基于CBERS CCD数据的鹿洼煤矿塌陷区LUCC检测

本文基于多时相中巴地球资源卫星CBERS CCD数据,以鹿洼煤矿塌陷区为例,利用混合像元分解技术开展土地利用/覆盖变化LUCC检测.分别选取研究区域的2002年、2006年和2010年3个时相的CBERSCCD图像作为遥感数据源,将粒子群优化算法引入到端元提取中,基于线性光谱混合模型提取鹿洼煤矿塌陷区水体、建筑用地、农田和土壤4类地物信息,并对结果进行统计分析.LUCC检测结果表明,2002年至2010年间,鹿洼煤矿塌陷地面积逐年增加,造成大面积农田积水,导致无法进行作物耕种.最后,结合当地政府采取的塌陷地治理措施分析了土地利用变化情况.     

益阳地区遥感土地利用分类的波段组合效应分析

波段组合对监督分类的运算效率和分类结果有着显著影响。本文以湖南益阳TM影像为实验数据,通过波段光谱特征统计分析、叠合光谱图分析,对该地区土地利用分类波段进行了初步选取;按照3波段组合方式进行分类,并对分类效应进行了比较分析。结果表明,耕地和草地难区分、未利用土地易错分为建设用地是共同问题;TM2、3、4组合能够较好地区分耕地和草地,同时对林地和草地的区分效果也最好,分类总精度最高;TM2、3、5组合对未利用土地的识别能力相对最高;TM2、3、7组合,TM2、4、7组合以及TM2、5、7组合对水体的分类效果最好。本研究对数据降维、资料不足时最大限度发挥资料可用性、针对特别应用目的进行传感器波段设计具有一定的参考价值。     

基于IRS—P6AWIFS遥感影像和GIS的湖北省生态环境评价

以IRS-P6 AWIFS遥感影像为主要数据源,利用监督分类方法进行土地利用/覆被分类,在GIS技术支持下,通过空间分析提取出生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数、环境质量指数等评价信息.依据国家环境监测总站2006年颁布的〈生态环境状况评价技术规范〉（HJ/192-2006）建立生态环境质量评价模型,通过模型的空间叠加进行湖北省生态环境状况评价. 结果 表明湖北省各地市生态环境状况总体较好,这与湖北各地的自然条件、气候条件、资源开发与利用等因素具有较好的相关性,表明评价模型是科学客观的.本文探索了IRS-P6 AWIFS数据和GIS技术相结合的生态环境状况评价方法,对区域生态环境的保护和改善具有积极意义.     

近三十年乌鲁木齐市建成区的时空动态变化分析

采用1975年、1990年、2000年和2004年四期陆地卫星影像资料,在遥感、GIS和分形理论的支持下,对乌鲁木齐市建成区的土地利用结构、空间格局动态变化进行了定量研究.结果表明,1975年到2004年乌鲁木齐建成区面积扩张显著,四期的计盒维数分别是1.5552、1.6161、1.6969、1.6947.1975年到2000年扩展以向四周扩展为主,到2004年期间,则以表现出线性扩展的特点.城市扩展的初期是以占用草地为主,后来转变为以占用耕地为主,2000年以后则主要以占用农村居民点和工交建设用地为主.     

镇(街道)视角下的城镇扩张与耕地压力协调研究——以宁波市鄞州区为例

城市扩张对耕地压力具有重要影响,为探究两者在微观层面的协调状况,将宁波市鄞州区作为靶区,利用2005、2011年两期土地利用数据及对应统计年鉴,构建城镇扩张与耕地压力协调模型,采用分类对比法解析鄞州区各镇(街)城镇化水平与耕地压力协调的变化态势。研究发现:(1)受地形与规划影响,鄞州区城镇化水平提升区域性分布明显;耕地压力总体呈上升趋势,但呈现多样性变化;城镇扩张与耕地压力协调状况亦受规划影响;(2)城镇扩张与耕地压力上升存在协调关系;土地利用类型转换对其有较大影响;(3)促进城镇扩张与维持耕地压力平稳存在可能;(4)在承接中心城区的辐射时,应当注意土地节约利用。这些发现可为其他地区合理进行城镇建设提供参考。     

