冬小麦条锈病的光谱特征及遥感监测

该文通过人工田间诱发不同等级条锈病 ,在不同生育期内对不同发病等级 (不同病情指数 )的冬小麦条锈病冠层光谱进行测定 ,并同步进行条锈病病情指数的调查。定性和定量地分析了病害区与对照区处理的冬小麦冠层光谱在绿光区、黄光区和近红外区反射特征差异及叶绿素含量变化 ;并将病情指数及光谱数据进行相关分析 ,研究表明 :63 0～ 687nm、740～890nm及 976～ 13 5 0nm为遥感监测条锈病的敏感波段 ;绿光区、近红外平台处及黄光区的冠层光谱反射率分别随病情的加重呈明显的上升、下降与上升趋势 ;条锈病的红边发生蓝移 ;叶绿素含量随条锈病的病情指数的增大而下降 ;试验证明在条锈病害田间病叶率为 5 %时的最佳防治时期内 ,高光谱可以对冬小麦条锈病害做出早期诊断。并在此基础上建立了遥感监测条锈病病情指数的多波段 (长 )下的组合诊断模式的定量模型。该研究为今后通过航空、航天遥感大面积监测冬小麦条锈病提供了理论依据。

冬小麦条锈病单叶光谱特性及严重度反演

对冬小麦条锈病胁迫不同严重度(0、1%、10%、20%、30%、45%、60%和80%)的单叶进行光谱测定,其光谱特征明显,随严重度增加,单叶光谱反射率在可见光550～740nm处增加,差异显著;而近红外平台750～1340nm反射率也呈上升趋势,差异不显著;中红外1350～1600nm反射率上升,差异显著。反射率与严重度相关系数在376～1600nm范围内基本成正相关,达到极显著相关的敏感波段区域为446～725nm与1380～1600nm。入选了493、666nm和1430nm与严重度的相关系数最高的单个波段,利用相关性最好的666nm和相关性最弱的758nm波段组合设计了光谱角度指数SAI(SpectralAngleIndex),与严重度建立的模型相关系数较高。并利用连续统去除法对540～740nm特征反射峰进行归一化定量分析,吸收深度(Depth)与吸收面积(Area)与严重度呈极显著相关,设计的吸收面积指数AAI(AbsorptionAreaIndex)与严重度相关系数最好,可较好地反演单叶严重度。结果表明,条锈病单叶光谱特性明显,利用其光谱反射率可以很好的估算单叶严重度,建立的模型具有很高的反演精度。结果对深入研究冬小麦条锈病害遥感监测机理提供了理论依据。

高光谱遥感监测冬小麦条锈病的研究进展(综述)

从高光谱遥感监测冬小麦条锈病的原理、特点、关键技术路线及存在的难点等方面出发综述利用遥感这一高技术手段来大面积监测农业上的重要病害之一—条锈病的方法以及把遥感的空间数据、影像与地面数据模型结合起来监测作物病害的可行性。同时展望基于GIS辅助的遥感技术在监测作物病害等方面的发展前景。

巢湖流域地表热环境与景观变化相关分析及其尺度效应

基于Landsat ETM+/TIRS影像数据,采用大气校正法反演巢湖流域地表温度,分析2000~2013年的流域地表热环境效应演变规律,通过5个尺度的网格化采样,在不同幅度水平上定量分析LST与下垫面景观的相关性及其尺度效应.结果表明:2000~2013年,巢湖流域LST高强度区域主要以合肥市区为集聚中心并向城市周边蔓延,低强度区域逐渐缩小,流域地表热环境效应增强.LST与下垫面景观结构相关关系分析表明,建设用地景观是流域热环境效应的主要原因,而水体、林地景观可有效抑制地表温度;景观格局对热环境效应影响显著,建设用地与农地景观的破碎度、分离度指数与LST呈极显著负相关,而林地、水体景观的破碎度和分离度与LST呈极显著正相关;LST对景观优势度的影响最敏感,建设用地优势度与LST呈极显著正相关,而林地、水体优势度增加则能有效降低地表温度.探索性空间数据分析(ESDA)及尺度效应分析表明:巢湖流域地表热环境具有显著的空间聚集性,且LST空间格局具有明显的尺度效应,巢湖流域地表热环境效应相关研究的适宜幅度域为2~4km.通过规划合理配置林地和水体景观类型资源,加强建设用地增长调控,优化景观格局是抑制流域地表热环境效应的主要对策.

