基于两变量联合分布的干旱特征分析

以标准降水指数作为干旱指标,通过Copula函数构造干旱历时和干旱程度的联合分布来分析干旱的基本特征,并以汉江上游为例进行了应用研究.结果表明,由于联合分布考虑了两变量之间的各种组合,并且可以求出各干旱历时或干旱程度下的条件概率,因此,能够更全面地反映干旱的特征.     

西安市生态足迹与生态安全的动态研究

本文在生态足迹原理的基础上,提出生态压力指数、生态占用指数和生态经济协调指数3个概念,并将其作为生态安全评价的指标体系。利用该方法对西安市1978—2003年的生态足迹与生态安全进行了定量研究。结果表明西安市人均生态足迹由1978年的1.0517hm2逐年增加至2003年的1.4419 hm2,而实际人均生态承载力则波动在0.3182(0.2759—0.3539)hm2左右,人均生态赤字从1978年的0.712 hm2增至2003年的1.166 hm2。生态压力指数从1978年的1.38逐年增至2003年的4.21,同期的生态占用指数从0.47增至0.66,生态经济协调指数由0.34降低为0.16。说明西安市现有的发展模式是不可持续的,生态环境处于极不安全状态,社会经济发展与生态环境的协调性很差。     

沙湖水体富营养化评价及防治对策

本文采用营养状态指数法对沙湖营养状况进行综合评价。评价结果表明,沙湖富营养化日趋严重,已经由2002年的轻度富营养发展到2005年的中度富营养,磷和有机污染物是沙湖富营养化限制因子。对富营养化成因进行分析,结果表明外源污染和内源释放是造成沙湖富营养化的主要原因,黄河补水和地表径流是主要的外污染源,最后根据分析结果提出沙湖富营养化的防治对策。     

河北太行山区土地资源生态安全研究

本文在PSR模型的基础上,从土地自然资源现状、土地社会经济环境压力、人文响应三方面出发,选取与山区土地资源密切相关的27项因素构建指标体系,对河北太行山区土地资源生态安全进行评价。采用ArcView、ArcGis软件对河北太行山遥感图像进行处理,获取土地方面数据并结合其他统计数据,运用相关数学方法,计算研究区1987、2000年各县综合生态安全值,对生态安全状况进行安全度分区分析,研究认为,该区域土地资源生态安全状况处于较差状态,且局部有恶化趋势,进而剖析其主要制约因素,提出相应改善安全状况的建议。     

以水分适宜指数作为作物适水种植指标的初探

通过对抗旱指数(DRI)的分析和改进,首次提出了水分适宜指数(WAI),并以此为指标,在不同的水分条件下对18个不同的玉米品种进行抗旱性研究。结果表明:WAI可以更好的反映不同水分条件下的产量变化,并且倾向于选择高产型品种。可以作为作物适水种植的筛选方法。     

ASTER遥感数据在矿区生态损害现状监测中的应用

德兴铜矿矿山多年开采对矿区生态环境造成极大的损害,为维护矿区可持续发展,生态损害现状调查尤为重要。利用ASTER数据结合野外实测各类地物反射光谱曲线,利用矿物指数提取矿区重金属和粘土污染;采用差值法提取水体污染状况;采用NDVI彩色密度分割法提取矿区植被污染信息。研究表明,铜矿区生态损害现状甚为严重,利用遥感手段监测矿区生态环境是完全可行的。这为矿区土地复垦与生态修复提供了技术支持和决策依据。     

基于无人机遥感影像的玉米冠层温度提取及作物水分胁迫监测

针对当前无人机热红外遥感提取冠层温度不准确、监测作物水分胁迫状况精度不高的问题,该研究以不同水分处理的拔节期夏玉米为研究对象,利用无人机获取试验区域热红外和可见光图像资料,分别采用Otsu算法、EXG-Kmeans算法和Otsu-EXG-Kmeans算法获取冠层区域图像,并对提取结果进行精度评价,而后采用最优算法求得对应作物水分胁迫指数（Crop Water Stress Index,CWSI）,通过分析CWSI同土壤含水率相关关系以及CWSI日平均变化趋势来监测玉米水分亏缺状况。结果表明：1）相比于其他方法,Otsu-EXG-Kmeans算法对冠层温度提取精度更高（用户精度为95.9%）,提取的冠层温度更接近实测温度（r=0.788）,可以准确获取图像冠层温度。2）相比于冠层温度,CWSI与土壤含水率的相关性更高（r= -0.738）,CWSI日平均变化趋势更符合实际情况,可更加精确地监测玉米缺水状况。该研究为无人机遥感精准监测作物水分胁迫状况提供参考。     

