土壤盐渍化量化的遥感与GIS实验

为对土壤盐渍化程度做更为科学的定量分析，该文重点研究了地下水埋深，地下水矿化度和地貌因子对土壤盐渍化影响以及这种影响的定量化，研究区为吉林省长岭县实验区。利用地理信息系统作为支持工具，结合遥感数据和专家经验，建立数学模型，进行综合分析，获得了较好的结果，这种方法为分析土壤盐渍化问题的有效途径之一。     

基于Radarsat和TM图像融合与分类的土壤盐渍化信息遥感监测研究

单一雷达影像数据通常不能提供足够的用以监测干旱地区盐渍化的信息。雷达图像与TM图像的融合可以提高遥感数据的利用率,增强数据的可靠性和信息的互补性,有助于提高分类精度。本文采用了GramSchmidt变换融合法将Radarsat和TM图像进行融合,并将该融合方法与一些常用融合方法(HIS融合、PCA融合、Brovey融合)进行了比较,结果表明该融合方法优于其他方法。最后采用支持向量机分类法(SVM)对Radarsat、TM融合后的图像进行了分类。结果表明:同单独Radarsat影像和TM影像分类结果相比,该融合分类法将分类精度分别提高了近30%和2%。因此该融合分类法更适合于遥感图像盐渍化信息监测。     

基于遥感技术的开都河下游绿洲区土壤盐渍化动态监测研究

以3期遥感图像为数据源,经图像处理,并结合野外考察,建立解译标志进行遥感解译。结果表明,开都河下游绿洲区的盐渍化土地面积呈先增加后减少趋势,盐渍化程度呈先加重后减轻趋势;盐渍化土壤主要分布在开都河沿岸低洼地和博斯腾湖湖滨地区及其北岸清水沟、曲惠渠、乌什塔拉渠两岸附近;盐渍化的形成与研究区地形地貌、地下水以及干旱的气候条件密切相关,人类农业活动对盐渍化土壤形成具有重要作用。     

基于遥感技术的干旱区土壤分类研究

以新疆艾比湖地区为研究区域,以ASTER和SPOT卫星数据为基础,探讨了干旱环境下基于土壤与景观关系的土壤遥感自动分类方法.首先,研究以实地调查资料和第二次全国土壤普查数据库为基础,结合遥感图像信息分析了试验区土壤类型与景观的关系.然后,基于遥感图像和地形数据提取了分类特征,并采用Jeffries-Matusita 距离分析建立了适用遥感分类的土壤分类系统和分类特征集.最后,采用最大似然法进行了自动分类.研究证明,基于遥感信息和地形数据提取的分类特征,可有效地区分试验区9类土壤和地表覆被,主要包括:盐碱化土壤、荒漠化土壤等,总体分类精度达到了90%左右.     

基于多光谱遥感的盐渍化评价指数对宁夏银北灌区土壤盐度预测的适用性分析

土壤盐渍化是影响干旱区土壤健康的重要因素之一,因此快速获取土壤盐度信息、监测土壤盐度变化对干旱区土地资源合理利用和土壤恢复至关重要。本研究选取宁夏平原土壤盐渍化较重的银北灌区为研究区域,以野外采集的52个土壤样本和同时期Landsat8 OLI遥感影像为数据基础,采用相关分析和曲线回归分析法对基于多光谱遥感数据构建的土壤盐渍化评价指数与实测土壤电导率(electrical conductivity,EC)的相关关系和拟合度进行了定量化分析。结果表明:(1)采样时期研究区土壤盐度较轻,非盐渍化和轻度盐渍化土壤样本合计占比82.68%;(2)盐度指数与土壤EC的相关性整体高于植被指数,全样本中盐分指数S_3(salinity index 3,S_3)、盐分指数S_5(salinity index 5,S_5)、盐分指数S_6(salinity index 6,S_6)和盐分指数SI(salinity index,SI)与土壤EC的相关性均达到0.50以上;(3)全样本中与土壤EC拟合度较高的为盐分指数S_2(salinity index 2,S_2),S_3,S_5和SI,其中S_5的表现最好(R~2=0.406),不同盐度水平下指数与土壤EC的拟合度随土壤盐度升高而显著增加,中重度盐渍化中指数与土壤EC的拟合度最高的为指数S_1(salinity index 1,S_1)(R~2=0.730)和S_2(R~2=0.724);(4)拟合模型中,基于Cubic模型、Quadratic模型和S模型计算的评价指数与土壤EC的拟合度较高。本研究分析了多种土壤盐渍化评价指数在银北灌区土壤盐度监测中的适用性,得出的初步结论可为宁夏银北灌区土壤盐度遥感监测提供参考依据。     