基于PCA和PSR模型的城市土地集约利用动态分析——以南京市为例

人地关系对用地效益的影响广泛而深刻,“压力-状态-响应（Pressure-State—Response,PSR）”框架能很好地揭示出土地利用中人地相互作用的链式关系。据此,构建相应的评价指标体系,应用主成分分析的方法,以南京市2002～2006年土地利用数据为研究对象构建矩阵,对南京市近5年土地利用程度进行分析评价。研究结果表明：（1）近5年来,南京市土地利用程度呈不断加强,由最初的低度利用,到中度集约利用再到集约利用;（2）土地利用程度与经济发展水平呈正相关,相关系数达0．922;（3）南京市土地利用程度仍有提升空间。本研究为南京市城市土地资源管理提供理论依据和科学指导,并为发达地区城市土地集约利用评价与动态分析提供借鉴。     

鲁西欠发达地区城市建设用地变化的时空特征及驱动力——以聊城市东昌府区为例

十余年来,鲁西欠发达地区的城市建设用地明显增加,城市扩张速度明显加快。本文以聊城市东昌府区为例,以2000年、2007年ETM影像,2013年OLI影像为主要数据源,采用决策树分类法提取土地利用变化信息,建立土地利用转移矩阵,分析城市建设用地变化的时空特征,进而采用主成分分析法、逐步回归分析法对建设用地变化的主要驱动力进行分析。结果显示:13年来,东昌府区的建设用地面积增加了69.43 km2,新增的建设用地主要来自于对林地和农田的占用;城市建设用地由2000~2007年的向东部扩张转变为2007~2013年的向东部和南部扩张;与发达地区不同,工业化与第三产业发展水平以及城市公共交通的发展是影响东昌府区建设用地变化的主要驱动因子。     

中国北方农牧交错带土地利用格局演变与模拟

利用获自NOAA/AVHRR和SPOT VEGETAN遥感影像的中国北方农牧交错带1989,1994和1999年三期地表土地覆盖数据,分析了10年来该区域土地利用格局演变并建立了土地利用格局模拟模型,以此进行了中国北方农牧交错带土地利用格局演变及优化模拟研究.试验表明,利用该模型可以有效开展区域土地利用格局模拟,为有效改善区域生态环境提供决策依据.     

我国城市化进程定量评价及影响因素分析

为深入研究城市化质量问题,从经济、社会、人口、生态四个方面构建了城市化评价指标体系,并根据所构建的城市化评价指标体系,从国家统计年鉴中选取43类指标来评价1995年到2010年我国城市化进程的发展水平,以因子分析法为基础,构建了城市进程发展指数,对我国城市化进程的持续性和影响因素进行了定量评价。研究显示:工业和第三产业是我国城市化的主要动力,同时,在医疗教育、能源利用方面仍有待提高。     

西藏昌都地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响

近年来,西藏昌都地区土地利用变化很大,研究其对生态系统服务价值的影响,可为生态环境可持续发展和土地利用结构调整提供依据.本文参考谢高地等制定的中国陆地生态系统单位面积服务价值当量,利用昌都地区三期土地利用数据,估算了1988～2004年土地利用变化引起的生态系统服务价值的变化.结果表明生态系统服务价值总量一直呈增长趋势,生态环境总体质量在提高.针对变化,为该区农业可持续发展,提出了土地结构调整目标:农业用地内部结构调整、加大未利用地开发、培肥土壤.     

