基于辅助信息的遥感影像信息提取探讨

选取陕西省咸阳市三原县作为研究区,利用遥感ENVI软件,对2006年6月SPOT5影像的土地利用信息进行解译。通过对影像中耕地、园地、林地、居住用地、交通用地、水域等地物光谱特征、纹理特征、空间特征等辅助信息与特征进行深入分析,获取了该研究区土地利用信息及其分布特征。结果显示,基于辅助信息的遥感影像信息提取能够弥补单纯依靠像元的分类方法,精度较高,可达86.34%,能够较好的满足用户的要求。     

数据融合方法在道路提取中的应用研究

以SAR与SPOT多光谱影像为数据源,通过几何校正、辐射定标、降噪等数据预处理,选取PCA(Principal Component Analysis)、BT( Brovey Transform)、WT( Wavelet Transform)和HPF( High-Pass Filtering)4种方法进行融合实验,并对融合后数据以及原SPOT多光谱数据进行道路提取研究.结果表明:基于PCA和HPF方法所提取的道路特征明显,纹理清晰,错分和漏分现象不明显,道路信息效果较好;WT方法提取效果次之;BT道路提取效果相对较差;4种方法经融合后数据提取道路精度均高于原始SPOT多光谱数据,最优方法提取道路精度错分率较SPOT多光谱高达29.4％,道路提取精度相对较差的BT方法较SPOT多光谱错分率高出18％.     

干旱区耕地质量等级时空变化及其评价——以西宁市为例

以青海省西宁市为研究对象,依据《耕地质量等级》（GB/T33469-2016）,采用特尔斐法、层次分析法、模糊数学法等方法,构建西宁市耕地质量评价指标体系;结合地理信息系统（GIS）软件技术,对西宁市2015年和2018年耕地质量进行评价,并分析西宁市耕地质量时空分布和土壤养分特征,探究西宁市耕地质量现状。结果表明：（1）2015年和2018年耕地质量平均等级分别为6.74和6.33,4 a间提升0.41,耕地质量等级总体提升主要来自三、四、五、七等地,其中高、中等地总面积占总耕地面积的比例2018年较2015年增加1.49%。（2）4 a间的耕地质量等级在空间分布上差异较大,高、中等地主要集中在中部的湟中区及北部大通回族土族自治县（简称大通县）,低等地主要分布在边缘靠山区及海拔较高地区,耕地质量提升的耕地主要来自大通县、湟源县、湟中区。（3）相较2015年,2018年土壤有机质、有效磷、速效钾含量均增加,其中有效磷含量评价等级上升。研究结果对西宁市全域范围内耕地质量展开综合评价,其结果能够很好地反映该地区当前耕地质量状况,对农业生产具有指导意义。     

干旱区耕地质量等级评价及土壤养分与盐渍化的分析研究 ——以民勤绿洲为例

为整体掌握民勤绿洲耕地质量、土壤养分以及盐渍化状况等,充分利用县域耕地资源,分析研究民勤绿洲耕地质量等级划分及其耕地土壤养分和盐渍化现状,为及时准确掌握绿洲耕地地力状况提供科学依据,同时为绿洲耕地土壤养分、盐渍化障碍提供改良措施。基于农业农村部《耕地质量调查监测与评价办法》(农业部2016年第2号)和《耕地质量等级》国家标准(GB/T33469-2016)的相关要求,构建民勤绿洲县域评价体系,通过综合运用空间分析、模糊数学、层次分析和综合指数等方法,对民勤绿洲耕地质量等级进行综合评价。结果表明:(1)民勤绿洲耕地质量平均等级为3.26等;分布有一至七等级地,八、九、十等级地没有分布;以三、四等级地为民勤绿洲耕地的主要等级分布,面积占比分别为31.63%、28.27%。泉山区中部和坝区灌溉农业区多分布一、二等级地。湖区灌溉区多分布三、四等地。在绿洲边缘带较多分布五、六、七等地。(2)民勤绿洲耕地土壤有机质平均含量在10.00~15.00 g·kg^-1之间,全氮平均含量在0.50~1.00 g·kg^-1之间,总体处于较低水平。有效磷和速效钾总体处于中等水平。昌宁区、泉山区与坝区交界东北部以及湖区镇(昌宁镇、东湖镇、南湖镇、泉山镇、西渠镇)耕地土壤养分平均含量较均低。(3)民勤绿洲盐渍化耕地的面积为32240.36 hm²,占民勤绿洲耕地总面积的30.09%;主要以轻度盐渍化为主。轻度盐渍化多分布在湖区红沙岗镇、红沙梁镇、西渠镇等镇;中度盐渍化分布在昌宁镇以及环河区沿风沙线一带。其评价结果对民勤绿洲耕地资源的科学管理和可持续利用以及绿洲农业的发展具有重要意义。     

