应用集合卡尔曼滤波算法对土壤呼吸速率同化及NEP估算

为了对净生态系统生产力(NEP)进行准确估算,以长白山通量观测站观测数据为基础,构建土壤温度、湿度耦合因子的更新模型(线性函数、指数函数、二次式函数),结合集合卡尔曼滤波算法(EnKF)获取高精度土壤呼吸速率数据,应用陆地生态系统碳循环综合模型(InTEC模型)准确估算NEP。结果表明:二次式模型的EnKF算法同化结果估算效果最好,决定系数(R^(2))为0.782,均方根误差为52.90 g·m^(-2)·a^(-1);指数模型EnKF算法同化结果估算值的R^(2)为0.755,均方根误差为56.47 g·m^(-2)·a^(-1);线性模型EnKF算法同化结果估算值的R^(2)为0.742,均方根误差为62.80 g·m^(-2)·a^(-1)。选取二次式模型优化后的土壤呼吸速率数据,InTEC模型模拟长白山通量观测站长时间序列净生态系统生产力的R^(2)为0.900,均方根误差为61.77 g·m^(-2)·a^(-1);InTEC模型模拟东北三省森林生态系统2003—2010年的净生态系统生产力年均值,由初始模拟的30.07 g·m^(-2)·a^(-1),经EnKF算法更新后提升到176.87 g·m^(-2)·a^(-1)。因此,采用EnKF更新土壤温度-湿度耦合因子获取的土壤呼吸速率数据,能够提高InTEC模型估算NEP的精度,为大区域尺度森林生态系统NEP估算提供技术支持。

基于PROSPECT+SAIL模型的森林冠层叶绿素含量反演

森林冠层叶绿素含量直接反映着森林的健康和胁迫情况。叶绿素含量的准确估测,更是研究森林生态系统循环模型的关键。文章以PROSPECT+SAIL模型为基础,从物理机理角度反演森林冠层叶绿素含量。首先利用PROSPECT和SAIL模型模拟叶片水平和冠层水平的光谱,并建立叶片水平叶绿素含量的查找表反演叶片叶绿素含量,然后结合森林结构参数Leaf Area Index(LAI)实现叶片尺度与冠层尺度叶绿素含量的转化,从Hyperion影像反演研究区域冠层水平叶绿素含量。结果表明,叶绿素含量的主要影响波段为400～900nm;PROSPECT模型模拟的叶片光谱和SAIL模型模拟的冠层光谱均与实测光谱拟合效果较好,相对误差分别为7.06%,16.49%;LAI反演结果的均方根误差RMSE=0.5426;利用PROSPECT+SAIL模型可以较好地反演森林冠层叶绿素含量,反演精度为77.02%。

森林冠层氮含量遥感估算

使用高光谱数据估算叶片与冠层尺度的森林氮含量.首先采用基于高斯误差函数的BP神经网络Erf-BP建立叶片尺度氮含量的遥感估算模型;其次根据几何光学模型原理,推导冠层光谱与叶片光谱的尺度转化函数,将Hy-perion影像的冠层光谱转换到叶片尺度并反演叶片尺度的氮含量;最后,利用森林结构参数LAI得到研究区域冠层尺度氮含量.结果表明,隐含层包含8个神经元的Erf-BP模型最优,检验精度为76.8597%;利用尺度转化函数估算670 nm和865 nm冠层光谱与实测光谱决定系数为0.5203和0.4117;反演叶片尺度氮含量与实测数据的决定系数为0.7019;该方法为高精度快速估算叶片和冠层尺度森林氮含量提供参考.

