基于无人机遥感的绿化园林三维绿量估算与分析——以福州大学校区为例

三维绿量能够从立体空间上描述城市绿地的空间分布和定量评价城市绿化的环境效益。本文以福州大学为研究区，探讨了利用可见光无人机影像估算绿化树木三维绿量的方法，并对校园生态效益进行定量分析。首先获取高于10cm分辨率的无人机可见光遥感影像；其次结合可见光波段的光谱特征与无人机数据点云的高程特征获得研究区的冠层高度模型；然后通过局部最大值算法与标记控制分水岭算法提取单木树高、株数以及冠径参数，通过野外实测数据构建“树高-冠高”关系模型得到冠高；最后结合树种分布情况，按照不同的树冠形状构建三维绿量估算模型，并基于三维绿量估算校园不同树种的生态效益。结果表明：研究区内三维绿量总量达到了804405m3，其中休闲区的三维绿量总量为428566m3，占总绿量的53.3%，而科技园区的三维绿量总量为26568m3，仅占总绿量的3.3%；而常见树种中，三维绿量贡献最大的为榕树，达到404405m3，占三维绿量总量的50.3%，而丹桂贡献的三维绿量仅为509m3，占总绿量的0.063%。研究认为：基于无人机遥感数据，能够较好的估算出研究区内绿化树木的三维绿量。     

基于突变级数法的南方红壤侵蚀小流域的生态恢复评价——以朱溪小流域为例

突变理论是研究客观事物过程由渐变引起突变的一种有效的新兴系统理论与方法.将多个评价指标合成一个与最优评价方法的接近程度,用来评价生态系统恢复状况.针对生态恢复演变过程的突变特征建立了生态恢复评价指标体系,采用突变级数法运用ENVI4.2、ArcGIS9.2、MATLAB7.0等3S技术平台对长汀县朱溪小流域生态恢复进行了定量评估和动态趋势分析;研究结果表明:(1)朱溪小流域生态恢复总体较好,80%的流失区都可恢复到Ⅲ级以上(含Ⅲ级);(2)对长汀朱溪小流域生态恢复主要的影响因素是植被盖度;(3)突变级数法和生态恢复的交叉融合具有重要应用价值和实践意义.研究认为,采用了突变级数法进行综合评价不仅避免了人为制定权重的主观性,也反映了南方红壤侵蚀小流域生态恢复演变过程的突变特征,更为科学地揭示了生态系统恢复变化过程的本质规律.     

一种改进的分水岭人脑MR图像分割方法

针对传统分水岭算法分割图像后存在的细节不准确问题,提出了一种改进的分水岭算法.此算法将传统分水岭算法和概率相结合,通过有序队列来实现边界的计算,从而得到分水岭.实验证明,这种算法得到的结果更加准确,对人脑MR图像病灶区的分割非常重要.     

基于超像素与Span-Pauli分解的SAR影像分类

针对高分辨率极化合成孔径雷达(SAR)影像解译中面向像素方法难以充分利用影像信息的问题,提出一种基于超像素与Span-Pauli分解的非监督分类方法.利用分水岭方法易于过分割的特点,将分水岭分割得到的特征相似、空间相邻的像素集合视为超像素,并作为分类算法的基本处理单元.利用极化参数Span及Pauli基对极化SAR数据进行迭代分类,以实现适用于高分辨率SAR影像的非监督分类.采用X波段高分辨率SAR数据进行实验,结果表明:基于超像素的分类方法能有效抑制分类结果中的椒盐现象,将总体精度提高到了73.81%;在准确区分水体、道路的基础上,提高了复杂的农作物类别的分类精度.     

智能流域管理的关键问题与模型技术

在总结流域问题现状及流域管理决策需求的基础上,基于仿生学原理,类比人的思维特征和决策过程,提出了包括流域信息获取、输入-输出因果关联模拟以及优化决策等步骤在内的智能流域管理模式,并对比分析了智能流域管理和传统流域管理的差异性。提出了智能流域管理的4个关键问题：管理目标的确定、基于智能因子关联与流动的模型开发与信息获取、...     

