基于无人机影像的冬小麦株高提取与LAI估测模型构建

株高和叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)反映着作物的生长发育状况。为了探究基于无人机可见光遥感提取冬小麦株高的可靠性,以及利用株高和可见光植被指数估算LAI的精度,本文获取了拔节期、抽穗期、灌浆期的无人机影像,提取了冬小麦株高与可见光植被指数,使用逐步回归、偏最小二乘、随机森林、人工神经网络四种方法建立LAI估测模型,并对株高提取及LAI估测情况进行精度评价。结果显示:(1)株高提取值Hc与实测值Hd高度拟合(R^(2)=0.894,RMSE=6.695,NRMSE=9.63%),株高提取效果好;(2)与仅用可见光植被指数相比,基于株高与可见光植被指数构建的LAI估测模型精度更高,且随机森林为最优建模方法,当其决策树个数为50时模型估测效果最好(R^(2)=0.809,RMSE=0.497,NRMSE=13.85%,RPD=2.336)。利用无人机可见光遥感方法,高效、准确、无损地实现冬小麦株高及LAI提取估测可行性较高,该研究结果可为农情遥感监测提供参考。

低空遥感技术在水土保持规划设计中的应用研究

为满足水土保持规划设计对数据高精度、高效率及现势性要求,并探究低空遥感技术在水土保持规划设计中的应用前景,本研究以榆林市横山区鲍家寺景区为研究区,基于数字正射影像(DOM)和数字高程模型(DEM)构建三维模型和矢量图。结果表明:与公开获取的遥感数据在时效性、分辨率和精度方面进行对比分析发现,公开获取的实验区遥感影像偏移量中误差约为1.75 mm,低空遥感获取的实验区影像偏移量中误差约为0.47 mm,低空遥感影像较谷歌等可公开获取的影像精度更高、分辨率更好、时效性更强。

安徽省气象干旱扰动下植被响应状况评价

为定量探究安徽省气象干旱扰动下植被响应状况,利用2000—2020年气象站点数据和MODIS数据,分别计算气象干旱综合指数MCI和植被状态指数VCI,采用趋势拟合与相关性分析等方法,从灌溉区与雨养区差异与作物类型差异着手分析,结果表明:与灌溉区相比,雨养区植被长势与气象干旱相关程度明显更高,集中分布在淮河以北和东南部地区,4—5月最为明显;从作物类型差异看,3种主要作物植被长势对气象干旱的响应程度为水稻<玉米<小麦,实验结果可以为当地气象干旱应急管理提供参考。

杨凌区1990-2020年生态环境时空演变分析

基于GEE平台Landsat影像构建了杨凌区1990-2020年的遥感生态指数(RSEI),对生态环境进行监测评估,并结合Sen’s斜率、Mann-Kendall检验和Hurst指数进行时空过程分析。1990-2020年,RSEI均值从0.67降至0.55,先下降后不变,呈现西高东低的空间分布格局;生态质量变差面积从28.6%上升到60.6%,集中在城建区,变差重心东移,变好重心西移;生态环境质量变化趋势稳定,占68.59%,呈现持续性;社会经济发展对研究区生态环境质量存在负面影响,且人口指标的影响较大,得益于生态文明建设,2015年后生态环境状况得到稳定。杨凌区生态环境质量先退化后动态稳定,应控制裸地和建设用地面积,改善该地区生态环境水平。

