用地是最大的接收者;基于碳效应测算模型,计算得出研究区近9a来土地利用/覆被变化造成的碳排放增量超过碳吸收增量高达85.41万t,说明人为活动和自然因素共同作用下的土地利用格局变化直接影响着区域碳循环过程,深圳市低碳城市建设目标面临严峻挑战。     

湖南省桃源县县域景观格局变化及驱动力典型相关分析

 利用亚热带桃源县19801、995、2000年3个时期的TM影像及景观生态学的原理和定量分析方法,分析该区域的景观格局特征和变化。结果表明:县域整体景观水平以林地和水田为景观基质,其他景观类型作为斑块镶嵌其中。斑块的平均面积和斑块平均边缘在逐年下降,平均每年分别下降497.90hm2和646.95m,说明景观的破碎程度在逐年加强。研究区域的景观均匀度表现出先减少后增加的趋势,而优势度表现出先增加后减少的趋势,表明景观格局有向小景观要素转化的趋势。同时应用典型相关分析,对研究区景观格局变化的主要驱动力进行统计分析,诊断出主要驱动因子为劳动力总数、劳动力密度、农村社会总产值等,不同的典型变量对应着不同的驱动因子。     

基于新遥感数据源的县域冬小麦种植面积提取

Landsat-8卫星的成功发射为农业遥感提供了新的重要数据源。以虞城县为研究区域,探讨基于Landsat-8影像估算县域冬小麦种植面积的可靠性,讨论不同分辨率影像的提取精度。选取冬小麦起身生拔节长期的影像以最大程度的扩大冬小麦与背景地物的波谱差异,根据波谱特征构建提取冬小麦种植面积的决策树模型。结果表明：与统计数据对比,使用30 m空间分辨率影像提取的精度为96.30%,使用15 m空间分辨率影像提的取精度达到99.17%,该方法可为县域冬小麦面积提取提供技术支撑。