不同传感器的模拟植被指数对水稻叶面积指数的估测精度和敏感性分析

本研究利用水稻冠层高光谱数据,模拟NOAA-AVHRR,Terra-MODIS和Landsat-TM的可见光波段反射率数据,计算各传感器的多种植被指数(NDVI,RVI,EVI,GNDVI,GRVI和Red-edge RVI),比较植被指数模型对水稻LAI的估测精度,分析不同植被指数对LAI变化的敏感性。相对于红波段植被指数,红边比值植被指数(Red-edgeRVI)和绿波段指数GRVI与LAI有更好的线性相关关系,而GNDVI和LAI呈现更好的对数相关关系。MODIS的Red-edge RVI指数不仅模型拟合的精度最高,还有独立数据验证的估测精度也最高,而且它的验证精度较拟合精度下降幅度最小;其次是绿波段构建的GNDVI和GRVI植被指数的估测精度,再次是NDVI和EVI的估测精度,而RVI的估测精度最差。敏感性分析发现,13个植被指数对水稻LAI的估测能力都随着LAI的增加而下降,但归一化类植被指数和比值类植被指数对LAI变化反应的差异明显,归一化类植被指数在LAI较低时(LAI<1.5)对LAI变化的反应开始非常敏感,但迅速下降,而比值类植被指数在LAI较低时,明显小于归一化类植被指数,之后随着LAI的增大(LAI>1.5)比值类植被指数对LAI的变化敏感性,则明显高于归一化类植被指数。Red-edge RVI和绿波段指数GRVI和LAI不仅表现了很好的线性相关关系,而且在LAI大于2.9左右保持较高的敏感性。

香草兰营养特性的研究

对海南不同生产水平的香草兰种植园植株的养分调查分析，及N、P、K、Ca、Mg肥料的盆栽试验，研究香草兰的营养特性。结果表明，香草兰植株养分吸收量以K＞Ca＞N＞Mg＞P，叶片以Ca＞K＞N＞Mg＞P；结果植株养分吸收量N∶P∶K∶Ca∶Mg=1.00∶0．24∶1．39∶1．18∶0．48，盆栽幼苗N∶P∶K∶Ca∶Mg=1．00∶0．10∶1．38∶1．23∶0．33；高产园植株Ca、P含量极显著高于低产园，肥料盆栽试验Ca、P对香草兰生长效应明显；叶片养分含量随着叶位和生长季节的不同而变化。

“中四角”绿色水资源利用效率时空分异及其影响因素——基于非期望产出SBM-DEA和地理探测器模型

利用非期望产出SBM-DEA模型测度了2010-2019年“中四角”绿色水资源利用效率(GWUE),采用空间自相关及冷热点分析方法探索GWUE的时空分异特征,并运用地理探测器模型深入探寻GWUE空间分异的关键影响因素。结果表明:(1)“中四角”GWUE高效区主要来源武汉城市群,低效区主要来源于环鄱阳湖城市群;各城市的GWUE具有明显的时空差异性,空间自相关性不显著,但空间分布格局由随机分布逐渐向集聚分布演变。(2)2010年经济发展水平和人口密度是影响“中四角”GWUE空间分异的主要因素,2015年经济发展水平和医疗资源占用情况成为GWUE空间分异的主要推动因子,2019年医疗资源占用情况和政府重视程度对GWUE空间分异起决定作用。

基于QuickBird影像的南昌高新区土地利用变化分析

通过对2004年、2008年南昌高新技术开发区的QuickBird卫星影像数据进行小波融合、几何校正、目视解译等影像处理和提取土地利用信息,获得高新区不同年份8种土地利用类型的分类专题图.利用GIS软件对2004年和2008年分类专题图数据进行叠加分析,计算了2004—2008年高新区土地利用变化的转移矩阵和各种类型斑块的景观指数,分析表明该期间的耕地、居住服务用地减少;林地、交通运输用地略有增加;草地、水域及水利设施用地大幅减少;工矿建筑用地和其他用地则大幅增加.南昌高新技术开发区在2004—2008年大量占用耕地与草地规划发展园区工业和交通设施,但是其他用地类别增加最多,说明高新区产业建设发展较慢,使大量规划用地闲置.