黄土高原丘陵沟壑区坡地耕作方式对土壤侵蚀的影响研究

为研究耕作方式对坡耕地土壤侵蚀的影响,在黄土高原丘陵沟壑区选取典型坡耕地,采用示踪块法,对畜力横向犁耕、人力顺向掏挖、人力逆向锄耕和机械横向犁耕4种主要耕作方式在5°,10°,15°3种坡度条件下进行耕作侵蚀试验。结果表明:不同坡度条件下,耕作方式对土壤颗粒位移的影响较为显著,畜力横向犁耕、人力顺向掏挖和机械横向犁耕随坡度增大,示踪块位移增大;而人力逆向锄耕中,耕作使土块向上坡方向移动,但受重力影响,坡度越大,移动距离越小。同一坡度条件下,耕作模式所产生的水平位移由大到小依次是机械横向犁耕>畜力横向犁耕>人力顺向掏挖>人力逆向锄耕。4种耕作方式中,机械横向犁耕造成土壤颗粒位移和耕作侵蚀量最大,人力逆向锄耕影响最小。为减少耕作侵蚀,针对坡耕地尽可能采用少耕或免耕方式,以减少耕作侵蚀,在不增加劳动强度的情况下,10°以上坡耕地可采用人力逆向锄耕模式耕作。

基于遥感生态指数模型的杨凌农业高新技术产业示范区生态环境评价

[目的]定量揭示杨凌农业高新技术产业示范区(简称"杨凌区")生态环境质量的空间分布与变化特征,为该区及类似地区生态环境建设的规划和管理提供科学依据。[方法]本文基于Landsat8卫星影像,利用主成分分析的遥感生态模型进行分析。[结果]2013—2018年,杨凌区生态环境质量总体呈上升趋势,遥感生态指数均值由0.45升至0.50,呈上升趋势的面积为50.77km^2,占全区总面积的38%;杨凌区生态环境状况的空间分布具有向西北优而东南城区差两极扩散的趋势;干度分量对生态指数模型整体影响最大。[结论]杨凌区生态环境质量较差的区域主要集中在城区人为活动密集区和大型工业园区,体现出高度聚集的特点。在杨凌区未来规划和发展中,应控制并有效减小裸地和建设用地面积,重视生态景观和城区绿化。

相关规划产生水土流失影响评价研究

为了在生产建设中更好兼顾生态建设,对生产建设相关规划实施产生的水土流失问题进行科学客观的预测与评估,进而提出有效的治理手段和措施。该文在分析国外经验和做法,调研国内各地开展相关规划征求水土保持意见工作的基础上,采取查阅文献资料和专家咨询讨论的方式,遴选了相关规划产生水土流失影响的评价指标,构建了评价指标体系。并采用层次分析法确定了各指标权重。为相关部门制定规章制度和管理办法提供了技术支持,为各地相关规划征求水土保持意见工作的开展提供了技术支撑。

基于GIS技术的降雨对微地形地表糙度的影响

从微观上研究降雨过程中各个地表糙度的变化特征和规律,以杨凌坡耕地表层土为供试土壤,采用人工模拟降雨、GIS技术和激光扫描测量方法,通过室内试验与计算机模拟,研究了人工锄耕措施下雨强为60 mm/h,坡度分别为5°和10°的地表糙度变化特征,并进行了水文分析。结果表明:地表粗糙度溅蚀阶段的变化最为明显,随坡度的增大而增加;地形指数在细沟出现时变化最明显,其余阶段相对稳定;形状系数在溅蚀阶段达到最高值,随后逐渐减小,在细沟出现后,稳定在相对较低值。文中结果丰富了坡面径流理论,以期为研究区农业生产实践提供指导。

黄土区微地形降雨侵蚀量分形特征研究

为了确定黄土区坡地微地形降雨侵蚀量分形特征,采用黄土丘陵沟壑区坡地表层土为供试土样,设置4种耕作方式、5个坡度等级,进行室内人工降雨试验,得到了微地形的侵蚀量观测数据。应用R/S分析法对微地形的降雨侵蚀量进行分析,确定了Hurst指数。结果显示:不同耕作模式和坡度条件下微地形降雨侵蚀量拟合参数H都大于0.5(维数D<1.5),说明降雨侵蚀量存在着状态可持续性,下一时段的降雨侵蚀量与过去时段的变化趋势相同。

