低空遥感结合卫星影像的河道流量反演

中小型河流的径流量精准监测对干旱区生态稳定具有重要意义。然而中小型河流流量遥感精准反演存在困难。以新疆尼勒克县境内的喀什河种峰场河段为例,基于关系拟合法,依据实测水文数据、无人机数据和卫星数据,构建河宽、水深与流量之间幂函数关系模型,并利用卫星数据的时序性,反演监测河段24次不同时期的径流量。反演结果表明：当径流量为0～50 m³·s^-1和50～100 m³·s^-1时,基于河宽的水力几何形态径流量反演效果最优,均方根误差(RMSE)分别为7.15 m³·s^-1和2.81 m³·s^-1;当径流量为100～200 m³·s^-1和>200 m³·s^-1时,基于水深和河宽的水力几何形态径流量反演效果最佳,RMSE分别为13.37 m³·s^-1和1.06 m³·s<...     

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。     

土地定级估价的分析研究与实践——以新疆拜城县为例

近几年来,经济发展迅速,土地级别划分及地价水平已有较大的变化,原有的基准地价体系已不能适应现时经济发展的要求,地价体系也亟需修正更新。该文结合拜城县的具体情况,并遵循所选因子与土地的相关性,确定拜城县城区土地定级因素,在分析各定级因素权重的基础上,计算各因素的分值,划分土地等级。通过对拜城县城区的土地进行定级估价作出修正和更新,将对土地的监督管理工作起到良好的促进作用。     

近54年艾比湖绿洲太阳辐射变化特征

太阳辐射是最基本、最重要的能量来源,分析其变化对区域气候特色和农业发展有着重要的作用。本文利用1961—2013年艾比湖绿洲地区4个气象站点气象资料,采用最小二乘分析法、距平分析法、Mann-Kendall趋势分析法和小波分析等方法,分析了艾比湖绿州地区太阳辐射的年际变化趋势。研究结果表明:(1)该地区年辐射量总体呈现下降趋势,相对变化幅度为1.28,波动相较平稳。年内辐射量主要集中在5—8月,占全年的52%,呈正态分布状态,年内各月都呈下降趋势,其中7月的下降速率最大。(2)艾比湖绿洲的总辐射量主要集中在春夏两季,且4个季节的变化趋势基本相同,均出现了从"变亮"到"变暗"的交替过程。通过检验阈值在99%的水平下显示,辐射量在1986年出现突变。全年总辐射量的变动与四季变化趋势基本相同。(3)对于21a、10a和7a周期变化都存在着相对"亮期"和相对"暗期",但振荡周期不同。     

叶片水分含量光谱响应变化研究

植被光谱反射或发射特性是化学和形态学特征决定的,这种特性与植被发育、健康状态、含水量、叶绿素含量密切相关,植物的水分胁迫状况能够在光谱反射率数据中有所体现。本文通过实验研究野外活体植物叶片和采集下的叶片随着水分流失波谱曲线变化的规律,并发现随不同的叶片水分损失率,红边、与红边相关的参数及波形呈现不同的变化。     

塔里木河中游典型绿洲盐渍化土壤的反射光谱特征

研究盐渍化土壤的光谱特性是利用遥感技术实现在区域尺度上进行土壤盐渍化监测和评价的工作基础, 是建立地面数据和遥感数据关系的桥梁。本文以塔里木河中游典型绿洲--渭干河-库车河三角洲绿洲为研究对象, 采用光谱学技术以及多元统计相结合的方法, 研究干旱区典型绿洲盐渍化土壤的反射光谱特征。首先, 对光谱数据进行预处理(去噪、剔除水分吸收波段), 以便消除仪器本身噪声及外界条件的影响, 并且计算了部分盐渍地样本的光谱吸收特征参数, 说明相同程度的盐渍化土壤具有相似的吸收特征;其次, 研究盐渍化土壤的反射光谱与盐分因子(八大离子、电导率(EC)、含盐量(salt content)、pH、总溶解固体(TDS)等) 之间的关系, 并选择具有代表性的盐分因子与野外实测光谱数据建立定量回归模型, 通过多元线性回归分析得出含盐量、SO₄^2-、TDS、EC与原始光谱数据的相关性分别是0.746、0.908、0.798 和0.933, 达到了理想的效果。本研究对于干旱区典型绿洲盐渍土的光谱特征研究有着重要指示意义, 为发展和完善中国盐渍土理化特征的可见光-近红外反射光谱分析理论奠定科学积累, 并进一步为干旱区土壤盐渍化、沙漠化灾害等环境恶化问题的解决提供新的科学技术手段。     

