基于卫星遥感的黄三角濒海区土壤水盐及其耦合关系时空分析

水盐时空特征及耦合关系是盐渍化土壤治理和区域生态保护管理的重要基础。本研究选择黄河三角洲代表性濒海区域——垦利区,采用野外实测与遥感影像相结合的方法,筛选相关性较高的土壤水盐光谱参量,基于敏感光谱参量构建土壤水盐定量遥感反演模型,利用经典统计分析、耦合度模型、缓冲区分析、支持向量机分类等方法,分析研究区土壤表层水盐时空分异特征及其耦合关系。结果表明:基于水分敏感光谱指数LSWI、NDII和盐分敏感光谱指数SI-T、NDSI建立的各季节土壤水盐估测模型,验证集R2均大于0.650,RMSE均小于7,Sig<0.001;研究区土壤水盐含量总体较高,含盐量以中度盐渍化为主;不同季节土壤含水量排序为夏季>春季>秋季>冬季,土壤含盐量排序为春季>秋季>冬季>夏季,水盐耦合度排序为春季>秋季>冬季>夏季;不同植被类型土壤含水量排序为荒草地>光板地>耕地>林地,土壤含盐量排序为光板地>荒草地>耕地>林地,水盐耦合度排序为光板地>荒草地>耕地>林地;由近海到内陆,研究区土壤表层含水量、含盐量以及水盐耦合度呈现逐步递减的趋势,但土壤含盐量在距海>40~50 km处、含水量在距海>30~40 km处明显上升,耦合度也有所提高。本研究提供了濒海区域土壤水盐及其耦合关系的高效定量时空分析方法,研究结果可为滨海盐碱土改良利用与资源管理提供参考和依据。

垦利县冬小麦面积的卫星遥感与分布动态监测技术

应用陆地卫星 TM资料和遥感图像处理 ENVI3.2软件 ,以监督分类波谱角法、人机交互等方法提取冬小麦面积及分布信息。采用图像复合分类监测、比值 (差值 )图像监测、分类结果叠加监测和信息复合人机交互目视提取等方法研究了垦利县 1987～ 1998年冬小麦播种面积及其空间分布的动态变化。结果显示 ,垦利县冬小麦播种面积呈不断增加的趋势 ,11年间共增加了 112 64.5 hm2 ,其中从 1992～ 1996年增加幅度较大。麦田面积的增加主要在垦利县中部和靠近黄河口的两侧地区 ,其减少则主要分布于西南和东北两个原小麦集中分布区。

卫星遥感影像中耕地信息的自动提取方法研究

以县 (市区 )为基本单位 ,采用遥感图像处理ENVI3.2软件和TM资料 ,进行了 7个县 (市区 ) 10个时相的耕地信息自动提取技术研究。结果证明 ,选择春季时相 ,TM 432波段合成 ,经几何校正和增强处理 ,通过交互的非监督分类提取耕地信息 ,可以获得满意的结果 ,平均分类精度达到 98.2 2 %

基于中高分辨率卫星遥感数据的县域冬小麦估产

随着人口的增加和耕地面积的不断减少,粮食安全问题一直备受关注。该文以山东省广饶县为研究区,探讨基于中高分辨率卫星遥感数据的县域冬小麦估产技术。采用陆地卫星和中巴资源卫星(CBERS)中高分辨率遥感图像,选择冬小麦信息较为突出的4个相似时相,经几何精校正、掩膜、相对辐射校正等预处理,在分析研究区典型地物光谱特征的基础上,采用决策树分类方法提取冬小麦种植面积。同时,利用植被指数变化规律对各时相植被指数进行修正,根据植被指数分布情况及其与产量的关系,分别构建了基于像元比值植被指数之和(∑RVI)及不同长势区归一化植被指数(NDVI)的冬小麦估产模型。结果显示:各时相冬小麦种植面积的提取精度均在96%以上,且具有较好的空间精度;二种估产模型的估产精度分别达到了96%以上和94.74%,效果较好。研究为县域冬小麦产量的预测提供了有效方法,能更好地指导冬小麦生产和粮食政策的制定,对区域农业可持续发展和粮食安全有积极价值。

基于卫星遥感数据的河口区生态环境状况评价——以黄河三角洲垦利县为例

利用黄河三角洲地区中巴资源卫星多光谱影像数据,通过遥感技术方法提取反映生态环境状况的土地退化指数、植被指数、水体密度指数及人类活动指数,对垦利县生态环境进行了定量评价.结果表明,垦利县生态环境状况整体偏差,优、良等级的土地面积仅占全县的24.64%,主要为分布在东北部林地及西南部和中部的部分农用地;中等地面积占44.08%,分布在东部沿海滩涂,西部、中部、东北部的农用地有少量分布;差、劣等级的土地面积占总面积的30.12%,主要为分布在中部和北部的盐荒地.