水稻种植面积遥感估算的不确定性研究

利用研究区地物类别亚米级GPS详查数据及TM影像光谱数据,模拟生成1m分辨率的遥感模拟影像。用3种非参数分类法(最临近法KNN、误差后向传播神经网络BPN,模糊自适应网络FUZZY ARTMAP)和一种参数分类法(最大似然法MLC)对研究区TM影像进行硬分类估算水稻面积;还采用BPN全模糊分类、BPN和KNN模糊分类、抽象级结合和测量级结合的多分类器结合方法对遥感影像进行分类估算水稻面积;采用最多数法则的尺度扩展算法,实现由3m空间分辨率参考图提取30m空间分辨率影像像元纯度信息,讨论混合像元问题对遥感影像分类精度的影响。结果表明:非参数分类法精度均高于参数分类法,3种非参数分类法之间的差异较小,用最大似然法估算水稻面积的用户精度最高,用K最临近值分类法估算水稻面积的生产者精度最高;水稻类全模糊分类法的面积和真实面积最为接近,水稻类像元内的面积估测和真实面积无极显著差异;多分类器结合的分类法无论采用投票法还是测量级方法都能提高分类的总精度,能够提高水稻类面积提取的精度;研究区在30m空间分辨率的情况下,各类别分类总精度、Kappa系数随像元纯度升高而升高,4种硬分类方法没有对混合像元的分类表现出特别强的能力。本研究最终制作出分类影像像元的分类结果图、分类最大概率值、熵值图和水稻类概率值等4张图层,构成了对研究区分类结果不确定性的空间分布图不确定性图层,为采取进一步降低不确定性的措施提供了线索。

波段位置和宽度对不同生育期水稻NDVI影响研究

通过对不同生育期水稻冠层光谱的分析,探讨了不同波段位置和波段宽度对不同生育期水稻NDVI的影响,以及在一定NDVI精度要求下红光波段最大宽度和波段中心位置的相互作用。结果表明,在所有生育期,近红外波段的位置和宽度对NDVI影响不大;红光波段的位置和宽度对NDVI有较大影响,特别是红光波段位置接近红谷极值(670nm附近)时影响尤为显著。相对而言水稻生育前期的NDVI更容易受到波段位置的影响,但是波段位置对不同生育期之间NDVI的差值影响不大。无论红光波段还是近红外波段,当取值处于红边区域(690—740nm)时,对NDVI有较大影响。当保证NDVI偏差在1%以内时,在水稻生长旺期,构成NDVI的红光波段最大宽度随着波段中心位置向长波移动而逐渐变窄,当到达690nm附近达到最窄,而后略有变宽;对于生长前期和后期,由于在648nm附近变窄而有波动。

水稻生长模型参数的敏感性及其对产量遥感估测的不确定性

采用全局敏感性分析方法探讨水稻生长模型与遥感数据耦合估产的不确定性问题。以实测数据为基准数据,当ORYZA2000模型的17个输入变量模拟导入可能误差时,模型的地上生物量(WAGT)、叶面积指数(LAI)、籽粒质量(WSO)和叶片氮含量(NFLV)等模拟输出结果显示较大的不确定性,LAI最大变幅超过20%,最终籽粒产量最大变幅超过10%。引起模型输出结果不确定性的输入变量中,水稻播种期的影响最大;模型的驱动变量温度和日照时数的误差对成熟期的产量影响较大;水稻干物质地上叶片质量分数(FLVTB)对所有关于叶片和籽粒生物量的输出结果都有较大的影响,因此,当利用生长模型和遥感数据进行耦合时,水稻播种期、模型的驱动变量如温度、日照时数、FLVTB等数据精度对估产结果有很大影响。比较LAI、NFLV单独或LAI+NFLV同时耦合ORYZA2000模拟中,LAI+NFLV的敏感性指数最高,其次是LAI,NFLV最差。模型耦合估测WSO、WAGT时,水稻移栽后70～80d左右的遥感影像数据是最重要的,必须获得,此期前后20～30d的2次数据也比较重要,而幼苗期和成熟期的遥感数据耦合生长模型对产量和生物量的估测意义不大。

