江西省耕地田坎系数测算关键问题的探讨

田坎系数测算的准确性和科学性,关系到全省耕地净面积计算的准确性和农作物产量测算及耕地质量的评价,本文仅对江西省田坎系数测算工作中的若干关键问题进行探讨分析,提出建议措施,提高田坎系数测算的可靠性和准确度,满足土地调查需要。     

省级耕地田坎系数测定方法研究

本文以福建省为例,分析了第一轮土地详查使用的田坎系数的缺陷,从影响田坎系数因素出发,结合目前正在开展的土地更新调查工作,提出建立“样点区”、“样点村”,应用DRG、DOM、DEM的省级耕地田坎系数测定方法,为查清耕地面积,加强耕地保护提供基础     

田坎系数统一测算技术框架及其应用

分析现行使用的田坎系数的缺陷,从影响田坎系数的主要因素出发,结合目前正在开展的第二次土地调查工作,提出"分区抽样法",构建了田坎系数统一测算的技术框架,为准确查清耕地面积,加强耕地保护提供基础。     

基于高分辨率遥感影像的田坎系数测算

提出了一种利用高空间分辨率影像提取田坎系数的方法。以张家界市永定区某处山地梯田QuickBird与SPOT-5影像为数据源,利用面向对象的分类方法分别提取了影像中5块样方的田坎系数。以样地实测田坎系数为参照,得出QuickBird影像提取的田坎系数整体符合度为92.33%,SPOT-5数据为88.03%,表明利用高分辨率影像提取田坎系数是可行的,且采用的影像分辨率越高,所提取的田坎系数越精确。     

不同最小上图面积指标坡度图对耕地净面积的影响

在第三次全国国土调查中,耕地净面积的计算包括坡度级别、田坎系数等。田坎系数由外业样方测量获得,坡度级别由DEM数据生成,因此由DEM生成的坡度图其精度是影响耕地面积精度的一个重要指标。通过坡度分级图对比,剖析了不同最小上图面积指标生成的坡度图对耕地面积的影响。     

土地调查中田坎系数获取途径探讨

在对田坎系数的理论基础进行简述后,提出了田坎系数获取的两种途径:传统意义上的量测获取和影像分类原理的田坎系数获取。最后得出结论:基于影像分类原理的田坎系数获取具有一定的科学性且与实地测算的田坎系数具有较高的符合度,可作为实地测算的补充手段。     

基于DEM的四川省坡度图制作

第一次土地调查耕地坡度级由于采用传统方法进行量算,导致耕地系数、耕地净面积精度不高。为克服其不足,在四川省第二次土地调查中,以ArcGIS为平台,在对四川省DEM数据进行预处理的基础上,综合分析四川地形地貌特点,通过试验区验证来确定坡度计算模型进而开发坡度计算软件,制作完成按行政区划分幅（省、市、县）和按地形图分幅（1：10万、1：5万）的坡度图和坡度级图。通过对成果进行的大量验证工作（包括地形图验证和野外实地核查）表明成果中坡度级图斑和耕地图斑坡度级准确率高,数据可靠,并在四川省第二次土地调查耕地田坎样方布设以及数据库建设中全面应用。     

辽宁省第三次土地调查坡度分级图的制作

耕地坡度级数据是查清耕地、基本农田数量、质量和空间分布状况的重要指标,也是测算耕地田坎系数的基础和依据。本文以辽宁省第三次土地调查坡度分级图制作为例,阐述了一种制作坡度分级图的技术方法,并对微小图斑合并到邻接非同值面的技术难题进行研究,提出了一种定向融合的方法。通过试验,这种方法能够解决坡度分级图制作过程中微小图斑合并到邻接非同值面问题。研究成果为同类坡度分级图制作提供重要参考。     

利用无人机和面向对象技术快速提取田坎面积

快速、准确、低成本的获取田坎面积,对于土地整治区整治计划的安排和耕地保护具有重要的意义.本研究首先利用剖面曲率、坡度与田坎之间的分布关系,对影像进行分幅处理,对于地物信息不明显的石堰,对比其与主要区分对象耕地在可见光波段上反射率的不同,运用波段运算,增强其地物信息.其次结合基于规则的面向对象分类方法,构建田坎的分类规则...     