城市用地综合效益评价及其时空变异分析——以浙江省为例

研究目的:构建城市用地效益评价模型与评价指标体系,对2000—2004年浙江省11个地级市的城市用地效益进行综合评价。研究方法:加权平均法,秩相关系数,聚类及GIS分析法。研究结果:(1)秩相关分析表明,2000—2004年,浙江省城市用地综合效益呈上升、协调度呈下降趋势,而11个地级市则呈不同变化趋势;(2)城市用地综合效益、单项效益及协调度之间的关系呈多样化;(3)城市化水平与综合效益、单项效益及协调度之间关系不显著;(4)应用聚类与GIS分析法,将11个城市分为高效基本协调、中效协调、中效基本协调、低效基本协调和低效不协调5类。研究结论:浙江省城市用地整体状况良好,空间变异分析结果基本符合浙江省块状经济特色,同时,浙江省的城市化过程应追求量与质的共同提高。

巢湖流域土地利用程度变化及其空间异质性分析

基于GIS和遥感平台提取巢湖流域范围,分析了2000-2013近15年来的巢湖流域土地利用程度及其空间异质性特征。研究表明:①近15年来,巢湖流域的土地利用结构变化较大,呈现"三减一增"的变化趋势,即林地、农地和水体呈下降趋势,建设用地呈上升趋势,其中,农地面积下降明显,建设用地面积增幅较大;②土地利用程度变化两极分化,弱土地利用程度显著下降,强土地利用程度明显增加。分析表明,2000—2013年的近15年间,弱和较弱土地利用程度的流域面积下降3 429 km^2,占总流域面积24.61%;较强和强土地利用程度的流域面积上升729 km^2,占总流域面积5.23%;③土地利用程度空间异质性分析表明,2000年和2013年巢湖流域土地利用程度全局空间自相关的Moran's I值分别为0.802 2和0.753 9,呈显著的正相关关系,表明巢湖流域土地利用程度不是无序的,而是具有明显的空间集聚性;局部空间自相关分析表明,LISA图显示土地利用程度的高高值区主要集聚在以合肥市区为核心的周围,低低值区主要集聚在以西南部的大别山森林地区和中部巢湖及沿湖周边。

近20年来巢湖流域景观生态风险评估与时空演化机制

基于1995、2005、2013年3期Landsat TM/ETM+遥感影像及DEM,应用GIS方法开展巢湖流域景观格局特征分析及生态风险网格化定量评估.研究表明:(1)近20年来,巢湖流域景观格局特征变化明显,表现为建设用地景观破碎度、分离度均呈先下降后上升趋势;农地、林地与水体景观破碎度、分离度均呈上升趋势.(2)生态风险时序分析表明,19952013年,巢湖流域低、较低和中等级生态风险区域面积在逐渐缩小,而较高和高等级生态风险区域范围在不断蔓延.近20年来,巢湖流域生态风险主要由低级向高级转化,面积达6025 km2,是由高级向低级转化面积的2.30倍.(3)生态风险时空演化机制分析表明,巢湖流域生态风险变化区域主要集中在北、西南和东南部,具有明显的阶段性和区域性.近20年来,巢湖流域经历了快速的城市化、工业化以及受到行政区划调整的政策影响,高强度土地利用模式及县域经济活力的释放叠加于本身脆弱的流域生态条件,对景观生态系统造成的强烈干扰促进流域生态风险整体有恶化趋势,需重点加强中级以上生态风险区域的生态保护与建设工作.因此,生态风险演化趋势体现了该流域自然特点和区域社会经济发展对景观生态系统干扰的压力响应.

冬小麦条锈病生理变化及其遥感机理

对不同处理条件下的冬小麦条锈病进行 (病情指数 ) (DI)调查 ,并进行同步的光谱测定及田间取样 ,在室内测试了对病情指数有重要影响的几个参数因子 ,叶绿素含量及上叶含水量 ,并且将其与光谱反射率进行统计分析。研究结果表明 ,这些参数因子与反射率数据在 5 5 0～ 70 0和 70 0～ 1160nm范围内与DI有着相似的高相关性 ,说明条锈病害的DI变化可以通过叶绿素含量、上叶含水量参数直接的变化在光谱上得到响应 ,从而证明遥感监测DI是可行的 ,同时解释了遥感监测机理。选出与叶绿素含量、上叶含水量相关性最强的波段与DI作多元回归 ,建立的模型能很好地反演冬小麦条锈病的病情指数 ,正确率达到 75

