基于Sentinel-2数据的青海门源县天然草地生物量遥感反演研究

草地地上物生物量(AGB)是评价草地生产力的重要指标，精准反演天然草地的AGB，对草地长势监测和草畜平衡评估具有重要的意义。由于常用的遥感数据(如Landsat和MODIS等)受较低时间或空间分辨率引发的诸多问题的影响，因此探索具有更高时空分辨率及更多光谱波段的Sentinel-2卫星数据在县域尺度的草地植被监测状况具有极其重要的作用。利用Sentinel-2卫星遥感影像和青海门源县实测草地AGB数据，构建了基于随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和人工神经网络(ANN)3种机器学习方法的草地生物量估算模型，研究了2019-2021年门源县天然草地生物量时空分布特征。结果表明：1)Sentinel-2卫星影像的3个原始波段(B2、B6、B11)和2种植被指数[反红边叶绿素指数(IRECI)和特定色素简单比值植被指数(PSSRa)]，是草地AGB敏感的特征变量。其中，红边波段(B5、B6、B7)对天然草地AGB遥感反演具有重要作用。2)基于RF算法的草地AGB估测模型是门源县天然草地生物量估测的最优模型(验证集R2为0.72,RMSE为622.616 kg·hm-2)，优于SVM模型(...     

基于土地利用/覆盖的甘肃省景观生态风险时空变化特征

甘肃省景观类型丰富多样,在中国西部地区的生态安全中起关键性作用,也为当地发展提供着重要的物质基础和生态服务。由于气候变化和人类不合理活动的影响,甘肃省部分地区生态环境的安全与稳定遭到严峻挑战。本研究基于欧洲航空局全球土地利用/覆盖数据（CCI-LC）,利用动态度、转移矩阵方法分析了2005-2019年甘肃省土地利用/覆盖变化特征;通过构建景观生态风险指数并运用空间自相关分析法分析了景观生态风险的空间分布特征。结果显示：1)2005-2019年间,裸地面积减少最多,变化率1.88%,耕地次之,变化率2.31%;草地面积增加最多,变化率1.83%,建设用地次之,变化率191.08%。2）所有土地利用/覆盖类型中,建设用地的动态度最高且在整个研究时期内变化速率都保持在较高水平,综合动态度最大的时期为2010-2019年。3）土地利用/覆盖转移矩阵主要表现为耕地、林地、草地、裸地之间的转入与转出以及其他土地类型向建设用地的转入。4)2019年整体的生态风险值较2005年明显上升。其中低风险区和较低风险区面积最多,转化最频繁;中等风险区、较高风险区和高风险区面积虽然较少,但都存在不同程度的增长。...     

基于随机森林的高寒湿地地区土地覆盖遥感分类方法

高寒湿地是青藏高原典型独特的生态系统,是全球气候变化的敏感地带和预警区。利用遥感技术快速、准确地分类提取高寒湿地的土地覆盖信息,对当地生态安全监测和保护具有重要意义。本文以若尔盖湿地国家级自然保护区为研究区,首先,以高分一号(GF-1)遥感影像为数据源,融合光谱特征、水体指数、地形特征、植被指数和纹理信息等26个变量进行随机森林(Random forest,RF)分类实验;然后,根据袋外数据(Out of bag,OOB)的特征变量重要性得分和精度评价结果,选出高寒湿地地区土地覆盖类型的最优分类方案和特征;最后,对特征变量进行降维,并基于相同的变量,采用极大似然法(Maximum likelihood classification,MLC)、支持向量机(Support vector machine,SVM)、人工神经网络(Artificial neural network,ANN)和RF等方法进行分类,比较不同方法的优适性。结果表明:结合GF-1影像光谱、水体、植被、纹理特征和地形信息,使用26个变量的RF模型的分类精度最高,总体精度(Overall accuracy,OA)为90.07%,Kappa系数为0.86;通过RF模型的变量重要性分析可以有效选出重要的特征信息,在降低特征变量维度的同时,还能保证较高的分类精度; 4种分类方法中,RF算法是高寒湿地地区较合适的分类方法,OA比MLC基准方法高17.63个百分点,比SVM和ANN等机器学习算法分别高6.98、6.56个百分点。     

我国草地遥感科学发展的轨迹、内涵及展望

在全面总结国内外草地遥感科学发展的成功经验和多年研究探索的基础上,提出了我国草地遥感科学的概念和体系,并系统地论述了我国草地遥感科学发展的过程、内涵与特点及前景展望,为草地遥感技术和科学的进一步发展提供了理论依据.     

