乌鲁木齐市土地利用变化及其驱动力分析

[目的]了解西北干旱地区LUCC的时空变化特征及驱动力机制。[方法]选取乌鲁木齐市2005、2010、2015年3期遥感影像及统计年鉴数据,基于RS、GIS软件提取土地利用类型的信息,运用数理统计的方法,从土地利用变化幅度、土地利用类型转移矩阵和单一土地动态度变化分析土地利用类型变化的过程,建立经济社会驱动力因素与土地利用类型变化相关关系矩阵。[结果]耕地和建设用地的面积明显增加,而未利用地和水域在减少,天然植被基本保持不变;影响乌鲁木齐市土地利用覆被变化的社会经济驱动因素主要为经济发展。[结论]乌鲁木齐市土地利用的发展应加强土地保护的措施、优化土地利用布局。     

新疆经济转型与产业结构转移互动研究

利用产业结构变动系数及相关评价模式分析新疆经济转型与产业结构转移的互动关系。结果表明,新疆产业结构调整的专业化、合理化、高级化趋向日渐明朗,但其转移的动力和方向仍然高度依赖资源密集型、劳动密集型产业,技术密集型加工制造业、知识密集型新兴第三产业转型滞后,经济增长粗放、二元结构明显、创新资本匮乏使新疆产业结构升级和经济增长转型面临严峻挑战。     

玛纳斯河流域土壤盐渍化时空动态变化

土壤盐渍化是土地荒漠化的重要方式之一,研究土壤盐渍化时空动态变化对土地管理利用具有重要意义。以玛纳斯河流域为研究区,采用1975年、1990年、2000年、2014年4期遥感影像为数据源,结合野外调查分析,分别提取了玛纳斯河流域土壤盐渍化信息,运用统计和空间分析方法对研究区近40 a的土壤盐渍化时空动态变化进行研究,并对引起其变化的驱动因子进行了分析。结果表明:（1）近40年玛纳斯河流域土壤受不同程度盐渍化侵扰复杂变化,总体呈逐渐减轻的趋势,其中重度盐渍化减少了2 369.4 km²,中度盐渍化处于稳定波动状态,轻度盐渍化增加了1 408.0 km²,耕地面积增加了3 443.5 km²;（2）玛纳斯河流域土壤盐渍化在空间上分布具有明显的区域性,其中重度、中度盐渍化主要分布在中游水库周围以及下游与古尔班通古特沙漠的过渡带,轻度盐渍化与耕地镶嵌分布;（3）玛纳斯河流域土壤盐渍化1975—1990年在空间总体变化上呈加重的趋势;1990—2000年在空间分布上呈减轻的趋势;2000—2014年又出现大面积的恶化趋势;（4）政策实施以及经济刺激是推动土壤盐渍化治理的有效措施。随着全球气候变暖,耕地面积的不断扩大,水资源利用的不合理,这将势必增加土壤盐渍化的不确定性。     

基于苗钵力学特性的自动移栽机执行机构参数优化试验

为有效减少加工番茄机械化移栽过程钵苗基质的损伤,提高移栽机取苗、植苗成功率,该文构建了移栽过程中取苗、植苗阶段加工番茄钵体的力学模型,结合钵体的抗压力学特性试验,研究移栽过程中造成钵苗基质破损、影响取苗、植苗成功率的因素,通过试验分析适合机械化移栽的钵体和移栽机执行机构的相关参数。参数组合重复性验证试验表明：钵体基质配比（珍珠岩：砾石：泥炭）为1∶1∶2,钵体绝对含水率为72%,取苗夹片插入穴孔深度为35 mm,取苗夹片对钵体的夹持角度为14°,投苗点与接苗碰撞点高度为90 mm,鸭嘴锥度为38°时,移栽成功率满足加工番茄穴盘苗机械移栽要求。该研究为机械化移栽的加工番茄钵苗培育农艺及移栽机参数优化设计提供了参考。     

自动补苗装置精准定位自适应模糊PID控制

为实现补苗装置精准定位控制,解决自动移栽作业过程中因穴盘缺苗和取苗投苗失败而导致的漏栽问题,采用自适应Fuzzy-PID控制算法来实现钵苗输送的步进定位控制。构建了步进电机角速度控制传递函数的数学模型,设计了自适应Fuzzy-PID控制器及其模糊规则,通过MATLAB的Simulink模块建立了基于模糊PID控制器的步进电机系统角速度控制模型,以阶跃信号作为激励信号,自适应模糊PID控制和PID控制的仿真试验表明:PID控制的响应时间为7 s,出现超调量为0.1的振荡,通过调整PID控制器参数增大比例系数,系统响应时间缩短为2.2 s,系统响应速度明显加快,且未出现振荡环节;自适应模糊PID的响应时间为0.12 s,步进电机系统快速到达阶跃响应的稳态值,步进电机角速度控制稳定,角速度响应快,满足钵苗输送的定位要求。自动补苗试验结果表明:在植苗频率为40、50与60株/min时,补苗成功率分别为100%,100%、95.8%,且只要光纤传感器检测到漏苗信号,基于自适应Fuzzy-PID控制的步进电机系统快速响应,补苗控制系统都能准确及时地进行自动补苗。该研究可为解决自动移栽机田间作业的漏栽问题提供参考。     