杭州市区土地利用景观格局演变及驱动力分析

基于遥感影像应用景观生态学及相关定量分析方法,剖析了杭州市区1991—2005年来的快速城市化阶段的土地利用景观格局演变特征,并引入典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)方法进行驱动力机制分析。研究表明:①杭州市近15年来土地利用景观结构发生了较大的变化,主要表现为农业景观与水体景观大量减少,并成为建设景观增加的主要来源,其中农业景观占建设景观来源的43.85%;②景观水平格局特征表现为斑块总数的增加、景观多样性的上升、景观破碎化程度呈现上升趋势、斑块优势在下降,说明大斑块对整个景观的控制作用随土地利用变化呈减弱趋势;③CCA排序结果清晰展现了杭州市8个区的景观格局指数与驱动因子的相互关系及空间特征。

基于云模型与熵权法的安徽省土地生态安全评价研究

土地生态环境条件是区域社会经济可持续发展的基础。本研究以安徽省为例,根据"自然-社会-经济"复合系统理论构建土地生态安全评价指标体系,应用云理论,将正态云模型与熵权法引入安徽省土地生态安全评价研究中,揭示近10年来安徽省土地生态安全状况、演变规律及障碍因子。研究结果表明:12005年、2010年和2013年,安徽省土地生态安全水平分别处于一般、良好和健康水平,土地生态安全状况趋于良性发展;2基于综合指数评价方法,2005年、2010年和2013年的土地生态安全水平评价结果分别为0.184 8、0.342 4和0.473 0,表明安徽省土地生态安全处于稳步上升趋势,与云模型评价结论一致;3指标隶属度分析显示,2005年、2010年和2013年,安徽省土地生态安全处于良好及以上水平的指标分别为7个、13个和17个,处于上升趋势;而一般及以下水平的指标分别为16个、10个和6个,处于下降趋势。因此,近10年来,安徽省土地生态系统整体状况趋于良性发展,在一定程度上体现了生态文明建设对土地生态系统的优化效应。

城市化过程中实现耕地总量平衡的博弈分析

耕地总量动态平衡是我国从粮食安全角度作出的一项战略举措,也是土地利用总体规划中必须加强的一项基本任务。目前,我国正处于经济高速发展阶段,随着新一轮经济的发展,城市化也将进一步加速,从而给耕地保护造成相当大的压力。同时,在后备资源的开发整理中又很难实现中高产良田在土地质量上的“占补平衡”,只能做到数量上的“占补平衡”和“占优补劣”,进而给实现耕地总量平衡战略目标带来不小的困扰。本文对此构建了博弈模型,分析其原因,并给出相应建议与对策。

皖江城市带示范区土地资源生态安全警情测度及时空分析

依据PSR"压力–状态–响应"框架,选择24个指标构建土地资源生态安全指标体系,将皖江城市带示范区土地资源生态安全警情级别分为"无警、轻警、中警、重警和巨警"5级,基于云模型与熵权法对皖江城市带土地资源生态安全警情进行了测量分析,揭示了其警情时空变化规律及影响因子。结果表明:(1)时序变化上,2005—2013年,皖江城市带多数城市警情趋于上升,下降的仅为合肥市。(2)从"一轴双核两翼"的空间结构来看,主轴线上安庆、池州、铜陵、巢湖、芜湖、马鞍山沿江大多数城市近年来警情呈现上升趋势。其中,铜陵和马鞍山两市警情一直处于重警以上状态,土地资源生态安全压力较大。"双核"和"两翼"城市中的合肥、芜湖、滁州和宣城市,只有滁州和宣城市土地资源生态安全状况相对较好。(3)针对云模型系统分析结果,创新土地节约集约用地长效机制、增加生态建设和环保财政投入、优化产业结构、发展低碳和循环经济等是缓解该区域土地生态安全警情和促进土地资源可持续利用的保障。分析显示,皖江城市带土地资源生态安全警情处于上升趋势,整体状况趋于恶化。警情格局的变化在一定程度上体现了该区域高速社会经济增长对土地资源产生的压力响应。

土地利用规划在城市化用地扩张管制中的困境及对策

我国的经济正处于快速增长时期,城市化也进入高速推进阶段。本文在理论分析与实践调查的基础上,分析了高速城市化扩张用地存在的问题及与土地利用规划的关系;剖析了我国城市用地扩张中土地利用规划困境及原因;并就如何加强土地利用规划在城市化用地扩张管制中的作用,提高城市用地效率,促进城市化的理性增长方面提出了相应的对策。

关于我国开发区工业用地实行短租制的探讨

应用理论分析法和文献综述法,针对现阶段我国开发区工业用地的使用现状及出让制度进行分析,探讨工业用地实行短租制的可行性;通过对短租制的历史背景及相关法律关系进行分析,并结合我国开发区用地及供地现状,从短租制的法律依据、适用范围、性质界定、租期及租金确定等角度探讨了我国开发区工业用地实行短租制的可行性与现实意义。研究分析认为,开发区工业用地实行短租制具有相应的法律依据,符合现行政策,操作灵活,在实际工作中是可行的。同时,文章对保障短租制的实施也提出了相应对策及建议。