高产香草兰栽培土壤条件的研究

对海南不同管理水平香草兰种植园土壤理化性状调查分析和土壤pH、水分、地表覆盖盆栽试验的研究结果表明，香草兰栽培要维持高产稳产，在土壤管理中必须达到如下主要条件：（1）香草兰对土壤pH反应极为敏感，最适于生长的土壤pH值为6．5，在pH6．0～7．0范围内生长良好，低于pH5．5和高于pH7．0都抑制其生长，低pH的抑制作用大于高pH，酸性土壤施石灰对生长和养分吸收反应良好；（2）香草兰喜湿而好气，土壤田间持水量直控制在60％左右，不宜低于40％和高于80％，而土壤总孔隙度宜在55％以上，毛管孔隙和通气孔隙比值以80：20为宜，通气孔隙不宜超过总孔隙度的25％；（3）香草兰对地表覆盖反应极明显，高产香草兰要求根层土壤具有较高的有机质含量，粘质土要达到4．0％以上，壤质土达2．5％～3．0％，砂质土达2．0％～2．5％，因此，土壤表层宜常年保持有机物覆盖和重视有机肥施用；（4）香草兰对磷素营养反应敏感，高产园土壤有效磷要达到150mgkg－1土以上才能满足其生长和高产的要求。

香草兰营养诊断方法的研究

通过多年多点的调查分析，初步确定高产香草兰营养诊断适宜的采样时间为10～11月；采样部位为自茎蔓顶叶向下数第7～8片叶；香草兰营养诊断指标包括养分含量适宜范围和重要养分平衡比值。养分含量适宜范围为：N2．15％～2．40％，P0．43％～0．50％，K2．70％～3．20％，Ca3．60％～4．20％，Mg0．35％～0．70％。重要养分平衡比值适宜范围为：N／P4．99～5．33，P／Ca0．108～0.114，Mg／P1.40～1.54，K／P6．00～6．46，Mg／Ca0．154～0．173。香草兰微量元素营养诊断指标尚未能确定。

薄膜X射线测厚仪的研制

介绍了用于薄膜测厚的全自动往复式X射线测厚仪的研制,详述了该测厚仪的硬件组成和测厚的工作原理。该装置已成功运行在双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜生产线上。

高光谱遥感数据在植被信息提取中的应用研究

概述了高光谱的概念与高光谱遥感数据的特点,重点介绍了目前利用高光谱技术估测地表植被信息的最新研究进展,并讨论了今后植被高光谱遥感应用发展的方向和研究领域。

海南瓜菜生产中的科学施肥技术

针对海南土壤养分及冬季瓜菜施肥现状 ,根据瓜菜对各类养分的需求 ,结合发展无公害瓜菜生产的形势 ,提出了以有机肥为主、合理施用无机化肥、生物菌肥和其他新型肥料配合、进行平衡施肥的科学施肥技术结构体系。

往复式薄膜X射线测厚仪的研制

介绍了用于薄膜测厚的全自动往复式X射线测厚仪的研制,详述了该测厚仪的硬件组成和测厚的工作原理。该装置已成功运行在双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜生产线上。

新型肥料Entec26在土壤中的转化及其对玉米的增产效果

本试验研究了新型肥料Entec26(ASN+DMPP)在土壤中的转化过程及对玉米的增产效果。结果表明在海南省气候与土壤条件下,新型硝化抑制剂DMPP能有效抑制土壤中的硝化过程。施用氮肥Entec26、并在玉米生长后期做追肥具有良好的增产效果。DMPP对提高玉米氮肥利用率有显著效果。在氮肥追肥、低施氮量的情况下,与未添加DMPP的处理相比,施用DMPP的处理氮肥利用率提高了13.4％。氮肥做追肥的处理和氮肥全部基肥的处理相比,对玉米有显著的增产效果,增产幅度最高达35.64％。增加施氮量提高玉米籽粒产量效果不显著。ASN与尿素相比提高玉米籽粒产量的效果更明显。