土地规划中农村居民点整治潜力研究

规划调整完善中,农村居民点整治潜力的测算需要在理论潜力的基础上分析修正为现实潜力。本文首先测算农村居民点整治理论潜力,考虑到自然、经济社会等限制因素,分析测算现实潜力。通过选取自然限制因子,将其与农村居民点现状叠加分析,开展自然适宜性评价,获取宜耕性整治潜力;分别选取7个经济可行性指标和6个社会因素可行性指标,通过层次分析法确定其影响权重,通过消除量纲影响的标准化数值与自然、经济、社会限制因子权重加权后,取得综合整治潜力指数。以重庆市长寿区为例,测算农村居民点在自然、经济、社会要素的评价体系限制下新增耕地的潜力。测算结果表明,长寿区2011~2020年通过农村居民点整治新增耕地潜力为851.04公顷,新增耕地潜力系数为9.23%,长寿区各镇街2011~2020年新增耕地潜力约为14.29~97.64公顷。     

抗差岭估计的误差影响测度

当观测值受异常污染影响而不服从正态分布，且平差法方程出现病态时，采用抗差岭估计可得到参数的理想解。本文基于抗差岭估计理论，导出了抗差岭估计的误差影响函数，以及实用的抗差岭估计参数解差和参数解差函数，并结合实例作了多种的试算和比较，结果表明，抗差岭估计的误差影响函数对模型及参数解的理论分析具有重要意义，参数解差函数计算方便，几何意义明确。     

深度学习支持下的丘陵山区耕地高分辨率遥感信息分区分层提取方法

耕地是丘陵山区稀缺的土地资源,具有地形条件复杂、种植结构多样的特点,导致了山地耕地信息难以快速、准确获取,并且基于传统的遥感数据及遥感监测方法开展山区耕地信息快速自动提取比较困难。针对这一问题,本文以西南山区贵州省息烽县作为试验区,根据地理空间异质性特征,提出分区控制、分层提取的耕地形态信息提取思路,构建了一种地貌单元约束条件下的分区分层耕地形态信息的提取方法。该方法首先根据地貌-植被特征将试验区划分为平坝区、山坡区、林草区3类地理分区;然后在每类分区基础上,根据耕地所呈现的视觉特征划分为不同的类型,对不同类型的耕地分别设计不同的深度学习模型进行分层提取。试验结果证明,该方法对山区复杂地形背景噪声具有较好的抑制作用,所提取的耕地地块信息相比于传统方法更符合实际耕地的实际分布形态,有效地减少了漏提率和错提率。     

1990—2019年石漠化区耕地时空特征及成因分析——以富源县为例

针对石漠化区耕地变化研究存在时间、空间尺度有限的问题,本文以富源县为例,基于1990、2000、2010和2019年4期的Landsat遥感数据,应用多特征与随机森林相结合的分类方法提取耕地,运用耕地覆盖度、耕地类型转化、坡度分区统计分析了近30年(1990—2019年)耕地时空变化特征,并讨论了耕地变化的原因。结果表明,1990—2019年富源县耕地面积呈先增加(1990—2010年)后减少(2010—2019年)的态势;耕地面积主要来源和转化类型均以林地和草地为主,林地最多;主要分布在北部5个石漠化面积较少的乡镇,以缓坡区为主;耕地覆盖度呈现低-高-低的过程,陡坡区耕地变化率在不同时段差异明显。近30年富源县耕地变化是在石漠化独特的地理环境下,由人口、经济、政策、交通等因素共同作用而形成的。本文的结论可为评估石漠化区域生态安全和粮食安全提供数据支撑。     

Multiple factors influence the consistency of cropland datasets in Africa

Accurate geo-information of cropland is critical for food security strategy development and grain production management, especially in Africa continent where most countries are food-insecure. Over the past decades, a series of African cropland maps have been derived from remotely-sensed data, existing comparison studies have shown that inconsistencies with statistics and discrepancies among these products are considerable. Yet, there is a knowledge gap about the factors that influence their consistency. The aim of this study is thus to estimate the consistency of five widely-used cropland datasets (MODIS Collection 5, GlobCover 2009, GlobeLand30, CCI-LC 2010, and Unified Cropland Layer) in Africa, and to explore the effects of several limiting factors (landscape fragmentation, climate and agricultural management) on spatial consistency. The results show that total cropland area for Africa derived from GlobeLand30 has the best fitness with FAO statistics, followed by MODIS Collection 5. GlobCover 2009, CCI-LC 2010, and Unified Cropland Layer have poor performances as indicated by larger deviations from statistics. In terms of spatial consistency, disagreement is about 37.9 % at continental scale, and the disparate proportion even exceeds 50 % in approximately 1/3 of the countries at national scale. We further found that there is a strong and significant correlation between spatial agreement and cropland fragmentation, suggesting that regions with higher landscape fragmentation generally have larger disparities. It is also noticed that places with better consistency are mainly distributed in regions with favorable natural environments and sufficient agricultural management such as well-developed irrigated technology. Proportions of complete agreement are thus located in favorable climate zones including Hot-summer Mediterranean climate (Csa), Subtropical highland climate (Cwb), and Temperate Mediterranean climate (Csb). The level of complete agreement keeps rising as the proportion of irrigated cropland increases. Spatial agreement among these datasets has the most significant relationship with cropland fragmentation, and a relatively small association with irrigation area, followed by climate conditions. These results can provide some insights into understanding how different factors influence the consistency of cropland datasets, and making an appropriate selection when using these datasets in different regions. We suggest that future cropland mapping activities should put more effort in those regions with significant disagreement in Sub-Saharan Africa.     