基于HJ-1CCD数据的西双版纳地区橡胶林分布特征

文中以我国HJ-1卫星为主要遥感数据源,结合野外采样数据,采用决策树的监督分类方法,获取云南省西双版纳地区2011年的橡胶林分布状况,并在此基础上,以覆盖该区域的数字高程模型(DEM)和气象数据为基础,利用地理信息系统(GIS)空间分析方法,着重量化分析西双版纳地区橡胶林分布的气候特征和地形特征,得出西双版纳地区橡胶林的气候边界,界定橡胶林分布的海拔、坡度以及坡向范围.文中得到以下结论:利用环境一号卫星遥感数据能够获得精确的分类信息,表明环境一号卫星遥感影像能够作为获取植被环境信息的可靠数据源,实现重点植被生态问题的动态监测;橡胶林分布的高程上限是2100m,80%的橡胶林分布在高程范围为600-1300m的范围内,90%的橡胶林分布在坡度为0?到24?的范围内,橡胶林分布对坡向不敏感;橡胶林适宜分布在平均气温大于18?C,平均最高气温大于25?C,平均最低气温大于14?C的区域,这些区域的橡胶林分布比率较大.研究还定量分析了西双版纳橡胶林空间分布的地形和气候幅度,为橡胶林种植业的健康发展提供科学支撑.     

基于自适应尺度的遥感影像渐进配准

图像配准是遥感图像处理中的基本问题.本文针对多源多时相遥感影像的特点,提出了一种基于自适应尺度的渐进配准方法,在从粗到细的迭代配准过程中,可以通过上一次配准结果的几何定位误差来确定本次匹配的尺度,并按该尺度提取特征角点和特征邻域进行匹配,与常规金字塔渐进配准方法相比,减少了匹配次数,提高了配准效率.另外,特征提取和匹配过程中提出一种基于Harris-Laplace算法和相位相关算法的遥感影像配准算法,利用Harris-Laplace角点代替原始图像,能够综合区域和特征的优点,对亚像元偏移、旋转、尺度变化具有不变性,同时对对比度和灰度的变化不敏感,具有很强的抗噪性.在特征检测和匹配的过程中采用限定搜索区域、抽稀角点等多种优化策略来提高算法的性能.实验证明,算法具有很好的精度,对几何攻击具有很好的鲁棒性,该算法已经应用于CBERS-02B星3级数据的批量自动化生产,具有很好的应用效果.     

HJ-1B卫星遥感数据在重庆市城市热环境监测的应用分析

本文以MODIS反演大气透射率,以HJ-1B/CCD分类结果反演地表比辐射率,并基于单窗算法,利用HJ-1B/IRS4数据反演地表温度.在此基础上,提取研究区的热场变异指数来分析重庆热岛空间分布特征,并就NDVI与NDBI对热岛效应的影响进行了分析.其结果如下:1)重庆城市热岛大致位于中梁山、铜锣山之间,呈东北、西南走向分布;2)热岛中心不在市中心,而是集中在大渡口工业园区、江北机场这些能耗大、人口密集区域,热岛强度范围在5?C-10?C之间;3)接近长江、嘉陵江水域的建筑用地密集区域,其热岛效应并不明显;4)NDVI与热岛强度呈负相关关系,NDBI与热岛强度呈现较为明显的正相关关系,二者对热岛都有重要影响,而NDBI的影响更大.因此,利用HJ-1B数据监测城市热环境,能较好地揭示重庆城市热岛空间分布特征,为城市环境监测与改善提供参考.     

一种土壤团聚体稳定性评估系统

团聚体稳定性是土壤结构的重要属性.国内外团聚体稳定性量化研究较少,而能够定量评估团聚体稳定性的系统也少.鉴于该研究现状,本文设计了一套土壤团聚体稳定性评估系统,它利用功率超声粉碎土水溶液中土壤团聚体,通过实时监测土水溶液温度和超声系统输入功率的变化,并根据能量转化与守恒定律计算出土壤超声分散能量,进而确定土壤团聚体的稳定性.在实验室环境下对澳大利亚新南威尔士州Namoi和Narrabri的两种不同质地土样进行测量,其土壤分散能量分别为328和207 J·g^-1,前者土壤结构更稳定.     

基于遥感的作物氮素营养诊断技术:现状与趋势

准确诊断作物氮素营养状况是实现氮肥优化管理的前提.遥感可全覆盖、大面积同步监测作物多种形态和理化参数.将其应用于氮素营养诊断,对指导施肥管理具有重要意义.基于遥感手段开展作物氮素营养诊断研究已有几十年,将其成果加以总结,并分析存在的问题,有利于更好地促进遥感技术在该领域中应用.本文综述了基于遥感的作物氮素营养诊断技术发展现状,分析提炼了科学问题,在此基础上提出了本领域若干研究方向,期望能对相关领域研究者有所启发.     