基于Hyperion数据的森林叶绿素含量反演

利用高光谱分辨率的Hyperion数据进行叶绿素含量的分步反演。首先建立叶片水平叶绿素含量反演模型,然后在Hyperion数据处理的基础上利用几何光学模型4-scale,结合查找表的方法,将Hyperion数据的像元反射率转化为叶片反射率,从影像上反演叶片水平的叶绿素含量。结果表明,采用分步反演得到叶片水平叶绿素浓度的方法效果较好,反演的结果与地面实测值之间的相对误差为16.27691,精度达到79.6593%。

基于决策树方法的海岛土地利用分类研究

以山东省荣成市镆铘岛为例,利用SPOT 5卫星数据,探讨了基于决策树方法的海岛土地利用类型的遥感分类。结果表明,利用决策树分类方法进行海岛土地利用类型分类,可以得到较好的分类结果(分类的平均精度达到86.46%,Kappa系数为0.841 4);与其他分类方法比较,决策树分类法的分类精度有明显的提高,在海岛土地利用类型调查中具有较好的应用潜力。

森林叶绿素含量的高光谱遥感估算模型的建立

高光谱遥感提供一个通过窄波段的地物光谱反射率、诊断和检测植被叶绿素光谱特征波段的手段,为精确反演森林叶绿素含量提供更高光谱分辨率的数据。利用Epp-2000地物光谱仪测量叶片的反射光谱,并用SPAD-502对观测叶片进行叶绿素含量的同步测量;采用统计相关分析方法,分析叶片反射光谱、光谱特征参数及其各种植被指数与叶片叶绿素含量的相关关系,并建立相应的估算模型。结果表明:叶绿素含量的敏感性参数分别为Diff(R749)、Log(R466)、红边参数RVP以及比值叶绿素指数PSSR。通过多元统计回归分析,剔除不相关和存在共线性的参数后,得到叶绿素含量的估算模型为:SPAD=54.559-0.865×PSSR+65.146×Diff(R749)-6.030×Log(R466)-0.238×Rvp,模型及其参数均通过统计检验,模型的决定系数R2达到0.812,均方根误差RMSE=13.35379,模型精度为88.743258%。

应用GIS对农田防护林防风效能评价

农田防护林作为农林生态系统的重要组成部分,具有防止土壤风蚀,保护农田生态系统作用,也是保护区域农业安全生产的生态屏障。以黑龙江省克山县为研究区,结合野外调查数据,应用GIS对农田防护林防风效能进行空间评价。结果表明:摩擦衰减系数与相对风速具有一致的变化规律,相关系数为0.735(P<0.001),摩擦衰减系数作为相对风速的替代变量可以描述防护林的防风效能;借助于GIS强大的空间分析功能,结合野外调查数据,直观地反映了农田防护林的防风效能,以及不同位置关系农田防护林防风效能的空间变化特征。

“双一流”背景下研究生专业核心课程建设——以“现代测量与遥感技术”课程为例

“双一流”建设是中国高等教育改革发展的一次探索,是培养复合型人才的一次实践。研究生教育担负着为国家培养复合型人才的重任。研究生课程质量影响着高层次人才培养质量。文章以“现代测量与遥感技术”研究生专业核心课程为研究对象,从课程体系、课程内容、师资队伍和课程资源等角度,通过教学方法改革,探索研究生专业核心课程建设的方法和途径,总结课程建设经验,为研究生教育工作者和研究生导师开展课程建设与教学方法改革提供参考。

我国近海藻类养殖的碳汇强度估算

从海藻养殖群落的碳汇强度和近岸碳循环过程的角度出发,对当前海藻养殖碳循环的研究现状进行总结陈述,并根据最新公布的FAO数据,在综合考虑藻类产量和进入水体和沉积物中POC和DOC的基础上,对2009年全球和中国主要养殖藻类的固碳能力进行了初步估算。研究结果显示,2009年中国的海水藻类养殖固碳总量为78.38×104 tC,全世界的藻类养殖固碳量为127.25×104 tC。进一步探讨了影响海水养殖藻类碳汇强度的几个关键碳循环过程,对该领域内亟待开展的研究进行了展望。

利用大光斑激光雷达数据估测树高和生物量

通过对大光斑激光雷达数据GLAS波形的处理,建立模型反演树高、生物量并做精度检验,理论精度分别为93.7%和91.3%。结果表明:利用激光雷达数据反演树高、生物量比传统方法的精度有显著提高。