基于清流水网的流域水污染控制战略和技术体系*

面源污染是造成中国环境恶化的重要污染源。国内外已有的成功经验表明,实施基于流域的水环境污染控制战略是面源控制的有效途径。在多年面源污染控制实践并借鉴国外成功经验的基础上,复旦大学流域污染控制研究中心提出了一整套基于清流水网的流域水污染控制理念,具体包含三项指导性原则：①基于流域水环境容量的污染源优先控制级序;②流域内水污染的全过程控制;③注重营养物质高质循环和流域生态景观建设。围绕上述流域水污染控制理念,针对农村生活污水、农村固废、农田废水等主要面源,复旦大学流域污染控制研究中心在流域污染控制技术体系构建方面进行了不断的摸索、思考和尝试,并取得了一些阶段性的成果。     

生态水力半径法改进及其在青海湖流域的应用

 保障河流生态需水是实现流域水资源可持续利用的重要基础。本文在综合考虑水生生物对于河流水深要求以及生态需水年际差异的基础上,对传统生态水力半径法进行了改进,并以青海湖裸鲤为指示生物研究了青海湖流域两条主要河流（布哈河、沙柳河）的生态需水特征。结果表明：（1） 改进生态水力半径法计算结果较为合理并可以满足维持河流基本生态功能的需要,不考虑年际差异的生态需水计算结果将被显著高估;（2） 1958-2009年布哈河和沙柳河年生态需水量多年平均分别介于1.45×108-2.64×10⁸、1.26×10⁸-1.85×10⁸m³;（3） 布哈河和沙柳河4-5月生态缺水量多年平均分别为0.29×10⁸、0.21×10⁸m³。因此,改进生态水力半径法是计算河流生态需水的一种新型有效方法。     

一种改进的分水岭分割算法

为了提取人脑CT图像中的脑部组织,提出了一种改进的分水岭算法,首先采用K-means聚类算法对图像进行初始分割,从而有效地抑制了由图片表面的灰度变化引起的过分割,使边缘定位更加准确;然后在聚类图像的梯度图上利用自动阈值法增强其对比度,进行分水岭分割。最后为了避免过分割现象,对分割后的图像进行了相似区域合并。实验表明该方法简单有效,能够得到符合人类视觉系统特性的分割结果。     

基于ArcGIS的流域水文特征分析

水文模型始终是水文科学研究的重要手段与方法之一。数字高程模型(DEM)是构成GIS的基础数据,利用DEM可以提取流域的许多重要水文特征参数。通过对DEM流域水文特征信息提取的基本原理与实现手段的研究,应用地理信息系统软件ArcGIS 9.3所提供的水文分析工具箱实现了流域水文特征信息的提取。通过提取结果与原始区域影像图的对比,证实通过DEM数据提取的流域水文特征信息与实际河流水系特征基本吻合。因此,应用DEM提取流域水文特征信息的方法是可行且有效的。     

朱溪流域地形特征对土地利用/覆被空间格局的影响

以朱溪流域为研究区,2007年SPOT遥感影像和1∶1万地形图为数据源,采用3S技术为平台,提取土地利用/覆被类型图,生成高程、坡度和坡向三个地形因子,研究地形因子对土地利用/覆被空间格局的影响.结果表明:1)林地和耕地主要分布在海拔470 m以下,且面积比例随着海拔的增高而减小.草地主要分布在海拔270 m～370 m,其比例只有0.33%.园地、居民点及工矿用地、水域和未利用地少量分布在270 m～470 m.2)耕地在坡度0°～7°所占面积比例最大.随着坡度增大,林地的面积比例逐渐增加.草地面积比例仅在坡度0°～7°之间分布有0.65%.园地面积比例在7°～15°最大,其后随坡度增大而减小.居民点及工矿用地、水域和未利用地三者的面积比例均随坡度的增大而不断下降.3)耕地在平地上的面积比例最大,占70.46%.林地占东坡、南坡、西坡和北坡的面积比例都最大,均占60%以上.园地在东坡、南坡和西坡的面积比例较大.草地在平地、西坡和北坡的面积比例较为一致,在东坡、南坡均没有分布.