基于压缩感知理论的杂草种子分类识别

在农业领域,实现自动、准确、稳健的种子分类识别算法是具有重要经济意义的.由于杂草种子的类别很多,大小、形状、纹理等特征变化多样,即使一个类别的种子,不同的特征也会在数量上有所差异.另外,由于种子常常会因潮湿、病菌等因素,产生霉块或病斑即是连续遮挡或噪声的问题,而之前的算法不适合解决此问题.文中通过求解一个复合的欠定线性方程组优化问题来解决杂草种子的连续遮挡问题.文中利用压缩感知理论在机器学习领域的运用,用主成分分析、下抽样、随机取样等方法对种子图像降维,然后就把杂草种子分类问题归结为一个求解待测样本对于整体训练样本的稀疏表示问题.问题的求解通过e~1范式最小化完成.实验结果表明,利用稀疏表示算法进行分类,可以达到很好的识别效果,对于87类的杂草种子,最好的识别率是90.80%.     

基于高光谱的柑橘树红边特征及叶绿素和LAI的监测

为从光谱信息中寻找最能反映叶面积指数（LAI）的参数并建立模型,文中以砂糖橘树与年橘树为实验对象,通过室外实验,同步测定柑橘树冠层在不同生育期的高光谱反射率、红边参数和叶片的叶绿素含量及LAI.结果表明,柑橘树冠层光谱红边具有"双峰"和"红边平台"现象,红边位置λ_red位于695～724 nm之间.红边幅值Dλ_red和红边面积S_red有"红移"和"蓝移"现象;叶面积指数与冠层光谱红边参数λ_red,Dλ_red,S_red之间显著相关.利用柑橘树冠层的五种光谱形式,分别与叶面积指数进行逐步回归相关分析并与LAI建立模型;叶片叶绿素含量与其反射光谱的λ_red,Dλ_red,S_red也显著相关.     

基于分区的水稻总产遥感估算研究

本文通过未基于分区与基于分区的水稻总产遥感拟合模型的比较分析,选取最优模型进行水稻遥感估产.以湖南省为研究区,在水稻遥感估产分区、水稻可能种植区识别的基础上,以县为单位,利用2000～2007年的统计产量与MODIS EVI建立未基于分区与基于分区的水稻总产遥感拟合模型,通过相对误差、RMSE,以及拟合结果与统计值比较散点图分析,选择最优遥感拟合模型,并用此模型对2008年湖南省水稻总产进行预测.研究结果表明,基于分区的水稻总产遥感拟合模型要比未基于分区的要好,最优模型为二次非线性模型和逐步回归模型,且生育期主要集中在孕穗期到乳熟期.水稻总产拟合及预测结果与统计值相比省级相对误差都小于5%,且拟合结果的误差总体上比预测结果的误差要小.基于分区的水稻总产遥感估产模型有效地提高了水稻遥感估产的精度.     

可控环境生产系统建模、仿真与控制研究进展

可控环境生产系统属于复杂系统,目前对这类系统的建模及控制问题没有形成系统的方法与理论,因此在对这类系统进行控制时,缺乏理论依据.本文在回顾过去几十年可控环境生产系统建模与控制的各种方法的基础上,探讨了当前可控环境生产系统在系统建模、仿真及控制中存在的问题,如支持生产可使用的作物生长数学模型信息的不完整性,水肥系统的模型信息的时间尺度问题,环境模型的动态时变特性以及作物、土壤、大气相关变量的作用关系,耦合的多环境因子的控制问题、包括能耗在内的冲突多目标控制问题和考虑模型误差和气候突变等不确定性的鲁棒控制问题等.在此基础上,根据系统的特性:多变量,非线性,多模型(作物模型,土壤模型,大气模型)、模型之间强耦合、大尺度、能量有限、分布参数、冲突多目标等的特点,提出了该系统有效建模、仿真、控制急需解决的瓶颈问题和可能的研究趋势.