基于适宜性和安全性评价的干旱区绿洲后备耕地资源开发——以渭干河—库车河三角洲绿洲为例

选择典型干旱区渭干河—库车河三角洲绿洲为研究区,基于遥感、地理信息系统技术和相关应用软件,在详实的野外实测数据、土地利用数据和遥感数据支持下,应用空间插值、叠置分析、逐步回归、神经网络、层次分析等方法,建立评价模型,进行自然、生态、土地利用和综合适宜性评价,相应确定后备耕地资源开发的适宜性等级、适宜度及其分布;提取三期遥感影像信息并进行分类,根据后备耕地资源利用/覆被类型的特征,构建后备耕地资源开发的安全性指数计算模型,加入水源保证条件限制,构建综合安全性评价模型,进行后备耕地资源开发综合安全性的时空分析;基于适宜性与安全性评价,进行叠置分析、综合性分级。研究表明：后备耕地资源开发综合性等级的区域分布呈现环状特征,适合后备耕地资源开发的区域面积与禁止开发的区域面积数量相差十倍。最后提出后备耕地资源开发的举措建议。     

高光谱数据挖掘技术在资源勘查中的应用研究

在系统分析数据挖掘技术概念内涵和高光谱数据特征参数的基础上,基于Hyperion卫星高光谱影像,利用现代信息技术与海量数据处理方法,开展高光谱数据辐射校正、几何校正与影像镶嵌以及地质填图工作,探讨高光谱遥感技术在资源勘查与评价中的作用与应用潜力。研究表明：高光谱遥感技术在地层识别、岩石分类等方面应用效果显著。     

ALOS卫星遥感数据影像特征分析及应用精度评价

通过影像灰度等级分析、单变量统计分析和影像纹理特征分析以及平面点位精度、影像分类精度和图斑面积精度评定,针对ALOS数据图像质量开展影像特征研究与应用精度综合评价,并与SPOT5数据对比。ALOS数据在纹理特征及面积精度方面(尤其是较小的图斑面积精度)均明显优于SPOT5;建设用地和农用地二、三级地类的影像分类精度均可达到优良等级;点位中误差精度可满足1∶1万比例尺制图要求。ALOS数据在国土资源调查和管理中具有良好的应用前景,可与SPOT5形成较好的数据互补。     

城市景观遥感影像融合质量对小波基选取的响应

应用IHS和小波变换结合的融合算法时,小波基的选取是影响融合图像质量的关键,而且包含不同地物信息的影像融合质量对小波基的响应特征有待深入探讨。该文以SPOT全色和多光谱影像为数据源,选取大量高、低密度建筑城市景观影像样本,用信息量、平均梯度和偏差指数3个指标定量评价融合质量,分析不同小波簇下两类融合图像之间的质量差异。研究表明:融合质量与影像所含地物特征密切相关;相对于其它小波簇,rbioNr.Nd表现出较强的变异性;两类融合图像在各小波簇上的波动性差异明显,并呈分段特征;根据质量需求和具体景观特征影像,可以在分解层数固定的情况下选取最佳小波基,以获取高质量融合图像。     

