利用可见光/近红外反射光谱估算土壤总氮含量的实验研究

利用土壤的室内反射率光谱，探讨土壤氮元素的高光谱机理。利用土壤光谱各吸收带的特征参数与总氮含量进行逐步回归运算，确定与氮元素关系比较密切的几个吸收带。计算出这几个特征吸收带内土壤反射率的变化形式：一阶导数(FDR)、倒数(1/R)、倒数之对数(log(1/R))、波段深度(Depth)，并与总氮含量进行逐步回归分析，得到比较理想的结果：建模样本的Ra^2(修正的判定系数)分别为0．789、0．753、0．736、0．699，验证样本的Ra^2分别为0．759、0．468、0．794、0．725。可见土壤的反射率光谱与氮元素含量之间存在比较明显的相关性，可见光／近红外反射光谱具有快速估算土壤中氮元素含量的潜力。     

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。     

基于GA-SVM封装算法的高光谱数据特征选择

封装型的特征选择算法相对于过滤算法而言更有助于提高分类精度,因此在当前计算技术及效率快速发展的背景下必将成为未来之趋势。本文以支持向量机(SVM)为分类器,遗传算法(GA)为特征子集的搜索算法,构建了封装型的特征选择算法GA-SVM,并用ENVI/IDL语言编程实现,最后以HYPERION高光谱数据为例对算法予以应用。结果表明,GA-SVM算法可从196个波段中选择出13个波段,同时分类精度较不做特征选择时提高了约4%。由此可见,GA-SVM封装型特征选择算法具有较好的同时优化特征子集和SVM核函数的性能,可为当前高光谱数据的特征选择提供一个较好的算法。     

遗传算法优化的支持向量机湿地遥感分类——以洪河国家级自然保护区为例

湿地遥感分类作为湿地管理、监测与评价的重要手段,受到了广泛的关注。遗传算法(GA)借鉴了生物进化规律进行启发式搜索寻优,支持向量机(SVM)是一种新型的空间数据挖掘方法,二者相结合可以发挥各自的优势,寻找到支持向量机的全局最优参数,从而较准确地对湿地进行遥感分类。以洪河自然保护区为例,采用遗传算法优化的支持向量机方法进行了湿地遥感分类研究。同格网搜索下的支持向量机湿地遥感分类及最大似然监督分类对比,结果表明,遗传算法优化较格网搜索方式总精度提高了7.29%,较最大似然监督分类提高了12.06%,方法改善了沼泽、草地与裸地三种地物间的区分,是湿地遥感分类的有效手段。     

基于GANBPSO-SVM的高光谱影像特征选择方法

为了在保持对目标检测和分类分析所需信息的同时,降低高光谱影像的维度,提出了一种混合优化策略的特征选择方法。该方法将遗传算法和二进制粒子群优化算法融合成一种新的混合优化策略（GANBPSO）,自动选择最优波段组合,同时优化分类器支持向量机（RBF-SVM）的参数,以提高分类器的分类性能。为了说明所提出方法的有效性,采用了在高光谱分类中广泛使用的Indian Pines（AVIRIS 92AV3C）数据集进行测试。结果表明所提出方法（GANBPSO-SVM）能够自动选择包含最多信息的特征子集以保证分类精度,而不需要预先设置所需要的特征子集数量,本方法与传统方法相比具有更好的分类效果。     

基于支持向量机和Getis因子的高分辨率遥感图像分类

采用支持向量机对具有RGB 3个波段、分辨率为0.32 m的航空摄影图像进行实验,首次根据表示空间聚集程度的局部Getis因子完成分类。结果表明:1)当应用基于线性、多项式、径向基和Sigmoid 4种常用核函数的SVM进行分类时,基于径向基的SVM分类精度最高,总体精度超过91%。2)从原始图像计算出局部Getis因子,该指标可用于图像分类,且分类精度与局部Getis因子的步长有关;在步长小于变异函数变程的条件下,应用径向基SVM的总体分类精度达95.66%,高于直接使用原始图像RGB波段光谱信息的分类精度,因此局部Getis因子在高空间分辨率遥感图像分类中具有应用和研究价值。     