基于粮食安全视角的西北六省耕地压力评价

粮食安全事关社会稳定和人民幸福。本文基于最小人均耕地面积和压力指数模型,在不同生活水平和粮食需求条件下,对西北六省各县域耕地压力进行了测算评价。结果表明:西北六省的耕地压力变化情况总体表现为随着人民生活水平的提高,耕地压力指数均有所增加,但区域间差别明显;耕地压力呈现一定的地带规律性;多数县域耕地压力相对较小;人口密集、基础设施薄弱和耕地生产力低的区域,耕地压力较大。研究结果符合西北六省的基本情况。对保障西北六省粮食安全和耕地保护的理论研究及实践工作提供一定的依据。

水土保持技术服务信用评价的指标体系构建--以水土保持方案编制技术服务为例

[目的]规范水土保持技术服务市场行为,为中国水土保持方案编制技术服务信用评价工作的开展提供技术支持。[方法]在借鉴相关行业信用评价体系和理论分析的基础上,以水土保持方案编制技术服务为例,采用查阅相关文献资料、咨询专家和实地走访调研的方法。[结果]按照指标筛选原则和流程确定了7个Ⅰ级评价指标,21个Ⅱ级指标和47个Ⅲ级指标,形成了较为完善的水土保持方案编制技术服务信用评价指标体系。采用权值因子判断表法和层次分析法,分别确定了Ⅰ级指标的权重。[结论]本文构建指标体系中各个指标和权重是根据专家意见和实地走访调研的基础上进行遴选和确定的,具有较强的现实基础,可加快和推进中国水土保持技术服务信用评价工作的开展。

基于ArcGIS和DEM的水文地质分析方法初探

水文分析是由以往的水文资料推算未来极端水文事件发生的概率,为水利部门防洪抗旱提供依据。本文基于DEM数据进行水文分析的原理,以黄土高原陕西杨凌区为例,介绍了使用ArcGIS10.0进行水文地质分析的方法、步骤和流程,分析结果与该区实际情况基本一致。研究内容和结果为水文分析和险情预报提供了帮助和技术支持。

渭河干流杨凌段水边线提取及其分维数计算方法研究

利用RGB遥感影像和DEM数据,采用Sobel算子法、人工交互阈值分割法、DEM河网法和面向对象分类法提取渭河干流杨凌段水边线信息和分维数计算。结果表明:不同方法所提取的水边线的盒分维方程的判定系数差别不明显,且具有良好的提取效果;当数据精度较高,研究面积较小时,人工交互阈值分割法具有较高的提取精度,高分辨率RGB遥感影像也能用于提取水边线信息;研究区河流分维数在1.0~1.4之间,属于侵蚀发育阶段的幼年期;文中4种方法提取水边线均可行,在缺乏高精度DEM数据的情况下,采用RGB遥感影像也可以较好地提取水边线信息。

GPS测量原理及误差分析

GPS以其具有全能性、全球性、全天候、精度高、观测时间短、测站间不需要通视等优点,在众多领域中已经得到广泛应用。本文在探讨GPS定位原理的基础上,分析了GPS定位误差来源和分类,提出了消弱各类误差的方法和途径,为提高GPS定位精度提供了参考依据。

永寿县“十二五”期间坡耕地综合治理成效和经验

为掌握陕西省永寿县"十二五"期间坡耕地水土流失综合治理工程项目实施情况和效果,对永寿县坡耕地水土流失综合治理工程项目的成效进行了调研和分析。结果表明:项目区治理任务完成良好,成果保存率和合格率较高,项目区选择措施适宜,布设合理;蓄水能力和保土能力增加明显,粮食生产能力显著提高,但县级配套资金均未到位。在调研分析的基础上,总结了先进经验和做法,针对存在的突出问题提出了建议。

分布式水文模型建模过程研究

分布式水文模型以其具有明确物理意义的参数结构和对空间分异性的全面反映,可以更加准确详尽地描述和反映流域内真实的水文过程,从而成为水文研究的热点和前沿问题.在对水文模型详细分类的基础上,充分考虑和依据水文循环过程各个环节,总结了分布式水文模型建模的一般步骤和方法,提出了分布式水文模型建立和应用过程中存在的问题,指出了模型今后发展的方向.