基于多源遥感数据的高寒草地生物量反演模型精度——以夏河县桑科草原试验区为例

基于MODIS、Landsat-8 OLI和HJ-1A/1B CCD卫星遥感资料,结合2013-2014年甘南州夏河县桑科草原试验区野外实测数据,建立了高寒草地地上生物量遥感反演模型,筛选出基于不同遥感资料植被指数的生物量最优反演模型,比较分析了生物量最优模型的空间效应。同时,分析了2000-2013年基于MODIS植被指数估算的试验区产草量的年际变化特征。结果表明,草地生物量最优反演模型为基于Landsat-8 OLI NDVI数据的对数模型(y=727.54lnx1+495.23,R2=0.772,RMSE=31.333 kg DM·hm-2);在30和250 m空间分辨率下,基于MODIS NDVI及EVI、Landsat-8 OLI NDVI和HJ-1A/1B CCD NDVI最优模型估算的生物量均高于实测生物量,其中Landsat-8 OLI NDVI数据估算的草地生物量与实测生物量值最接近;2000-2013年试验区草地总生物量整体上具有显著增加的趋势(R2=0.590 7,P0.001),平均增加速率达50.57 kg DM·hm-2·a-1。     

北大营示范场黑麦草引种与品比试验研究

利用1998年2－11月在云南省北大营示范场引种的10个黑麦草品种的观测资料，统计分析了在高、中、低3种施肥水平下黑麦草的累计产量、月平均产量及其生长速度的变化规律，研究了影响产量的主导因子及其监测模型。结果表明，在10个品种中，伯生（Bison Intermdiate）及安巴瑟（Embassy）具有良好的生产性能。黑麦草产量主要受气候、土壤肥力及品种等因素的影响，其中测草盘高度、降水量、蒸发量、日照时数和牧草生长天数等5个因子，可以较好地模拟、评估黑麦草产量的变化动态。     

遥感技术在草地资源管理上的应用进展

草地资源的发展和管理依赖于日益发展的科学技术。遥感技术可以提供许多信息用于研究草地资源管理方面的各种变化,我们期望,将来会有越来越多的草原管理专家,具有遥感方面的专长。这方面的训练和培训,除了航片的判识外,还将包括数字图形分析技术、日益广泛应用的地理信息系统、机载视频遥感以及正在发展的高分辨率系统等。遥感数据,可以从航空航天这两种飞行器上得到,用于草地资源的调查,评价和监测;将这些遥感资料与其他资料相结合,可极大地支持和完善草地资源的使用、维护和管理方面的决策技术。     

基于路网的石羊河流域乡镇空间测度

道路交通的通达性是城市空间相互作用和经济联系的重要前提。本研究利用ArcGIS的网络分析和空间分析功能在对石羊河流域公路交通网络通达性定量评价的基础上,采用引力、潜力和场强模型对区域内7个县（区）的空间相互作用程度、城市潜力值和城市的辐射场强进行定量测度和比较分析。研究发现,凉州区对区域内城市作用力最强,城市对外相互作用潜力大,辐射带动作用强度高。区域整体上形成了以金川区、凉州区为中心的辐射中心,其对区域内其他县、区的辐射强度随交通距离增加和道路通达性降低而不断减小。     

基于AMSR-E数据的微波植被指数与MODIS植被指数关系研究

利用青南牧区2007－2010年的AMSR E亮温数据计算了相应的微波植被指数（Microwave Vegetation Index,MVI）,对MVI的月季动态变化特征进行了分析,同时结合相同时间序列的MODIS NDVI和EVI数据,对比分析了MVI和MODIS植被指数之间的相关关系,筛选出NDVI反演模型,并对模型的精度进行了评价。结果表明,MVI值随着植被的生长而降低;MVI与NDVI、EVI均有显著的线性负相关。其中,升轨低频MVI与NDVI的相关性最好,相关系数为0.58（P＜0.001）;MVI与MODIS植被指数之间的最优模型为NDVI=-0.85×MVI+0.84;利用最优模型将反演的NDVI与MODIS NDVI进行比较,两者差异较小,说明这一模型能较好地反映2种植被指数的关系。     

黄土高原沟壑区环境与牧草适宜性的调查分析

2003年6-7月,对黄土高原地区甘肃庆阳宁县瓦斜乡东风沟内的天然植被进行了种类和盖度的调查.结合调查数据,根据草地资源调查规划学原理对生态系统健康状况与草地退化程度进行了评价,提出该区退化草地生态系统培育与恢复、退耕还草区域环境改良的建议.查询"中国草业开发专家系统"后,根据该软件中"牧草栽培"与"草原综合顺序分类"模块提供的专家建议,比较实验数据,做出牧草适宜性分析.