基于Aster数据的新疆渭-库绿洲及其周边地区土壤盐分的定量反演

以新疆渭干河-库车河地区为研究区域,在野外调查采样的基础上,对土样进行实验室光谱测量并重采样与Aster波段相匹配,利用偏最小二乘回归建模方法建立了土壤盐渍化定量反演模型,其精度满足大区域的土壤盐渍化监测要求,表明该建模方法具有较好的普适性和稳定性。用10景Aster图像数据实现了该区域的土壤盐渍化定量反演与制图,反演的盐分分布与实地调查较为一致,为大面积区域性土壤盐渍化的遥感定量调查与监测提供了较为有效的技术方法。     

盐渍化土壤光谱特征分析与建模

为建立土壤盐渍化遥感监测模型,选取宁夏回族自治区平罗县典型土壤盐渍化发生区域作为研究区,以野外原位光谱测量数据和实验室内测得的土壤含盐量与p H值数据为基础,进行高光谱数据处理,分析不同盐渍化程度土壤的光谱特征;对实测土壤光谱反射率进行倒数、对数、均方根及其一阶微分等光谱变换,计算高光谱指数;与土壤样本含盐量进行相关性分析,筛选盐渍化土壤的光谱特征波段,利用多元线性回归分析建立土壤盐渍化监测模型。研究结果表明:以倒数一阶微分变换后的940 nm和1 094 nm波段作为特征波段构建的土壤盐渍化遥感监测模型最优。     

结合光谱与纹理信息的SVM遥感土壤盐渍化信息提取研究

本文为了提高地物识别的正确性,克服异物同谱和同物异谱现象,以渭干河?库车河三角洲绿洲为例,利用ETM+数据,探讨了该绿洲盐渍化土地覆盖信息的提取方法。文章提出了基于SVM的光谱和纹理两种信息复合的分类方法,通过此方法对该绿洲进行分类研究,并将分类结果与最小距离法、最大似然法(MLC)和单源数据(光谱)SVM分类结果进行定性和定量比较分析。研究结果表明:该方法能够有效地解决单数据源分类效果破碎、分类精度不高等问题,并对高纬输入向量具有较高的推广能力,因此该方法更适合于遥感图像分类和盐渍化信息提取,是地物遥感信息提取的有效途径。     

对新疆塔里木河流域土地盐渍化进行专题信息提取的应用研究

对新疆塔里木河流域进行土地盐渍化专题信息提取,建立该地区土地盐渍化分类系统,提高土地盐渍化分类精度。结果表明:所采用的土地盐渍化专题信息提取方法是可行的,对于生态环境监测的土地利用/覆盖、土壤沙漠化等问题均适用。对于建立生态环境监测系统有非常实用的价值。     

作物遥感分类研究进展

农作物精细分类是农业资源与环境监测的重要环节,提取不同作物种植信息能够为我国农业生产提供基础数据支撑.本文旨在梳理作物遥感分类关键技术的发展脉络,重点评述了分类特征、尺度问题以及分类方法3个方面的情况,最后讨论和展望了今后作物遥感分类研究的发展方向,希望提供现阶段作物遥感分类研究进展,为作物遥感研究方法的创新和改善提供理论支撑,为后续农业遥感应用提供参考.     