病态不确定性平差模型的岭估计算法

测量数据在获取的过程中,常存在不确定性,它们会影响参数估计结果,不确定性平差模型的解算方法可以有效提高参数估计的有效性和可靠性。当观测方程的系数矩阵存在接近零的奇异值,采用岭估计可有效抑制观测方程病态性对参数估值结果的影响。当不确定性平差模型出现病态,其受系数矩阵误差和观测值误差的影响更为严重,本文将岭估计法应用于病态不确定性平差模型,推导了迭代算法,以提高解的稳定性,并用算例验证,结果表明了新方法的有效性和可行性。     

不同国家坐标系下子午线收敛角计算公式及其精度分析

介绍了子午线收敛角的概念和计算公式,并用C＋＋语言对高斯坐标正反算和子午线收敛角的计算公式进行了编译,提高了计算效率。选取徐州地区14个点进行试算,发现1954国家大地坐标系和1980国家大地坐标系在徐州地区可以互用收敛角计算公式,其误差对于高精度工程测量可以忽略不计。但是,通过运用误差传播定律对子午线收敛角公式分析发现,对于投影带边缘、纬度较高的地区计算子午线收敛角时,要区分使用。     

线性化通用EIV平差模型的岭估计解法

通用EIV(errors-in-variables)平差模型作为经典平差模型的一般化形式,具有同时顾及多种随机误差的优势. 在通用EIV平差模型加权总体最小二乘(WTLS)的线性化估计基础上,引入正则化准则. 正则化矩阵为单位矩阵时为岭估计,添加目标函数,通过建立拉格朗日目标函数的最小化求解,导出加权通用EIV平差模型对应的岭估计解式,给出了确定岭参数的U曲线法和L曲线法. 计算了通用EIV平差模型的线性化估计、两种岭估计及其对应的方差分量值;验证岭估计对通用EIV模型的线性化估计具有促进性,可减少迭代次数,使得参数方差分量更快趋于平稳,降低参数估计的计算量.      

总体最小二乘用于线阵卫星遥感影像光束法平差解算

顾及像点观测方程的系数矩阵中存在随机误差,提出了基于总体最小二乘的线阵卫星遥感影像光束法平差模型。在假定像点观测误差和系数矩阵误差均为独立、等精度分布的基础上,利用拉格朗日条件极值法推导了包含外方位元素虚拟观测方程和控制点误差方程的总体最小二乘光束法平差算法的具体公式和计算方法。该方法利用方差分量估计确定各类虚拟观测值的方差,可求解包含多类虚拟观测量的平差问题,并可用先验信息或岭迹法确定系数矩阵观测值的权比例系数,从而克服了现有总体最小二乘虚拟观测方法不能处理多类虚拟观测值的不足,确保了光束法平差可正确有效求解。分别利用模拟算例与两组真实影像进行了试验验证。结果表明,相比于常规最小二乘虚拟观测法以及现有总体最小二乘虚拟观测方法,本文方法具有更高的求解精度与适应性。相较于传统线阵卫星遥感影像光束法平差方法,本文方法可以获得更高的平差计算精度。     

一种求解单像空间后方交会的监督学习方法

单像空间后方交会可描述为非线性最小二乘问题，不可导、法方程系数矩阵病态以及陷入局部极值是造成其数值过程不收敛的主要原因。不同地区的控制点空间分布不具相似性，若把同一地区同一组控制点之下数张已知外方位元素的像片看作一个样本集，则在给定每个外方位元素初值的前提下，可通过监督学习方法求取外方位元素的整体下降方向；而对于单像空间后方交会中因前述原因不收敛的情况，则可采用整体下降方向近似解算。以此为出发点，提出一种单像空间后方交会求解的监督学习方法，主要过程是:①训练阶段，利用监督学习过程，对同一测区内不同姿态像片所组成的样本集进行整体外方位元素的求解，得到该测区外方位元素的整体下降方向集合；②测试阶段，对该测区的任意像片，给定外方位元素的初值，直接采用训练阶段得到的整体下降方向集合进行外方位元素的迭代求解。对比试验表明，该方法在数值过程收敛性与初值依赖性上均表现出较强的优势，并能克服欧拉角法因法方程系数矩阵病态而无法收敛的情况。     

基于优化随机森林模型的滑坡易发性评价

以三峡库区沙镇溪镇-泄滩乡为研究区,探索基于最短描述长度原则的信息增益法对滑坡连续型因子进行离散的效果,计算皮尔森系数去除高相关因子。利用信息量法预测的极低、低易发区随机抽取非滑坡样本点。通过迭代计算袋外误差估计确定较优的随机特征及其数目,将优化后的随机森林对研究区滑坡进行易发性评价,并与逻辑回归等方法进行比较。绘制各算法预测结果的接收灵敏度曲线,其中优化后的随机森林预测结果的曲线下面积较高,达91.8%,表明优化随机森林模型在滑坡易发性评价中具有较高的预测能力。