基于无人机可见光影像的农田作物分类方法比较

大面积农田种植信息的准确获取是精准农业的基础。色彩空间转换、纹理分析和颜色指数等方法能够有效的增强和挖掘影像潜在的信息,对影像分类很有帮助,该文利用2016年9月获取的无人机影像对新疆兵团第八师149团的部分农田进行了作物类型的提取研究。首先对影像进行了色彩空间转换和灰度共生矩阵纹理滤波,得到了27项色彩与纹理特征,通过比较变异系数和差异系数认为亮度、饱和度和红色二阶矩可以作为最优分类特征。其次计算影像的过绿指数(excess green index,EXG)和可见光波段差异植被指数(visible-band difference vegetation index,VDVI),通过阈值对比确定了EXG指数可以有效的区分不同作物类型。最后对比以上2种方法计算得到的分类结果,表明基于色彩与纹理特征提取的作物类型的精度较高,将该方法应用于棉花、玉米和葡萄的分类,误差值分别为7.2%、4.75%和2.37%,明显高于基于颜色指数的提取方法,是一种行之有效的无人机数据作物分类方法。该研究虽未对更大区域做进一步探讨,但可为无人机应用于农田作物分类提供参考。     

面向对象的玛纳斯河流域TM影像分类技术研究

以面向对象的遥感影像分类的理论与方法,基于ENVI 5.0、eCongition 8.7和ArcGIS 10.0平台,从遥感尺度问题和决策树分类技术人手,对面向对象分类方法的多尺度分割和多特征分类等关键问题进行了探讨,并应用该方法对玛纳斯河流域的信息进行了提取研究.结果表明,多尺度分割最佳波段权重为0,1,2,2,1,0,1,形状参数和紧致度均为0.7,分割尺度为60,30和10,地物种类可分为林地、草地、水域、耕地、人工表面、冰雪地、盐碱地、其他八大类.分类结果总精度为0.92,Kappa系数为0.91,证明面向对象的分类方法可以有效地对干旱区中尺度分辨率影像进行快速高效的地物信息识别及提取.     

新疆玛纳斯河流域土地利用变化特征及影响因素研究

以2000、2005、2010和2015年四期遥感影像解译为基础,从土地利用变化幅度、变化速率、转移方向及利用程度等方面,分析了玛纳斯河流域2000~2015年的土地利用变化特征、影响因素及保护对策。结果表明:(1)2000~2015年,玛纳斯河流域以未利用地、草地和耕地为主。耕地面积扩张较为明显,但增加速度在2010~2015年有所下降;未利用地和草地面积以减少为主,其中草地的减少速率不断提升,未利用地在2010~2015年单一土地利用动态度(0.17%)为正值,有增加趋势;建设用地面积有一定程度的增加,单一土地利用动态度先下降再上升;(2)耕地呈内外双向扩张,新增面积主要来自草地和未利用地;建设用地的增加主要来自耕地和草地;草地和未利用地以转出为主,草地的主要转出方向是耕地,未利用地向耕地和草地转移。随着未利用地的开发利用,玛纳斯河流域的土地利用综合指数逐渐增加,土地利用程度处于稳步发展阶段;(3)在人口、经济和政策等因素的影响下,耕地和建设用地等生产、生活用地面积增加,草地、未利用地等生态用地面积减少,因此对流域内"三生用地"的保护应着重加强生态用地的恢复和管控,合理划定生态用地红线,保护耕地和基本农田,集约利用已开发的存量建设用地。     

玛河流域耕地景观细碎化与利用效率的关联性探析

运用生态学景观格局指数测算了玛纳斯河流域耕地细碎化水平,利用DEA-Malmquist生产率指数方法测算了耕地利用的纯技术效率和规模效率,运用相关分析测度了细碎化水平与耕地利用的纯技术效率、规模效率和综合效率的关系。结果表明:研究区耕地逐渐由初期小面积斑块占主导、空间上破碎分布的格局趋于耕地景观连续化。20年间耕地景观综合效率为“降低—增加—降低”走势,同时耕地生产率呈现“增加—降低—增加”的趋势,耕地生产率和20年间的技术变化走势吻合。景观边缘复杂度和耕地景观规模度水平对耕地技术效率和全要素生产率产生一定负面影响。耕地景观形状的不规整阻碍了农业的发展及农业机械的采用,也造成农业经营效率的损失,无形中提高了使用机械的物质费用,降低了粮食生产的劳动生产率、土地生产率和成本产值率。     

天山北坡NDVI对气候因子响应的敏感性分析

利用1982-2006年8 km×8 km的NASA/GIMMS半月合成的归一化植被指数(NDVI)数据集和天山北坡乌鲁木齐、石河子、克拉玛依等11个站点的气象数据分析了天山北坡NDVI动态变化与气温、降水变化的响应特征及敏感性.结果表明,25年来,天山北坡的NDVI呈波动性增加的趋势,植被覆盖增加;并且在全球背景下气温和降水也呈现不同程度的增加,气候暖湿化趋势明显;年际NDVI与年均气温存在一般正相关,与降水存在极显著正相关;主要生长季NDVI变化与同期气温存在较低正相关,与降水存在极显著正相关;进行滞后分析,发现当月NDVI与前月气温呈负相关,与前月降水存在极显著正相关.说明天山北坡NDVI对气温的敏感性比较低,对降水的敏感性较高.