基于不同窗口纹理特征的SVM土壤盐渍化信息提取方法与精度分析研究

以塔里木盆地北缘绿洲--渭干河-库车河三角洲绿洲为例,借助ENVI遥感软件,利用ETM+数据,探讨了该绿洲土壤盐渍化信息提取的方法.传统的遥感图像分类方法多数在解决问题上存在精度不高、分类效率较低、不确定性强的缺陷,所以,选择好的分类方法对于提取盐渍化信息是至关重要的.近年来,将SVM应用于遥感图像分类已成为新的发展趋势.文章提出了基于纹理特征的支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的分类方法,得出以下结论:分别结合3×3,5×5,7×7,9×9,11×11,13×13窗口纹理特征和光谱的SVM分类精度都很高,达到93%以上.并且在验证分类精度时,发现结合光谱和9×9窗口纹理信息的SVM分类的结果更符合实际情况.所以说加入纹理特征后使得光谱信息比较接近的3类地物(重度、中度、轻度盐渍地)的区分性增大,从而使精度提高.因此,基于纹理特征的SVM分类方法更有利于遥感图像分类和盐渍化信息监测,是地物遥感信息提取的有效途径.     

基于支持向量机的扎龙湿地遥感分类研究

湿地遥感分类是实现湿地动态监测、管理与利用的重要手段之一.由于湿地具有独特的生态环境,获取实测样本点相对困难,因此,研究小样本、高精度的湿地遥感分类方法十分必要.以扎龙国家级自然保护区为研究区,采用支持向量机方法进行了研究区湿地遥感分类研究,初步剖析了样本数量与特征维度对分类结果的影响,并同传统的最大似然分类方法进行了...     

基于模糊集分析的土壤质量指标高光谱反演

通过对横山县84个土样350~2 500 nm波段的光谱曲线分析,进行土壤质量12项指标的光谱反演。为获得有效光谱反演指标,利用单相关分析方法计算土壤质量指标与光谱反射率的相关系数并绘制相关系数曲线,根据极大相关性选择最佳波段作为光谱反演指标;剔除异常样本后,利用模糊识别理论建立土壤质量指标反演模型,通过优化得到模型的最佳参数。土壤质量12项指标光谱反演模型的平均检验误差均小于15%,说明模型的精度较高。     

基于实测光谱的潮滩土壤含水量遥感反演模型研究

以王港潮滩为研究区,采集土壤样品,测量土样的光谱,分析不同含水量土壤的光谱特征;利用统计相关法,建立TM遥感影像各波段对应波长处的光谱反射率与土壤含水量之间的关系模型.研究结果表明,在干燥条件下,土壤颗粒越细小,土壤表面越光滑平整,土壤光谱反射率越高,随着土壤含水量的增加,土壤反射率呈下降趋势;波长越长,土壤光谱反射率与含水量的相关性越高,其中2 220 nm处的土壤光谱反射率与含水量具有最高的相关性;通过不同的波段组合,建立新的土壤含水量反演因子,其中由490 nm与2 220 nm处光谱反射率的差值建立的因子与土壤含水量具有较高的相关性;由单波段与波段差值因子建立的土壤含水量反演模型的预测误差分别为4.590和5.147,反演精度较高.因此所建模型可以用于获取潮滩土壤含水量的空间分布,能够为研究潮滩土壤含水量与潮滩地形地貌之间的关系提供数据支持.     

面向开发利用的广东省海湾分类及变化分析

海湾是镶嵌在海岸线上的明珠,是人类开发海洋和进入内陆的桥头堡,其分类方法多样,大体是从自然属性或地貌的角度出发的.随着人类经济开发强度的加大,针对海湾开发利用的分类方法成为开发规划或管理的重要科学基础.为此,就海湾滩涂开发利用与管理考虑,提出了确定海湾范围的标准及海湾分类的定量指标,完成了对广东海湾的分类.并以此为基础,利用多时期的遥感解译数据,分析了各种类型海湾20年来的开发利用变化,得到的结果与海湾实际情况相符,即广东海湾的岸线曲折度整体增加,说明海湾岸线在后退情况下,并没有趋于平直化.而是由于有些岸段的侵蚀加剧而使得海湾岸线的曲率变大.而广东海湾受围海造田、淤积等因素影响大多海湾在岸线后退的情况下海湾水域面积却在减少.因此,在以后的海湾开发利用中,应合理规划,保护海湾的生态平衡,促进海湾的健康发展.     