利用叶片光谱的作物铜铅污染判别

重金属污染种类的判别是作物生长环境监测的重要组成部分。该研究旨在提出一种由叶片光谱构建的铜铅污染判别特征(Copper and Lead Contamination Discriminating Features,CLCDF),以实现作物铜、铅污染判别。以典型作物玉米为试验对象,运用包络线去除与导数处理叶片光谱,基于该研究提出的归一化铜铅污染指数(NormalizedDifference Copper and Lead Contamination Index,NDCLCI)构建叶片CLCDF,在CLCDF分布域内建立判别平面(Discriminating Plane,DP)。依据CLCDF与DP的位置关系,得出直观的污染种类判别规则,并利用判别距离(Discriminating Distance,DD)对判别规则进行量化。基于训练集数据进行试验,提取到189种用于判别铜、铅污染的DP,同时获取了对应的污染种类判别规则,判别正确率为100%。使用验证集数据进行验证,189种DP中的88种判别效果较好,判别正确率为78.22%。该研究结果证明,基于CLCDF的铜铅污染判别方法效果良好且稳定。     

空间自相关性对冬小麦种植面积空间抽样效率的影响

空间抽样是实现区域农作物面积高效估算的重要手段,农作物分布受自然条件等因素影响普遍存在空间自相关性,但以往针对空间相关性对农作物面积抽样效率的影响研究明显不足。该研究选取安徽省凤台县为研究区,通过2017年4月4景GF-1全色多光谱影像(Panchromatic and Multispectral, PMS)与Google Earth高空间分辨率影像相结合提取研究区冬小麦。设计10种抽样单元尺度、3种抽样外推方法、2种相对允许误差和5种样本布局方式,构建多种冬小麦面积空间抽样方案。利用全局莫兰指数(global Moran’s index)评价不种尺度下抽样单元内冬小麦面积比的空间自相关强度,分析空间自相关性对冬小麦面积抽样效率(抽样误差、样本容量和空间布局)的影响。研究结果表明,抽样单元内冬小麦面积比的空间自相关强度随单元尺度的增大而减小,全局莫兰指数相应地由0.75降至0.50。无论在何种尺度下抽样单元内冬小麦面积比都呈显著的空间正相关性;抽样外推冬小麦面积总体的误差随空间自相关强度的减小呈先减小后明显增大的趋势。在10种抽样单元尺度中,当抽样单元尺度为2000m且抽样比为5%时,无论采用何种抽样方法外推总体的误差均为最小(简单随机抽样、系统和分层抽样外推总体的相对误差分别为17.94%、9.48%和1.82%);当相对允许误差设计为5%时,简单随机抽样外推总体所需样本容量随空间自相关强度的降低从660降至56。而分层抽样的样本容量不受空间自相关性的影响;5种样本布局方式中,采用分层随机抽样方式外推冬小麦面积总体的平均相对误差、平均变异系数和均方根误差最小,分别为1.82%、3.19%和0.11×108 m2。该研究可为有空间自相关存在下的农作物面积空间抽样方案合理设计提供参考依据。     

基于傅里叶描述子和共振频率的不规则果形梨果硬度评估指标构建

针对不规则果形梨果,为构建适用于评估果形不规则梨果硬度的硬度指标,该研究采用傅里叶描述子对梨果轮廓进行描述,并将试验模态分析和有限元模态分析相结合,研究果形变化对梨果振动频率的影响规律,基于振动频率和果形描述子构建硬度评估指标。结果表明,采用前15个傅里叶描述子可以准确描述啤梨果形轮廓特征,第1傅里叶描述子与啤梨低频弯曲、挤压、呼吸模态频率线性相关性较高,相关系数分别为-0.923、-0.922、0.700;挤压模态振动变形在赤道部较大,测试时易于提取共振频率,因此选取挤压模态频率构建含有第1傅里叶描述子的硬度指标,新指标评估硬度值与M-T穿刺硬度实测值决定系数为0.892。研究结果可为果形不规则梨果硬度评价提供参考。