黄土高原坡度因子的多重分形谱特征

[目的]有效科学量化地形因子,兼顾地物局部与整体的自相似性,总结黄土高原不同地貌区坡度地形因子的多重分形特点,为后续黄土高原地形因子相关研究提供参考。[方法]选取黄土高原不同地区数字高程模型(DEM)数据,采用盒维数计算多重分形谱方法,检验各研究区坡度数据的多重分形特征,对坡度因子进行多重分形运算,计算坡度分形体的多重分形谱和多重分形特征参数。[结果]最小坡度奇异指数变化范围在黄土塬区为(1.82~2.90),山地区为(1.92~2.43),变化幅度较大;黄土丘陵区和河谷平原区最小坡度奇异指数范围分别是(1.94~2.07)和(1.85~2.19),变化范围较小,地形较为均一。最大坡度奇异指数所对应的多重分形谱值最大值为1.63,在河谷平原区,最小值为1.57,在黄土塬区坡度最小地貌单元在河谷平原区所占比例最大,在黄土塬区所占比例最小。[结论]不同研究区的多重分形谱差异可以真实反映出地形复杂程度。与传统量化方法统计的结果对比,多重分形特征参数能够客观反映黄土高原不同地形区域的多重分形特征。

分布式水文模型的误差分析

分布式水文模型以其具有明确物理意义的参数结构和对空间分异性的全面反映,能够准确详尽地描述和模拟流域内真实的降水径流过程而被广泛需求和关注。在模拟土地利用、土地覆盖、水土流失等各种变化过程的水文响应,面源污染、陆面过程、气候变化影响评价等诸多领域都有广泛的应用。模型的预报精度和误差至关重要,决定了模型的应用和推广。在分析分布式水文模型建立和验证过程的基础上,提出了模型的4类误差来源:被排除在外的因素引起的误差,实测历史记录资料的随机或系统误差,参数误差和模型结构误差,讨论了各类误差的分析与计算方法,为模型的发展和成长提供了依据。

基于地统计学的微地形坡地探索性空间数据分析

为探究微地形在降雨各个阶段的变化规律,进而为坡耕地农业生产和水土保持提供分析依据和帮助。笔者研究基于黄土高原坡耕地室内人工模拟降雨实验,通过三维激光扫描器获取降雨过程不同阶段地面高程数据,以地统计学和地理信息系统为平台,采用探索性空间数据分析方法对降雨过程中坡度为15°的微地形进行趋势性、各向异性和空间自相关分析。结果表明:降雨前后相同方向上微地形起伏趋势变化不显著,不能在Arc GIS中体现;降雨不同阶段各个方向存在各向异性和各向同性,其中雨前阶段0°和135°、45°和90°两组方向表现为各向同性,而两组之间的方向组合都表现为明显的各向异性,其中0°和135°的变异性要明显大于45°和90°;微地形的空间自相关性与采样间距密切相关。研究结果为认识坡面产流产沙规律提供了技术支持,以期为坡耕地农业生产提供帮助。

基于地理格网的韩城市土地生态安全评价

为客观评价韩城市土地生态安全,本文借助遥感ENVI软件、GIS软件,结合PSR模型选取13个生态安全评价指标,采用层次分析法确定权重,利用生态安全综合评价模型对韩城市土地生态安全进行分级并评价。结果表明韩城市土地生态安全指数为0.211489~0.678176,整体土地生态安全水平良好,局部呈现不安全状况。其土地生态安全存在明显的空间分异特征,呈现环状布局,从中心向四周土地生态安全等级越来越高。乡镇土地生态安全中,板桥镇状况最好,桑树坪镇次之,新城办与金城办土地生态安全状况较差。