实施科学施肥技术促进海南瓜菜生产持续发展

通过对海南土壤养分及冬季瓜菜施肥现状的调查与分析，根据瓜菜对各类养分的需求，结合发展无公害反菜生产，提出了以施用有机肥为主，以生物菌肥和其他新型肥料为辅，合理施用无机化肥，进行平衡施肥的科学施肥技术。并提出推广该技术的建议和措施。

芦荟组织培养中褐化和污染的防治研究现状

芦荟在医疗、美容、食品等方面极受欢迎,但年产量少,致使芦荟供不应求。利用组织培养手段实现芦荟快繁,可有效解决其供需矛盾问题,但褐化和污染一直是困扰芦荟组织培养的关键因素。因此,本文对芦荟组织培养中引起褐化和污染的原因及其防控措施进行了系统综述,旨在为芦荟的进一步研究和开发利用提供参考依据。

“中四角”水生态足迹地区差异的动态演进及其“空间-动力”因素研究

基于生态足迹理论,利用Kernel核密度估计法和Theil指数分解法分别探讨了2010—2019年“中四角”水生态足迹动态演进规律及其区域差异变动的内在机制。结果表明:研究期内,“中四角”和长株潭城市群水生态足迹区域分布出现轻微极化现象,武汉城市群出现多极化现象,环鄱阳湖城市群无极化现象,江淮城市群出现极化现象;“中四角”水生态足迹Theil指数呈周期波动下降趋势。在“空间”意义上,组内差异是影响“中四角”区域差异变动的决定因素;在“动力”意义上,产出资本比是导致“中四角”组内差异变动的关键因素;在不同时段,导致“中四角”水生态足迹组内差异变动的“空间”因素和“动力”因素具有一定差异性。

“中四角”工业废水排放时空格局演变及其重心迁移研究

基于探索性空间分析(ESDA)方法和重心迁移模型研究2006-2017年"中四角"工业废水排放的时空格局演变及其重心迁移轨迹。研究结果表明:2006-2017年"中四角"工业废水排放整体呈下降趋势,并存在明显空间分异特征,呈西南从高到低、中东从低到高的演变规律;总体空间内无明显的空间集聚特征,但局部空间存在明显的集聚特征且以低高集聚状态为主;2006-2017年间"中四角"工业废水排放重心主要在东经114.38°E^114.95°E、北纬29.18°N^29.34°N区域内移动,总体向东北方向移动,移动总距离为107.88 km;"中四角"工业总产值重心总体向西北方向移动,移动总距离为94.39 km,除2011和2012年外其他年份的重心移动距离变化较小。2006-2017年间"中四角"工业总产值重心逐渐偏离几何中心,而工业废水排放重心逐渐向几何中心靠拢且移动速度明显高于工业总产值重心移动速度。

多维视角下区域淡水资源可持续利用研究——以中部四省为例

基于水生态足迹理论,通过构建淡水资源生态足迹模型与淡水资源生态承载力模型,在多维指标视角下分析2010年—2018年中部四省淡水资源的可持续利用状况,以探讨中部四省的水资源可持续发展前景。结果表明:2010年—2018年期间,中部四省人均用水生态足迹总体呈下降趋势,表明中部四省的淡水资源总量与总用水生态足迹的匹配程度相对较好,各省基本能够合理利用水资源;中部四省人均淡水资源承载力较高但受区域降水自然因素影响显著;淡水资源生态盈余较多,万元GDP水生态足迹呈明显下降趋势,说明中部四省的水资源利用效率显著提高;中部四省人均水资源生态压力指数均在(0,1)范围内,淡水资源可持续指数在0.5以上;且淡水资源负载指数均小于1,属于Ⅴ级水平,表明研究期间中部四省淡水资源开发利用低,开发潜力很大,处于可持续利用状态,今后水资源进一步开发利用容易、安全程度较高。