胶州湾海域面积变化及原因探讨

基于已有研究成果，利用地形图、海图和遥感影像等资料，提取1863-2012年共6个年代胶州湾海岸线位置，量算5期胶州湾海域面积变化量，制作各期胶州湾海域面积变化及不同开发利用方式面积分布图。研究结果表明：在过去近150a时间里，胶州湾海域面积减小41％，减小速率最大可达3．71kmZ／a；1863年以前，胶州湾海域面积变化完全受自然因素控制；1863～1935年，自然因素是主控因素；1935～2012年，人类活动是主控因素；1863～2012年，填海造陆等开发利用方式导致的胶州湾海域面积变化数量逐期增加。

北京房山大理岩的岩石学微观特征及风化机理讨论

北京地区许多石质古建筑都使用了房山大石窝的大理岩来建造的。本文以汉白玉(白色大理岩)和青白石(青色大理岩)为例,通过薄片镜下观察、X射线衍射(XRD)、X射线荧光(XRF)、扫描电镜(SEM)和电子探针等测试手段,对房山大理岩的岩石学微观特征进行了研究。研究对象为取自房山大石窝的新鲜岩样和取自北京古代石质建筑的风化剥落物。结果证实北京大理岩主要矿物成分是白云石,部分大理岩还含有一定量的石英。基于图像处理软件,对汉白玉和青白石矿物晶体的粒径进行了统计分析。在此基础上,从温度变化、酸雨的溶解、水的溶蚀、微裂隙的盐类充填的角度分析了大理岩的风化机理。相关研究可为北京大理岩石质文物的修复保护提供科学参考。

基于Prospect,Liberty和Geosail模型的森林叶面积指数的反演

针对传统的统计模型方法反演叶面积指数(LAI)具有不稳定、区域不统一性的缺点,本研究从物理机制角度出发,以Prospect,Liberty和Geosail模型为基础,建立查找表从TM影像上反演LAI,并与TRAC实测的LAI比较。结果表明:基于机制模型与查找表的方法反演的LAI与实测的LAI有较好的一致性,实测精度达到83.7%。

基于ENVI的唐山湾三岛土地利用遥感分类方法的比较分析

对唐山湾三岛2010年10月10 m分辨率的SPOT5多光谱数据源,采用不同分类方法进行识别和判断,并对比不同分类器在遥感影像分类中的应用效果和分类精度。有针对性地探究海岛土地利用遥感分类过程中不同方法的优劣,获取最适于岛陆地区土地利用的遥感分类方法。根据土地利用现状分类标准(GB/T21010-2007)和海岛陆域土地利用类型划分的相关规定,将唐山湾三岛主要分为滩涂、裸地、林地、草地、居住区、内陆水体和潮间带(潮水覆盖区)6类。并分别构建结合人为控制的非监督分类、监督分类和基于专家知识的决策树分类系统,参照更高分辨率影像、先验知识和野外调查资料,评价分类结果与实地调查结果的吻合程度,最终通过总体分类精度和Kappa系数等指标对各分类器精度进行评价和对比分析。

1901—2008年小兴安岭森林NPP估算

根据黑龙江省森林收获表、生物量相容性相对生长方程及叶片与细根周转率数据,估算小兴安岭林区森林主要树种净初级生产力(NPP)与年龄的关系,并结合森林生态系统碳循环模型InTEC模型和NPP与年龄的关系,估算1901—2008年间小兴安岭森林NPP的时空变化。结果表明:幼龄林NPP随林分年龄的增长而迅速增加,进入成熟年龄NPP达到最大,随后逐渐减少,直至达到稳定值;小兴安岭人工林的NPP大于天然林,天然针叶林的固碳能力大于天然阔叶林与针阔混交林;1901—2008年间小兴安岭森林NPP整体呈现增加趋势,与工业前期1901年相比,2008年小兴安岭森林NPP增加了30%;森林NPP受海拔影响,呈现出中部偏高、北部与南部偏低的趋势。