1961-2016年中国天山不同级别降雪事件变化特征分析

为了更好地理解降雪对气候变化的响应及机理,利用天山山区及周边49个站点日气象资料,采用参数化降雪判识方案提取降雪序列,以百分位阈值法分级别分析天山山区1961-2016年降雪事件变化特征。结果表明:①天山山区降雪量和降雪频次呈山区大于盆地,北坡大于南坡,自西北向东南递减的分布特征。②过去56年来,天山山区降雪量显著增加,降雪频次微弱增加;各级别降雪量和降雪频次变化趋势表现为:小雪显著减少,中雪变化平稳,大雪和极端降雪显著增加;降雪显著增加区域集中分布于天山北坡中部和伊犁河谷地区,降雪量的增加主要由极端降雪量和频次的增加所致。③年降雪量、大雪降雪量和频次、极端降雪量和频次在20世纪80年代中期发生突变增加,其他级别降雪量和频次无明显突变。④天山山区降雪量和极端降雪量的增加与气温变暖有关。     

土库曼斯坦典型绿洲土地利用/覆被变化和景观格局的时空演变

当前开展遥感和GIS技术支持下的土库曼斯坦生态环境领域方面的研究,不仅可以保障中国的能源战略安全,同时也可为中国西北干旱区的生态环境演变及可持续发展研究提供一定的借鉴。本文以土库曼斯坦穆尔加布-捷詹绿洲为研究对象,基于1976年、1988年、2001年和2011年的Landsat MSS、TM/ETM+的4期遥感数据资料,应用GIS和景观生态学方法定量分析了研究区近40年的土地利用方式及景观格局的时空变化动态特征。结果表明：（1）研究区LUCC变化明显,主要表现为林地、耕地、沙地和盐碱地呈现增加趋势,草地、水域和其他用地呈现减少趋势。土地利用在1976-1988年变化最快的是草地,1988-2001年是水域,2001-2011年是草地,1976-2011年是耕地。（2）研究区内整体景观的空间变化表现为蔓延度指数、散布与并列指数和斑块结合度指数均呈现降低趋势,分离度、SHDI和SHEI均呈现增加趋势,表明斑块数目增多,景观破碎化程度加大,连通性降低。总之,要保障土库曼斯坦穆尔加布-捷詹绿洲土地资源与生态环境的可持续发展,必须注重土地利用格局最优化,确保景观格局与生态过程的连续性。     

库尔勒市城市空间扩展特征及其驱动因素研究

以库尔勒市1990年、1995年、2000年、2005年、2010年以及2015年6个时期的Landsat TM/ETM+影像作为基础数据,借助ENVI 4.5、Arc GIS 10.1等专业软件对影像进行监督分类和空间分析。在此基础上,分析库尔勒市近25 a来土地利用时空变化规律、城市空间扩展趋势及演变过程、城市重心转移方向及距离和城市空间扩展形态变化特征等。研究表明:近25 a间库尔勒市建设用地面积大幅度增加,所占比例不断上升,年均增加速率为15.18%。耕地和未利用地对城市建设用地扩展贡献较大。城市向东南方向扩展,城市重心向东南方向转移了总共2 118.46 m。城市空间扩展紧凑度呈下降趋势,分形维数呈上升趋势,表明城市空间扩展趋于结构疏散化、形状复杂化。针对于以上特征及扩展趋势,分析了库尔勒市城市空间扩展的驱动因素并提出一些对策建议,为城市可持续发展提供科学依据。     

基于随机森林算法的土壤有机质含量高光谱检测

为了探讨既能保留光谱信息又能准确对土壤有机质含量进行快速检测。以新疆南部渭干河—库车绿洲内部73个土壤样点及其对应的高光谱数据为研究对象，采用小波变换与数学变换进行光谱数据预处理，分析各小波分解重构光谱在不同有机质含量与不同土壤类型下光谱曲线差异，通过相关分析确定最大小波分解层并筛选敏感波段，结合灰色关联分析与随机森林预测分类模型对各小波分解特征光谱进行重要性分析，最后基于最优特征光谱建立多元线性预测模型并进行分析。结果表明：（1） 耕作土壤与林地土壤光谱曲线波段相较盐渍土壤和荒漠土壤光谱曲线变化较为平缓，同时在水分吸收波段处，盐渍土壤光谱曲线吸收谷最深。（2） 小波变换分解光谱与土壤有机质含量的相关性随着分解层数增加呈现先减后增趋势，在第6层中，特征光谱曲线与敏感波段数量变化趋于稳定，确定为小波变换最大分解层。（3） 随机森林模型相比灰色关联分析对于各小波分解层因子的筛选符合预期，按照对土壤有机质含量影响从高到低排序为L3-(1/LgR)′、L4-(1/LgR)′、L6-(1/LgR)′、L5-(1/LgR)′、L2-(1/LgR)′、L0-1/LgR、L1-1/LgR。（4）在小波分解光谱中，中频范围特征光谱对干旱区土壤有机质含量的估测能力优于高频与低频范围特征光谱，同时基于L-MC建立的模型精度最高。研究表明：基于机器学习分类方法结合小波分解的土壤光谱有机质含量监测，可以有效的减少噪声波段干扰，并提高特征波段的分类预测精度。