快速城市化地区的土地利用与景观格局演变特征分析——以杭州市区为例

以快速城市化地区杭州市区为例,基于Erdas8.7、Arcgis9.0及Fragstats3.3等软件平台,对1991、1996、2002、2005年遥感影像进行解译,应用景观生态学及其他定量分析方法,探讨了近15年来研究区的土地利用和景观格局变化特征,结果表明:①土地利用结构发生了显著变化,耕地面积明显下降,建设用地显著上升,由1991年的5.83%上升至2005年21.81%;②土地利用信息熵呈上升趋势,与城市化率呈显著的相关关系,决定系数达0.9,反映了在快速城市化过程中土地利用向熵增加的无序度变化发展;③景观格局特征变化显著,整体上景观斑块数量、多样性及景观破碎度呈上升变化趋势,优势度呈下降趋势,分维数分析表明,农业景观、林地景观和水体景观呈上升趋势,说明该类景观的斑块形状由简单变得趋于复杂,而建设景观分维数呈先上升后下降趋势。

非GIS专业地理信息系统课程教学改革及优化实践

结合当前非GIS专业的GIS教学现状,从课程内容安排、教学方法、兴趣和能力培养等方面探讨非GIS专业的GIS教学改革与优化实践,以优化该课程的教学质量。

土建类院校“3S”技术应用型人才培养模式与实践

基于土建类院校专业特点,以培养"3S"(GIS、RS、GPS)技术应用型人才为目标,结合当前"3S"技术应用型人才培养现状及必要性,从人才培养模式内涵、思路与创新实践措施等方面探讨土建类院校"3S"技术应用型人才培养的路径。

利用多时相的高光谱航空图像监测冬小麦条锈病

冬小麦发生锈病 ,叶绿素被大量破坏 ,水分蒸滕量大大增加 ,叶片细胞大小、形态、叶片结构发生了改变 ,从而改变了叶片和冠层的光学特性 ,使得遥感探测与评价成为可能。利用多时相的高光谱航空飞行图像数据 ,了解、分析和发现条锈病病害对作物光谱的影响及其光谱特征 ;设计了病害光谱指数 ,成功地监测了冬小麦条锈病病害程度与范围。对比 3个生育期的条锈病与正常生长冬小麦的PHI图像光谱及光谱特征 ,发现 :5 6 0— 6 70nm黄边、红谷波段 ,条锈病病害冬小麦的冠层反射率高于正常生长的冬小麦光谱反射率 ;近红外波段 ,条锈病病害的冠层反射率低于正常生长的冬小麦光谱反射率 ;

水稻若干生理指标与品种抗旱性关系的研究

运用灰色关联分析等方法对水稻品种的若干个抗旱性指标进行综合分析,根据关联度的大小对品种的抗旱性进行排序,初步认为品种扬稻6号的抗旱性最强,汕优63次之,而品种西光和安选5号的抗旱性较弱。

利用高光谱指数进行冬小麦条锈病严重度的反演研究

通过选取不同条锈病抗性品种(高抗、高感、中间)进行田间不同梯度(对照、轻度、中度、重度)的接种试验,在接种后每隔7d左右,同步测定了不同品种、不同处理的冠层光谱、单叶光谱和对应目标的病情指数以及叶面积指数、叶倾角等生物物理参数和叶绿素、SPAD数值等生物化学参数。通过对获取的光谱数据和生物物理参数和生物化学参数进行统计分析。研究结果表明,小麦被条锈病感染以后,叶片叶绿素含量急剧下降,通过研究叶片绿度值(SPAFD)值与叶绿素含量之间的关系,建立了叶片叶绿素含量和叶片SPAD数值之间的线性关系方程。通过在借鉴前人研究结果的基础上,通过筛选光谱指数,在冠层水平上构建作物冠层结构不敏感色素反演指数(CCII=TCARI/OSAVI)来反演全生育期不同处理的SPAD数值,此反演结果受品种类型、冠层结构和土壤背景的影响较小,线性方程的决定系数达到极显著的水平。在单叶水平选取归一化的光化学指数(NPRI)来反演单叶的病情指数(DI),线性方程的决定系数达到极显著的水平。所以该文通过选取适当的高光谱指数进行冬小麦条锈病严重度的反演的理论和方法是可行的。且反演结果受不同品种、不同叶面积指数和土壤背景等的影响均较小。