利用ENVI软件卫星遥感耕地信息自动提取技术研究

利用美国陆地卫星的TM图像资料 ,对山东省桓台县和垦利县TM图像资料进行计算机几何校正和不同的增强处理 ,以分类和非监督分类两种方法提取耕地信息。桓台县两种方法都取得较好的结果 ;垦利县由于地处滨海盐渍土地区 ,光谱差异性小 。

黄三角濒海区土壤盐渍化的驱动力分析及预测模拟

摸清土壤盐渍化的发生机制是盐渍土改良利用的重要基础。本文选取了黄河三角洲濒海区-垦利区为研究区,首先通过地理探测器分析蒸发量、降水量、地下水埋深、地下水矿化度、土壤粘粒含量、相对高程、植被覆盖度、距海远近8个因子对土壤盐分的影响力大小,进而进行主要驱动力的筛选;接着分别构建了MLR、PLSR、BPNN和SVM模型,并选取精度最高的模型实现土壤盐分预测模型的构建;最后在地下水变化情形下分别设定对照组、地下水位下降0.5 m和上升0.5 m 3种情景,进行了土壤盐分的情景模拟。地理探测器中因子探测结果显示,不同影响因子对土壤盐分的影响力大小为地下水矿化度>植被覆盖度>地下水埋深>距海远近>粘粒含量>地表高程>降水量>蒸发量;交互作用探测结果显示,地下水因素、植被覆盖度、距海远近之间的交互作用影响力较强,确定地下水矿化度、地下水埋深、植被覆盖度、距海远近为土壤盐分主要驱动因子;精度最高的预测模型为BP神经网络模型,模型建模集R2为0.8847,RMSE为1.1350,验证集R2为0.7999,RMSE为1.1204;地下水情景模拟结果显示,适当降低地下水位可以改善土壤盐渍化状况,水位下降时轻度、中度、重度盐渍土和盐土的变化率分别为0.22%、-5.46%、15.28%、-10.04%;水位升高时轻度、中度、重度盐渍土和盐土的变化率分别为-0.02%、-14.77%、22.51%、-8.02%。本文筛选出土壤盐分的主要驱动因子,构建了最佳预测模型,并根据设定的情景对土壤盐分进行模拟分析,为黄河三角洲土壤盐渍化的调控及防治提供了依据。

中国干旱半干旱区2000-2020年土地利用与景观格局演变特征及驱动力分析

中国干旱半干旱区土地利用及景观格局变化对西北干旱区生态维护与经济发展发挥着重要的作用。本文从土地利用变化和景观格局变化两个角度,利用GIS技术和Fragstats4.2软件,对我国2000-2020年干旱半干旱地区的土地利用和景观格局指数进行分析,对21年间的土地利用和景观格局变化模式进行研究,发现:(1)土地利用变化较为显著,且在全时段处于不平衡状态,草地与未利用地双向转换频繁。未利用地面积减少和建设用地面积增加为主要特点,建设用地面积变化幅度最大、动态度最强。(2)我国干旱半干旱区景观在整个研究期间呈现破碎化程度增加、异质性降低、形态日趋复杂的特点(3)土地利用变化深刻影响景观格局,人类活动是土地利用转变的重要驱动因子。人类对该地区土地利用程度的不断提高所造成的景观破碎程度的增加以及该地区景观优势度的直接改变,也从另一个侧面印证了景观格局改变的重要推动因素是人类活动。

