基于养分平衡的北京市人口-土地-环境问题探讨

人口集聚于城市,大量食物输入的同时,代谢物也不断产生,消纳不充分或不及时就会累积并产生环境污染的隐患。该文以北京市平原区为例,利用遥感技术分析2004—2014年间研究区土地利用结构变化;基于养分平衡原理,估算、比较人口与耕地变化对城市养分排放和吸纳能力的影响;使用景观形状指数度量城市建设用地与外界环境的接触面变化情况。结果表明:1)研究期内因人口增加、食物输入导致人类排泄物及其氮(N)、磷(P)、钾(K)养分增加约0.34×10~5 t,经污水处理后所得污泥中氮磷钾养分增加约282.17 t;2)耕地数量的减少使城市对养分吸纳能力下降约1.17×10~5 t;3)建设用地形状指数由1.48下降至1.37,接触界面的减小使城市代谢物疏散效率下降。研究认为:人口增长-食物消费提高-人类粪尿增加与耕地减少-建设用地界面减小-养分消纳能力降低的"此消彼长"态势无形中造成城市养分富集,增加了对区域水环境污染的风险,而城市结构无法重构,应积极谋求养分的内部消纳。基于北京市农田化肥依赖性强、林地增加的现状,该文建议北京市积极推广粪便处理残渣还田、再生水城市绿化灌溉利用,通过耕地与林地植被消纳新增的养分。     

基于高分三号卫星数据与Η/Α/α-分解特征参数的农作物分类研究

利用高分三号(GF-3)卫星的全极化C波段多极化合成孔径雷达数据,基于Η/Α/ \stackrel{-}{\alpha }极化分解提取香农熵(SE)及其强度分量(SE_I)和极化分量(SE_P)、单次反射特征值相对差异度(SERD)、二次反射特征值相对差异度(DERD)、极化比(PF)、基准高度(PH)、极化不对称性(PA)和雷达植被指数(RVI)共9个特征参数,将其应用于农作物分类研究中,以支持向量机(SVM)和随机森林(RF)算法为例,初步探索了基于Η/Α/ \stackrel{-}{\alpha }分解提取的这9个特征参数在GF-3数据支持下的农作物分类潜力。结果显示:单独将SERD、PH、PF、RVI和SE_P参数用于2种分类方法时,分类精度较高,在82%~92%;但单独运用PA、DERD、SE和SE_I的分类精度均低于80%。将分类精度较低的4个参数组合后,分类精度明显提高,在SVM和RF下的总体分类精度分别达到93.02%和92.05%,Kappa系数均大于0.8。结果表明,基于全极化GF-3数据和Η/Α/ \stackrel{-}{\alpha }极化分解方法提取的9个特征参数,能很好地表征农作物的散射特征,可用于农作物分类研究。     

最优分割尺度支持下高分遥感影像水土资源信息分类

为提升水土资源信息分类精度,以无人机航拍获取的高分辨率影像为实验对象,提出了最优分割尺度和决策树支持下的对象级影像分类方法。首先,根据影像内部的同质性和异质性,建立了分割质量函数,通过该函数获取了最优分割尺度;然后,提出了基于光谱信息和面积信息的最优分割尺度评价模型对分割结果进行评价;最后,引入决策树规则机制,完成了水土资源信息分类,并与最大似然法分类结果进行对比。研究结果表明:所建立的分割质量函数能准确获取最优分割尺度,有效避免了人工分割带来的主观性,所提方法分类总体精度为86.78%,最大似然分类方法总体精度为77.59%,在分类精度上有较大提升。     

三江平原典型淡水沼泽湿地景观格局变化研究——以三江自然保护区为例

在RS与G IS技术的支持下,以1976、1986、1995、2000、2005年的TM遥感影像为数据源,综合利用各种斑块形状指数、斑块面积、斑块数量等景观特征指标,对三江自然保护区的沼泽湿地景观格局的动态变化以及景观基质的演变过程进行分析。结果表明:在近30年内研究区的沼泽湿地面积呈显著下降的趋势。1976~1986年,沼泽湿地面积减少,斑块数量增加,破碎化程度加大,斑块边界复杂度显著增加而边界连通性显著降低。1986~2000年,沼泽湿地面积及其边界复杂度变化幅度不大,斑块数量不断减少,边界连通性显著增加。2000~2005年,沼泽湿地面积与斑块数目均显著下降,破碎化后的湿地斑块逐渐被其它景观类型取代,同时边界复杂度显著增加而边界连通性明显下降。近30 a内,研究区由原始的沼泽和草甸景观基质逐渐转变为农田景观基质。     