新疆和田地区耕地面源污染生态风险评价

随着化肥、农膜等在农业生产中的过量投入，耕地面源污染的程度随之加重。文章选取塔里木河流域上游和田地区为研究区域，依据P-S-R框架理论，构建和田地区耕地面源污染生态风险评价指标体系，加入土壤理化数据，使用生态风险评价模型对和田地区1980 年及2016 年耕地面源污染状况进行生态风险评价，运用耕地生态风险模型、生态风险转移矩阵、Arcgis分析和田地区耕地面源污染时空分异状况。研究结论如下：和田地区1980 年耕地生态风险等级均为II级或III级，呈“中间高，两侧低”分布；2016 年耕地生态风险等级上升至IV级或V级，呈“倒W型”分布，各县耕地面源污染程度较1980 年均有较大幅度的上升，其中墨玉县和于田县在2016 年耕地生态风险等级达到最高的V级，而民丰县因自身生态环境的强脆弱性，同样需要提高关注。根据面源污染“从源头治理”的原则，应切实推进和田地区耕地生态环境保护与治理，提高政府重视程度，增强技术指导，开展试点工作，改善和田地区耕地面源污染现状。     

基于SPOT5遥感影像的土地分类信息提取

近年来,随着现代遥感技术的发展,高分辨率、多波段、多时相、周期性的遥感卫星不断更新,如:SPOT、IKONOS、Quick Bird等,为土地分类信息的提取提供了丰富、可靠、高精度的基础数据源信息。本文选取陕西省三原县部分地区作为试验区,探讨利用SPOT5遥感影像进行土地分类信息提取,对数据预处理、遥感影像分类方法的选取及分类结果精度的评价等问题进行了探究,采用最大似然法,通过计算机自动分类对SPOT5遥感影像土地分类信息进行提取。实验证明,将SPOT5遥感数据应用于土地信息类型的提取可以极大地提高影像分类的效率,得到较好分类效果。     

基于GIS的耕地改良利用分区研究——以山东章丘市为例

以山东章丘市为研究区,运用GIS技术,在确定耕地改良利用分区因子和标准的前提下,对区域内全部耕地状况及其障碍因素进行定量分析,划分耕地改良利用类型区.按照因地制宜、因土适用的原则,提出相应的改良利用措施,旨在摸清研究区域耕地改良利用因素的现状水平及制约耕地利用的障碍性因素,进一步提高其高产田的生产能力,挖掘中低产田的生产潜力,探索耕地改良利用的新思路和新方法,为其它区域耕地资源的科学管理和可持续利用提供指导和借鉴作用.     

新疆昌吉州耕地开垦轨迹对土壤肥力变化的影响

定量刻画区域尺度耕地开垦轨迹（初始地类、初始土壤类型和耕作年限）对土壤肥力变化的影响,对指导区域农业施肥管理措施、提高农田土壤肥力具有重要意义。本文以新疆昌吉州为研究区,通过叠加5期土地利用数据来识别耕地开垦轨迹,基于1980年和2018年两期大量样点数据,分析耕地开垦前的土地利用方式和土壤类型以及开垦后耕作年限的差异对土壤肥力变化的影响。结果表明：① 1980—2018年间新开垦耕地面积的90.12%来源于草地,9.88%来源于未利用地。在此期间除碱解氮含量降低之外,其他土壤肥力指标含量均增加。② 高覆盖度草地被开垦会造成土壤有机质的损失,草地（高、中、低覆盖度草地）和未利用地（盐碱地和裸土地）被开垦会降低土壤碱解氮含量,增加有效磷和速效钾含量。③ 随耕作年限增加,土壤有机质呈现缓慢的增加态势并逐步趋于平稳;而速效养分含量短期内增加,当耕作年限达到中长期（19~28年）后趋于稳定或开始下降,存在阈值效应。④ 草地开垦造成的有机质损失在耕作年限达到中长期之后逐渐得以恢复。草地和未利用地开垦造成的碱解氮损失在耕作38年之后仍未得到恢复。⑤ 初始土壤类型为草甸土和灌漠土的现状土壤肥力较高,棕钙土和灰漠土的肥力较低。建议随耕地经营年限的增加,合理配比氮磷钾肥,改善重氮肥轻磷钾肥的现状,增加磷钾肥施用量,少量多次施用氮肥。     