基于多光谱影像和DEM的泥石流堆积扇识别研究——以白龙江流域武都段为例

选取中国泥石流多发区白龙江流域武都段作为研究区,在对该区域泥石流堆积扇的形态特征和堆积范围进行实地调绘的基础上,利用高分辨率影像(SPOT)进行目视解译,获得研究区部分泥石流堆积扇和非泥石流堆积区的分布范围,将其作为已知样本区。利用该区域多光谱遥感影像(ASTER)和数字高程模型(DEM),提取包含波段比和主分量的几十种特征指标。通过运用方差分析和聚类分析等方法对各指标进行分析计算,选取对区别泥石流堆积扇最具显著意义的指标进行输入,进而采用基于像元的分类方法识别泥石流堆积扇。得到如下结论:SPOT与ASTER融合影像的波段比、主分量指标可以有效地突出土壤岩石中的矿物成分,对泥石流堆积扇的识别具有显著意义;利用筛选出的遥感指标和地形指标作为输入,进行监督分类识别泥石流堆积扇,能够有效地将遥感指标和地形指标相结合,提取的堆积扇覆盖范围与实际情况较为接近。     

利用无人机遥感监测农作物种植面积

南方平原耕地具有地块破碎、农作物种植品种多且空间分布混杂程度高等特点，运用传统的遥感技术方法精确监测农作物面积较为困难。无人机航拍具有拍摄时间灵活、空间分辨率高、成本低等优势，为解决这一难题提供了有利途径。本文通过地面样地调查，获取杭州市余杭区瓶窑镇农作物样地的位置及种植品种数据，利用面向对象的多尺度分割方法与随机森林的分类方法对无人机航拍数据进行分割、分类，深入挖掘高分辨率遥感数据信息，用于提取农作物种植品种及其空间分布信息，实现高精度的农作物种植面积遥感监测，推进无人机遥感在农业中的深入应用，提高农业遥感应用效益。     

TM影像的居民地信息提取方法研究

从对居民地的遥感信息机理分析入手,分析了居民地在Ｌａｎｄｓａｔ ＴＭ２、ＴＭ３、ＴＭ４、ＴＭ５、ＴＭ７等各个波段上与其它地类的可分性。并探讨了增强居民地与其它地类的方法。同时进一步对各地物的谱间结构特征进行了分析,通过分析发现,以水泥顶和瓦项房屋为主的居民地,其ＴＭ２、ＴＭ４、ＴＭ７的光谱值比较接近,而其它地物除新修道路外,都不具备这一特征。这一特征可以用如下表达式来表达,ＴＭ２－ＴＭ４〈Ｔ１;Ｔ     

Global rain-fed,irrigated, and paddy croplands: A new high resolution map derived from remote sensing,crop inventories and climate data

Irrigation accounts for 70% of global water use by humans and 33–40% of global food production comes from irrigated croplands. Accurate and timely information related to global irrigation is therefore needed to manage increasingly scarce water resources and to improve food security in the face of yield gaps, climate change and extreme events such as droughts, floods, and heat waves. Unfortunately, this information is not available for many regions of the world. This study aims to improve characterization of global rain-fed, irrigated and paddy croplands by integrating information from national and sub-national surveys, remote sensing, and gridded climate data sets. To achieve this goal, we used supervised classification of remote sensing, climate, and agricultural inventory data to generate a global map of irrigated, rain-fed, and paddy croplands. We estimate that 314 million hectares (Mha) worldwide were irrigated circa 2005. This includes 66 Mha of irrigated paddy cropland and 249 Mha of irrigated non-paddy cropland. Additionally, we estimate that 1047 Mha of cropland are managed under rain-fed conditions, including 63 Mha of rain-fed paddy cropland and 985 Mha of rain-fed non-paddy cropland. More generally, our results show that global mapping of irrigated, rain-fed, and paddy croplands is possible by combining information from multiple data sources. However, regions with rapidly changing irrigation or complex mixtures of irrigated and non-irrigated crops present significant challenges and require more and better data to support high quality mapping of irrigation.     