基于VTCI和分位数回归模型的冬小麦单产估测方法

条件植被温度指数(VTCI)是一种综合了归一化植被指数(NDVI)与地表温度(LST)的遥感干旱监测方法,在关中平原的近实时干旱监测中具有其适用性。分位数回归能全面反映因变量的条件分布在不同分位数处的特征,回归结果稳健可靠。为了进一步研究VTCI干旱监测结果与小麦单产之间的关系及提高冬小麦单产估测精度,构建了不同分位数τ(0.1,0.3,0.5,0.7,0.9)下关中平原各市2008—2014年的冬小麦主要生育期VTCI与单产之间的线性回归模型,并基于中位数(τ=0.5)回归模型对研究区域的冬小麦单产进行了估测。结果表明,分位数回归模型比较全面地反映了不同分位数下冬小麦单产分布与VTCI之间的相关程度,弥补了最小二乘估产模型回归结果单一、易受异常值影响等的不足。中位数回归模型的单产估测结果与实际单产之间的相对误差和均方根误差的最小值及平均值均低于最小二乘回归模型,估测精度较高。此外,中位数单产估测模型获取的冬小麦估产结果在年际变化规律与空间分布特征上与实际产量均较相符,说明分位数回归在研究VTCI与产量之间的关系及冬小麦单产估测中具有其适用性与可靠性。     

基于长时间序列遥感数据反演NPP的耕地质量评价

为客观获得省域耕地质量分布状况,减少时间断点引起的评价误差,构建了一种基于长时间序列遥感数据反演NPP的耕地质量评价方法。首先,在耕地图斑约束下,采用时序LSWI和EVI数据识别水稻和玉米;然后,采用2000—2010年MODIS的MOD09A1数据,结合气象站点数据,利用VPM模型分别计算水稻和玉米的净初级生产力(NPP),并得到多年NPP均值,可反映耕地种植作物的常年长势,使用距平分析法消除作物类型差异,得到表征耕地质量的评价结果;最后,以吉林省为研究区,对本文提出的方法进行了实证与分析。实验结果表明,长时间序列NPP耕地质量反演结果与耕地质量利用等别整体空间分布一致。其中,吉林省中部与北部由于耕地集中连片,反演结果准确。南部山区耕地斑块破碎,耕地与林地混合,导致反演结果偏高。本文构建的长时间序列NPP耕地质量评价方法对省域范围、集中连片耕地质量评价具有可行性,可为我国耕地质量评价提供科学依据。     

遥感影像在三北防护林监测管理中的应用研究

通过选取甘肃省景泰县两个时段的卫星影像并经过加工处理,分析比较两个时期该区域的植被变化情况和土地利用变化情况,并计算出两个时段的具体数据,从该县近年各项林业工程建设任务的角度分析土地利用变化和森林消长的原因,首次尝试应用美国TM遥感卫星影像和法国SPOT卫星影像结合调查三北防护林的监测管理。通过该例研究和分析,为在三北工程建设区大面积推广应用遥感数据进行工程监测和管理提供有益的探索和实践。     

冬小麦不同生长期雷达后向散射特征分析与应用

雷达遥感具有全天候观测能力,其时效性保障是作物关键物候期观测的迫切需求。该文以全极化雷达遥感数据RADARSAT-2为数据源,选择冬小麦的孕穗期和乳熟期为研究对象,以理论模型MIMICS模拟为依据,分析了冬小麦不同物候期的散射特征和参数提取方法。结果表明：冬小麦不同生长期由于结构上的差异,散射特征差别很大;模型模拟可以为长势反演提供参考,为作物参数反演提供理论依据;孕穗期可以用极化比HH/VV提取作物长势信息,乳熟期极化比VV/VH更易提取长势信息,且精度更高,同时极化比VV/VH能在乳熟期估算冬小麦的产量。     

渔船出海“天眼”护航

自古渔船出海是靠天吃饭,如今国家出资为渔船安装上了最先进的,用我国“北斗卫星导航”开发的“自动避碰系统（AIS）”使渔船出海有了“天眼”护航。     

手持GPS卫星定位仪在林业中的应用

从手持GPS应用性的特点出发,结合本区域现状从几个重要方面分析了手持GPS在林业工作中的重要性.