基于斑块层次的土地利用变化对土地质量影响的初步分析——以河北省张北县为例

利用SPOT2/4、SPOT5 等遥感数据源, 以人工目视解译为主, 分析了1999 年到2003 年河 北省张北县土地利用( 耕地) 变化情况; 运用GIS 和统计分析的方法, 初步分析林草地转变为耕 地、耕地转变为林草地和未变化耕地斑块等的土地退化特征。从1999 年到2003 年, 张北县耕地 减少20229.5ha, 耕地的主要流向为林草地, 其中又以旱地转化为人工草地为主, 2003 年新增耕 地的主要来源为牧草地。除耕地转为疏林地外, 耕地转为林草地的其余类型未退化斑块的面积较 大; 林草地转化为耕地的情况比较复杂: 林地转化为旱地、牧草地转化为水浇地的斑块发生了比 较明显的土地退化; 而牧草地转化为旱地、其它土地转化为旱地、牧草地转化为菜地斑块中退化 斑块数和面积比例都不大。和未变化耕地斑块的退化特征比较, 旱地转化为牧草地, 退化斑块与 未退化斑块数量比例比较接近, 但未退化斑块面积比例远远高于未变化耕地斑块; 而牧草地转为 旱地的退化与未退化斑块数量和面积比例没有明显差别。旱地转化为林地的未退化斑块数量和 面积比例要大于林地转化为旱地的斑块。说明旱地向林草地转化有助于提高区域土地质量。     

区域性土壤形成特征及其在土壤基层分类和土壤质量评价中的应用

结合区域基层分类研究提出了区域性土壤形成特征的概念，指出它们既是土壤基层分类的鉴别标准，也是决定区域土壤基础质量的重要因素。在分析典型区域土壤形成特征的基础上，探讨了它们在基层分类和土壤质量评价要素中的共性和应用，指出这有助于全面地理解土壤质量而不是简单地将其等同于耕层养分状况。介绍了服务于土壤基层分类和质量评价的公用数据库的结构。     

BIO-NORM与EO耕地质量评价方法对比研究

以江西省余江县为研究区域,利用专家经验法(expert opinion,EO)和新建的Bio-Norm法,分别确定耕地质量评价指标、指标权重和隶属度函数,对研究区水田耕地质量进行评价。两种评价方法的对比分析表明,采用EO法时不同专家组选取的参评指标不尽相同,评价结果具有不稳定性。Bio-Norm法得出的指标权重及确定的隶属度函数临界值,比起EO法更能反映水稻生长的实际要求;耕地质量综合指数(IFI值)与水稻产量回归方程的决定系数(R²)高于EO法,且IFI值与水稻产量各等级区域分布特征更吻合。采用Bio-Norm法评价耕地质量更为科学合理。     

东北地区耕地变化对粮食生产能力的影响评价

分析研究当前区域性耕地资源数量与质量的变化格局和态势, 研究其耕地资源变化对粮食生产能力的影响, 具有重要的理论和现实意义。以东北地区为例, 利用“3S”技术, 着 重应用GIS 空间分析优势, 首先分层次开展耕地自然质量评价、耕地利用质量评价与耕地综 合质量评价, 分析耕地自然质量、耕地利用质量与粮食单产的关系, 研究区域耕地数量变化 引起的耕地综合质量空间分布变化; 然后从耕地数量、耕地质量、作物种植制度等方面, 探 讨东北地区耕地变化对粮食生产能力的影响。为本地区耕地资源可持续利用与管理, 制定科学合理的粮食生产发展规划提供借鉴, 为其他地区开展类似研究提供参考。     

