高分六号遥感影像植被特征及其在冬小麦苗期LAI反演中的应用

高分六号(GF-6)遥感卫星是中国首颗精准农业观测的高分卫星,与高分一号(GF-1)组网运行,除具有与GF-1 WFV传感器相同的波段外,国内首次增加了能够有效反映作物特有光谱特性的红边波段。为评价高分六号卫星影像的农作物监测能力,以苗期冬小麦为研究对象,结合地面同步观测的冠层光谱和LAI实测数据,分析高分六号卫星影像的波段数量、波段光谱范围及新增的红边植被波段特征;通过提取GF-6 WFV影像中的反射率数据构建植被指数,借助人工神经网络,对比GF-6 WFV传感器不同植被指数组合构建反演模型的精度,以此探究GF-6 WFV红边波段在冬小麦苗期叶面积指数反演的应用能力。结果表明,高分六号遥感影像能较好反映真实的植被特征;同时在对冬小麦LAI反演时增加GF-6 WFV传感器的两个红边波段及红边植被指数数据,对苗期冬小麦LAI反演模型精度有较大的提高,R2分别调高12.48%,RMSE降低14.75%。

GF-1/WFV在玉米叶面积指数估算中的应用研究

叶面积指数(leaf area index,LAI)是植被冠层重要的结构参数之一,与冠层生理过程密切相关,也是植被遥感领域关注的重要参数之一。本研究对已在轨运行7年的高分一号卫星WFV传感器的植被监测性能进行评测,以吉林省农安县典型玉米分布区作为研究区域,结合地面同步观测的叶面积指数和冠层光谱等实测数据,借助归一化植被指数(NDVI)、比植被指数(RVI)、大气阻抗植被指数(ARVI)、土壤调节植被指数(SAVI)、修改性土壤调节植被指数(MSAVI)这5种植被指数,对比分析地面实测光谱与GF-1/WFV光谱对玉米冠层叶面积指数的估算能力。通过决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)、相对误差(RE)和预测残差(RPD)等参数筛选最优模型。研究结果显示,各种植被指数与LAI之间的相关性均表现为地面实测光谱高于GF-1/WFV星载光谱;对比不同植被指数与LAI的相关性发现,地面光谱和星上光谱构造的植被指数中,均表现为MSAVI与LAI的相关性最高;基于地面光谱和星上光谱的MSAVI构建的估算模型中,R2最高值所对应的函数类型不同,基于地面光谱的函数中,R2最高值对应的是指数模型,而基于GF-1/WFV星上光谱的函数中,二项式的R2最高。

宁夏阅海湿地水质评价及其空间差异性研究

为了进一步查明水深、芦苇分布、进水口、排水口分布等因素对宁夏阅海湿地水质的影响程度,于2019年春季(5月)、夏季(8月)、秋季(11月)分别对阅海湿地水质按《地表水环境质量标准(GB3838-2002)》进行了14个水点采集分析,利用模糊综合评价法对湿地水质的空间分布差异性特征进行了评价。结果表明:(1)阅海湖泊水质指标季节分布特征为,各水质指标大多介于Ⅲ~Ⅳ类水质。其中,5月水质最差,11月相对较好,8月居中。(2)阅海湖泊水质指标空间分布特征为,5月阅海水体在浅水区属于Ⅱ类水质,在芦苇区、入水口、深水区属于Ⅳ类水质;8月在深水区、芦苇区属于Ⅳ类水质,在入水口属于Ⅰ类水质,在其他区域均属于Ⅲ类水质;11月在入水口属于Ⅳ类水质,其余区域属于Ⅲ类水质。(3)阅海湖泊水质指标的时空变化与旅游活动、人工补水、鸟类栖息繁衍等外源输入、自然和人为原因对湖泊底泥的扰动有关。研究结果对阅海湿地等干旱区水资源的管理以及生态环境治理均有一定的参考作用。

宁夏阅海底泥重金属空间分布特征及来源解析

为了解宁夏阅海底泥重金属污染现状及其潜在生态风险,解析其重金属污染物来源,结合环境现状,分区域采集14个底泥样品,分析底泥理化性质。运用Arcgis反距离空间插值法(IDW)研究阅海底泥重金属元素空间分布特征,采用地累积指数法和Hakanson潜在生态危害指数法对其污染状况和生态风险进行评估,并利用相关性、主成分以及聚类分析等方法对阅海底泥重金属来源进行解析。结果表明,阅海底泥中汞(Hg)和钴(Co)元素平均含量分别为0.16 mg/kg和19.23 mg/kg,分别达到背景值的5.16和2.24倍,其他重金属元素铅(Pb)、铜(Cu)、砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)含量均超过银川平原引黄灌区土壤对应元素背景值含量;阅海底泥重金属空间分布差异性显著,各重金属元素在芦苇分布区域富集趋势十分明显;重金属元素污染程度表现为:Hg>Co>Pb>Cu>Cd>As>Cr,综合潜在生态风险均值达到277.21,属中等生态危害范畴,其中Hg元素超标严重,贡献率达74.42%。阅海底泥重金属Cr和As元素受自然背景影响明显,而Hg、Co、Pb、Cu和Cd元素则主要来源于鸟粪排放以及人类活动。

宁夏清水河流域氟化物(F^-)的时空分布特征及其影响因素

通过清水河流域2018年7月和11月的监测数据,结合气候、水文地质背景分析,结果表明:1)氟浓度(F^-)的时间分布呈现7月洪水期小于11月枯水期的特征,反映出流域降雨量及地表径流量对氟化物(F^-)浓度的控制作用明显;2)洪水期氟化物(F^-)浓度支流大于干流,空间上呈现上游大于下游的特点;枯水期干流大于支流,下游大于上游的特点,这与支流汇入产生的叠加效应、流域气候等因素有关;3)相关性分析和聚类分析表明,流域氟化物(F^-)的富集与SO■、K^+、pH、HCO3^-等因素有非常密切的关系,这与流域区域自然环境背景相吻合。