黄三角濒海区不同土层土壤盐分影响因素及预测模型

摸清土壤盐分的影响因素是盐渍化土壤改良利用的重要基础。以黄河三角洲濒海垦利区为研究区,选取地下水、植被、地貌、离海距离4个方面的影响因子,确定了地下水埋深、地下水矿化度、植被类型、植被覆盖度、地貌类型、相对高程、离海距离7个指标,分析了各指标与土壤含盐量之间的关系,通过灰色关联分析法筛选出土壤盐分的主要驱动因子,进而构建了不同深度土层土壤含盐量的多元线性回归预测模型。结果表明,地下水埋深与各土层含盐量为指数函数负相关,植被覆盖度、相对高程和离海距离与各土层含盐量均为幂函数负相关,地下水矿化度与各土层含盐量呈指数函数正相关,且随着土层深度的增加各指标与含盐量的相关性逐渐减弱;各土层土壤盐分与各影响因子关联度的排序均为地下水矿化度>植被覆盖度>地下水埋深>相对高程>离海距离,土壤盐分的主要驱动因子一是地下水矿化度和埋深,二是地表植被覆盖度;基于地下水矿化度、植被覆盖度、地下水埋深三因子构建的0~15 cm、15~30 cm、30~45 cm、45~60 cm土层土壤盐分的多元线性回归模型均为最佳盐分预测模型,模型的决定系数(R2)分别为0.742,0.777,0.794和0.828,均方根误差(RMSE)分别为2.079 5,2.081 9,1.868 3和1.623 6,验证集的R2分别为0.712,0.756,0.813和0.883,RMSE分别为1.952 0,1.879 7,1.728 9和1.227 3。

基于TM图像和GIS的土地利用/覆被变化及其环境效应研究

选择黄河三角洲垦利县为研究区,采用1987～2000年4个时相的TM数字图像,以基于知识与规则的分类方法提取土地利用/覆被信息,分析研究区土地利用/覆被的时空变化.通过筛选环境脆弱性因子,建立评价指标体系,进行了研究区环境脆弱性评价.在此基础上,通过空间叠加、缓冲区及相关分析模型,系统分析了土地利用/覆被及其变化对环境脆弱性的影响.结果显示,从1987～2000年,研究区土地利用/覆被变化明显,尤其旱地、林草地、盐荒地和滩涂转换频繁,总体生态环境表现出较强的脆弱性及明显的空间规律性;环境脆弱程度与林草地、盐荒地、水域和滩涂4种类型的面积,以及与林草地-旱地、盐荒地,盐荒地-滩涂间的转换高度相关.同时土地利用/覆被与离黄河和渤海的距离及相关水土环境条件关系密切.该研究对环境脆弱区土地利用/覆被变化及其环境效应的定量研究有借鉴意义.

遥感和GIS支持的土地利用动态监测研究——以黄河三角洲垦利县为例

以黄河三角洲垦利县为例 ,对比分析了目视解译、机助分类等遥感土地利用信息提取方法 ,采用 1981、1991和 1995年 3时相土地利用现状信息 ,研究确定了统一的监测分类系统 ,提出了土地利用面积及其空间分布动态监测方法 .在此基础上 ,分析了垦利县地类面积增减变化 ,在GIS支持下分析了 1981～ 1995年土地利用空间动态变化 ,同时进行了实地监测点土地利用变化分析 ,探明了该县土地利用动态变化规律 .

GIS支持下的黄河口近期淤、蚀动态研究

以遥感和地理信息系统（ＧＩＳ） 技术研究了黄河口１９８６ 年５ 月至１９９６ 年１０ 月淤积与侵蚀面积的变化及其空间动态。结果显示：黄河口１９９０ 年１ 月以前以淤积为主，而１９９０ 年１ 月以后则以侵蚀为主，河口向渤海推进的速率也呈明显降低的趋势。侵蚀主要发生于河口北部和西南部，淤积的主要部位是河口嘴部及其南部。

GIS支持下的定量化、自动化农用土地评价方法的探讨

进行了地理信息系统（ Ｇ Ｉ Ｓ）支持下的农用土地定量化、自动化评价方法研究。以 Ｇ Ｉ Ｓ叠加分析模型，通过图形与其相应属性库的对应统一，采用回归分析、聚类分析等定量模型，实现了农地评价中评价单元划分、数据提取、参评因素选取及权重确定、评价与分等定级一系列的定量化、自动化评价流程。以山东垦利县为例，根据农地自然质量评价、经济评价以及潜力评价的要求，制订了相应评价标准、定量技术方法，取得了良好效果。