莱州屺姆岛-刁龙咀近岸海域沉积物格局与粒径趋势

屺姆岛-刁龙咀岸段为独具特色的沙坝-潟湖海岸,其近岸海域的动力沉积环境和泥沙输移直接影响了这一特色海岸形态的发育,在该区人类工程活动日益加剧的背景下,加深对这一近岸浅水环境的认知显得尤为重要。2010年12月在屺姆岛-刁龙咀沿岸海域(0^-12m)进行了表层沉积物取样,综合采用激光粒度仪和筛选法进行粒度分析,依据更具沉积动力学表征意义的Fork分类法进行沉积物分类命名和粒度参数计算。结果显示,表层沉积物空间分布主要受控于由岸向海的分带性、物源供给(主要为界河)和岸线走势,近岸沉积物以推移质组分为特征,离岸在71~63μm处粉砂粒组呈现的峰值揭示了波流联合作用的强动力环境。粒径趋势分析显示,该海域沉积物运移方向以SW向沿岸输沙为主,地形控制下在石虎咀南侧次级海湾存在一个逆时针的绕流。

黄河三角洲附近海域悬浮泥沙浓度估算

基于黄河口附近海域水体悬浮泥沙浓度及光谱信息同步测量数据,设计了使用MODIS Band1波段反射率进行悬浮泥沙浓度定量反演的模型。以MODIS产品MOD09GQ陆地反射率数据为数据源,进行了黄河三角洲附近海域悬浮泥沙浓度反演,获得了2009年夏季黄河入海口悬浮泥沙浓度分布图,结果表明:悬浮泥沙浓度分布的基本趋势是由岸向海逐渐降低,但在黄河入海口南北两侧浓度梯度表现出较大差异;浓度大于300 mg/L的悬浮泥沙主要分布在清水沟流路以南的莱州湾西岸,而黄河清8汊以北区域仅在特定潮流及天气情况下在河口以外区域有较宽分布;浓度为10～300mg/L的中、低浓度悬浮泥沙主要分布在入海口南侧莱州湾中部海域、高浓度悬浮泥沙分布区以外;浓度小于10 mg/L的极低浓度悬浮泥沙主要分布在上述区域之外远离岸线的地区。

EO-1 Hyperion高光谱数据坏线修复方法的对比分析

提出了1种新的坏线修复方法——基于地物类型的坏线修复方法。结果表明,经过该方法修复后的Hy-perion数据不但不用依赖于左右像元与中心像元的相关性,而且该方法的校正结果较邻域均值法更准确,更具有真实性。

浅谈抑郁症的神经行为学改变与发病机制研究进展

抑郁症是一种常见的情感性精神障碍,以显著而持久的心境低落为主要症状,并有相应的思维和行为改变.抑郁症患者常伴有的躯体症状包括食欲减退、疲惫乏力、睡眠障碍和慢性疼痛等.磁共振成像显示抑郁症患者海马、额叶皮质、杏仁核、腹侧纹状体等脑区萎缩.对抑郁症成因的讨论有重大应激性生活事件、遗传因素、单胺类神经递质下降或缺乏以及表观遗传机制的影响等.本文在查阅国内外相关文献的基础上对抑郁症的神经行为学改变和发病机制的研究进展进行综述,为进一步研究抑郁症提供理论参考.

专业教师实践思政育人的着力点

课程思政作为一种新型的教育模式,专业课教师在实施初期会出现难以将思政育人落实到理工科课程、无法深挖专业课中的思政元素、不能将思政元素有机地融入专业课等问题.文章在此基础上提出专业课教师实践思政育人的措施与着力点,包括在专业课中引导学生树立正确的科学价值观与排除功利主义心态;完善学校师德师风建设,鼓励专业课教师与思政教师互帮互助,建立一支德学双馨的教师队伍;充分把握课堂的载体作用,建立线上学习通道,采用灵活多样的教学方法提高课堂教学的亲和力与针对性等.