基于3S技术的干旱区绿洲土壤盐渍化动态监测

选择生态环境脆弱的艾比湖地区绿洲为研究对象,采用1990年、2001年、2010年3期TM和ETM+影像为数据源进行土壤盐渍化分类,对研究区20 a土壤盐渍化动态变化进行了统计与分析。研究结果表明,非盐渍化土壤分布的面积最为广泛,但动态变化最为缓慢;轻度盐渍地经历了先增加后减少的过程,中度盐渍地在这20 a里一直呈现出下降的趋势;重度盐渍地在1990年分布面积最多,为366.35 km2;极重度盐渍地分布面积最少,但面积变化最为剧烈。     

黄土地区高中低产农田成因及遥感分类方法研究——以山西省定襄县为例

利用空间遥感信息在地理信息系统支持下，以山西省定襄县为试验区，进行黄土地区高中低产农田监测时，选用与高中低产农田成因直接关系的盐碱程度、灌溉等级和地形坡度等专题信息与TM数据进行信息复合，采用先分枢分类最后合并的复合分层分类方法，改进了常规的遥感分类方法，大大提高了分类精度。     

遥感影像与POI数据相结合的城市建成区提取适用性研究——以沈阳市为例

城市建成区的发展状况是地理国情监测的重要内容，本文基于遥感影像数据和POI数据对城市建成区进行提取，针对二者的适用性问题进行了研究。试验以沈阳市为研究区域，在研究区域内选择2016年遥感影像数据和POI数据作为数据源进行对比分析。首先，对遥感影像数据和POI数据进行预处理；其次，通过监督分类的方法对遥感影像进行建成区的提取；然后，采用核密度估计法分析POI数据并提取出建成区；最后，利用叠加分析法对比分析这两种数据的适用性。试验结果表明：使用遥感影像数据作为数据源可以较为全面客观地反映城市建成区的发展现状；利用POI数据提取出的城市建成区具有较强的经济属性，能够很好地反映出城市中的经济活跃区。     

轨迹延续性与影像特征相似性结合的城市道路提取

城市道路区域检测是城市土地管理、交通规划等领域的迫切需求,而传统城市道路区域检测多使用轨迹提取、遥感解译、人工采集等单独方式,在自动化程度或提取质量上存在一定的局限性。本文结合GNSS轨迹点与高分遥感影像各自的数据优势,提出一种基于轨迹延续性与影像特征相似性的遥感影像道路区域检测方法。该方法以出租车GNSS轨迹点构建轨迹特征栅格,基于轨迹延续性在平均方向特征栅格中划分路段对象,利用道路对象的光谱特征向轨迹无法覆盖的小区内部进行拓展,以获得提取区域内较为完整的道路信息。试验证明：本文方法可以有效降低道路的同物异谱现象及阴影、树木遮挡的影响,高效地提取高分遥感影像中的道路区域。与传统的遥感影像分类方法相比,具有更高的精度与自动化程度,相较于深度学习模型具有更广的适应性。     

基于电磁感应的干旱区土壤盐渍化定量遥感研究

以南疆典型干旱区Landsat 7 ETM+遥感图像为数据源,利用决策树分类法提取农业用地,并对农业用地进行移动式电磁感应调查(简称磁感调查)和光谱特征提取,同时分析磁感数据和图像光谱特征与土壤盐分含量的相关性,从而建立土壤盐分的定量反演模型。研究结果表明:土地利用类型决策树的分类精度达到93.75%,Kappa系数达0.915 4;经多元逐步回归分析,磁感调查获得的土壤盐分含量与差值植被指数(DVI)、ETM+图像第二波段像元值(B2)以及比值植被指数(RVI)间具有显著相关性,由此建立的遥感反演模型可用于土壤盐分含量的定量反演。经89个样点检验,基于磁感调查的土壤盐分遥感反演精度虽低于基于磁感调查的地统计空间分析的精度,但遥感定量反演值与磁感调查实测值仍具有良好的相关性,而且精度较高,因此利用本文方法进行土壤盐渍化大面积监测是快速有效的途径。     

地理信息系统支持下的知识获取及其在遥感影像植被分类中的应用研究

本文根据植被类型分布与地理环境因子的关系,在地理信息系统和遥感技术支持下,通过ＧＩＳ叠加、统计分析操作,建立植被分布与年积温、降水量、海拔高度、土壤类型等环境因子的定量化知识向量表。综合应用所得到的地学知识向量表和植被光谱特征值进行分类试验,得到研究区的植被分布图。文章以贺兰山地区为例,详细介绍该方法的应用。