耕地不同利用方式下的土壤养分状况分析

以山东青州市为例,在对耕地土壤养分状况进行全面的调查分析,获取大量土壤养分数据的基础上,以数理统计方法对5种耕地利用方式下17种土壤养分状况的差异性进行分析,进而系统地探讨了耕地不同利用方式对土壤养分状况的影响。研究结果表明:耕地不同利用方式对土壤有机质及大量元素、交换性钙、镁、有效硅、锌、硼、土壤pH值和全盐含量有显著影响。由于菜地高施肥量及高产出的影响,大部分菜地土壤养分的含量明显高于粮田,但有效硅含量粮田则远高于菜地。粮田土壤pH值高于菜地,全盐含量菜地高于粮田。在旱地、水浇地粮田和露天菜地中有效磷含量变异最大,但设施菜地中全氮、有效硫含量的变异最大。研究结果对于探明耕地利用对土壤的养分状况的影响,对研究区耕地资源的合理利用与保护将具有积极意义。

黄河口耕地遥感动态监测及其生态环境安全分析

采用多时相陆地卫星TM数据,以分类后比较法和历史土地利用专题图支持下的目视检测方法进行黄河口耕地变化动态监测。建立了基于TM数字图像的耕地变化及其相关自然和人为因素变化的指标,对与耕地变化相关的自然环境要素变化及人为影响进行了分析。结果表明:从1987～1998年,垦利县耕地增减变化较大,面积减少了5321.8hm2,平均每年减少483.8hm2。耕地的变化反映出该区土壤盐渍化的加重和水源的匮乏,以及人为不良活动的影响。在此基础上提出了该区生态环境安全的对策措施。

冬小麦遥感估产研究进展

本文对冬小麦遥感估产的研究现状及进展进行了分析。内容包括应用的信息源类型、冬小麦产量估测模型的建立、冬小麦面积信息的提取等 。

黄河三角洲垦利县土地利用的系统动力学仿真模拟研究

通过对黄河三角洲垦利县土地利用系统的总体分析，建立了该县土地利用系统的系统动力学仿真模型．以该模型模拟了四种不同水平下土地利用系统的发展动态，在此基础上确定了适宜的土地利用方案．

GIS支持下的马尔柯夫链模型模拟垦利县土地利用空间格局变化

作者在ＰＣＡＲＣ／ＩＮＦＯ支持下，通过对垦利县１９９１和１９９５年土地利用现状图的叠加分析提取各地类转化信息，以马尔柯夫链模型模拟了垦利县土地利用格局的变化。结果表明，垦利县土地利用呈现出耕地（尤其是旱地）减少、盐荒地增加、林草地减少的发展趋势。最终将形成以盐荒地占主导地位，耕地面积小，林草覆盖差的土地利用格局。

基于Sentinel卫星及无人机多光谱的滨海冬小麦种植区土壤盐分反演研究——以黄三角垦利区为例

【目的】探究黄河三角洲麦田土壤盐分准确高效的遥感提取方法,掌握土壤盐渍化程度与分布。【方法】以垦利区为研究区,均匀布设冬小麦种植区样点77个,同时设置代表性试验区2个,网格布设样点99个,实测采集麦田土壤表层盐分数据及试验区无人机多光谱图像。筛选红、绿、红边、近红4个波段及SI、NDVI、DVI、RVI、GRVI 5个光谱指数中的敏感光谱参量,采用逐步回归、偏最小二乘法、BP神经网络及SVM支持向量机4种方法建立土壤盐分估测模型,使用波段比值均值法得到Sentinel-2A卫星影像相应波段的修正系数,进而将筛选的土壤盐分估测模型转换为基于卫星影像的反演模型,经麦区实测样点数据验证,得到最佳的麦区土壤盐分反演模型,实现试验区和研究区2个尺度的麦田土壤盐分反演。【结果】无人机4个波段及光谱指数NVDI、RVI、SI与土壤盐分含量相关性显著,4种建模方法的13个模型中,以NDVI、RVI、SI建立的4个指数模型的建模及验证R2均优于其他模型;对4个模型进行升尺度修正及验证,效果最佳的反演模型为偏最小二乘法光谱指数模型:Y=-9.4774×NDVI1+0.4794×RVI1+3.0747×SI1+5.0604,验证R2为0.513,RMSE为1.379;利用该模型反演得到了试验区及整个研究区麦田土壤盐分等级分布图,结合实测插值及调查结果,证明反演模型及空间分布结果准确、可靠。【结论】本研究构建了卫星、无人机一体化的滨海麦区土壤盐分反演模型,对滨海盐渍区农作物的生产管理有积极参考价值。