黄淮海平原气候变化及其对耕地生产潜力的影响

利用1991年和2000年黄淮海平原气象台站的历史观测资料,分析该地区气温、降水的变化趋势,并利用农业生态地带(AEZ)模型估算黄淮海平原各农业生态区的耕地生产潜力。通过分析气温、降水与耕地生产潜力的关系,评价气候变化对耕地生产潜力的影响。研究发现,黄淮海平原耕地生产潜力与降水量、气温呈显著正相关。对各农业生态区的回归分析表明,如果气温或降水量提高10%,耕地生产潜力将分别提高3.2%与0.3%。该研究对制订应对气候变化、保护耕地与提高耕地生产潜力方面的决策具有参考价值。     

基于土地利用的河北省生态系统服务权衡/协同关系研究

在分析土地利用变化的基础上,基于InVEST模型计算1985-2015年河北省农作物生产、碳储量、生境质量和土壤保持4种生态系统服务,利用ESCI指数、相关分析法、ESTD模型及双变量局部空间自相关方法识别不同尺度生态系统服务空间格局变化及权衡/协同关系。结果表明:1)1985-2015年河北省土地利用变化剧烈,建设用地、林地面积不断增加,耕地、草地、未利用地逐渐减少,但不同时段变化趋势不同。受土地利用变化影响,河北省4种生态系统服务变化趋势迥异:农作物生产水平不断提升,碳储量呈先增后减趋势,生境质量变化平稳,土壤保持呈波动减少态势。2)从省域尺度看,河北省各类生态系统服务之间相互影响,碳储量与农作物生产以及土壤保持与生境质量均呈现协同关系,农作物生产与生境质量、土壤保持以及碳储量与生境质量、土壤保持均呈现权衡关系;从区域空间分异看,供给服务与支持服务间权衡/协同关系空间变化明显,支持服务中碳储量与生境质量总体上呈现西北协同—东南权衡关系,生境质量与土壤保持以协同关系为主,碳储量与土壤保持以权衡关系为主;从县域尺度看,土壤保持与碳储量、生境质量以及农作物生产与碳储量、土壤保持的权衡/协同关系集聚特征明显,而生境质量与农作物生产、碳储量的权衡/协同关系集聚特征较为分散。理清不同区域生态系统服务间的关系,可避免不必要的权衡风险,为优化河北省土地利用空间布局、实现社会经济发展与生态系统服务双赢奠定研究基础。     

面向对象方法在SPOT5遥感图像分类中的应用--以北京市海淀区为例

SPOT5图像的空间分辨率高,局部异质性较大,采用基于像元的传统方法分类精度低,难以满足实际应用的需要。以北京市海淀区SPOT5图像为例,应用面向对象方法对其进行分类试验,并将该方法与传统基于像元方法的分类结果进行对比分析。结果表明:利用面向对象方法对SPOT5遥感图像进行分类,不仅使分类结果具有丰富的语义信息,有效抑制“椒盐现象”的发生,还可以显著提高分类精度。     

石河子莫索湾垦区绿洲耕地自然潜力评价

以GIS技术为基本的分析手段,针对目前土地评价中单元底图选择单一、结果划分人为性强等问题,选择石河子莫索湾垦区150团场为研究区域,以土壤质地、土壤全氮含量、速效磷含量、有机质、土壤盐渍化程度、灌溉水源保证率等为评价要素,对其耕地自然潜力进行了评价。结果表明,1,2,3等地合计占总耕地面积的64.78%,故该地区耕地质量属中等偏上水平,在耕地限制要素中,以土壤有机质和土壤全氮含量最为匮乏,且带有极大的普遍性;而土壤质地、土壤盐分、速效磷限制均以弱限制为主,这说明该团土地利用经营中改良利用难度不大。