基于土壤水分和气象要素的林火预报研究——以广东省为例

基于国内现行的森林火险气象指数和单因子火险贡献度模型,以及逻辑回归模型和随机森林模型,在林火预报中引入微波遥感土壤水分信息,使用MCD14DL火点数据集和地面气象观测资料对广东省不同时间尺度的林火发生概率进行预测。结果表明：逻辑回归模型和随机森林模型构建的林火预测模型显著优于现行的森林火险气象指数和单因子火险贡献度模型,预测精度提升约20%。其中,随机森林模型对林火频数的解释程度最高（两者相关系数为0.476）。此外,加入微波土壤水分信息后,相较原有的基于气象要素的林火预测模型,2种机器学习模型的预测精度均略有提升,体现了表层土壤水分信息在林火预报中的重要性。研究可为高效提取对地观测信息,以改进华南地区不同时间尺度的林火预报工作提供参考。     

基于PI指数模型的南方典型红壤丘陵区稻田土壤肥力评价

通过田间采样和室内分析的方法,对南方典型红壤丘陵区稻田土壤44个样品进行检测分析,以pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾为评判指标,运用PI指数模型法对水稻土的肥力质量进行综合评价,探讨该区域的土壤养分肥力水平以及水稻产量与土壤肥力的关系。研究结果表明:(1) 本实验区水稻土有机质含量丰富,供氮能力较高,土壤为弱酸性与中性土壤,较适合水稻生长,但其供磷与供钾水平相对较低。(2) 各样品肥力指数与实际产量之间的相关系数为0.736^**,即水稻产量对土壤肥力呈极显著正相关关系。     

广东方形围合族落的时空演化及类型划分

以广东省86个方形围合族落为例,应用文献梳理、实地观察、建筑实测、深度访谈等研究方法,分析其时空演变过程,并对其类型进行划分,研究表明：广东省方形围合族落演化经历了草创期、次密集期、密集创建期和停滞期4个阶段;族落形态由早期的大型与小型相混合,中期大小型均衡稳定,后期向小规模演变;族落的形成机制主要受地理条件、民系迁徙、地域优势和政治因素的综合影响;以角楼、中轴祠堂、围数三因子作为分类的判定标识,运用数学排列组合与八卦分类方法,将族落划分为乾、兑、离、震、巽、坎、艮、坤8种类型,其类型分布总体上呈现南、北、东、西四大聚集区,而且聚集区之间存在散布着以巽型为主的客家民系,并存在西南和西北2个空白区。     

粤北岩溶山地土壤地下漏失程度评价指标构建探讨

为了弥补岩溶区地下土壤漏失程度评价指标体系空白,基于在粤北岩溶区连南县多个岩溶山地采矿断面、公路修建断面实地调查获得的56条裂隙、40个漏斗和多个孔穴的调查数据,以及粤北岩溶丘陵、峰林区英德市岩背镇、九龙镇等40多个样方的地表景观实地调查资料,探讨构建岩溶地下土壤漏失程度评价指标与标准。首先,充分考虑了土壤漏失途径、阶段、各指标的关联性、断面调查数据及数据采集的可操作性等,将定性指标与量化指标结合,采用裂隙、洞穴、漏斗3个一级指标和与溶洞连通度、断面比、密度,洞穴类型、数量、位置,漏斗深宽比、形状、周边裂隙发育情况9个二级指标,构建了岩溶区地下漏失无漏失、轻度漏失、中度漏失、重度漏失分级标准;其次,将基岩、地貌、地形、岩石裸露率、植被结构、类型、盖度和土壤深度等地表景观特征作为地下漏失程度的辅助参考指标,使地下漏失评价与地表石漠化程度评价能够有机结合,共同形成岩溶环境评价的整体系统。     

广东省利用外资的空间差异研究

广东省外资分布的地域差异是导致省内区域发展不平衡的重要因素之一。总结归纳了改革开放以来广东省利用外资的时空差异特征,根据利用外资的增长速度将广东省利用外资的过程划分为4个阶段,并分析各阶段的主要特点。运用空间自相关方法对各市利用外资的空间集聚和差异现象进行分析,研究表明,广东省外资由分散分布逐渐趋向于集聚分布;外资在珠江三角洲地区集聚的同时,逐渐表现出向粤北地区扩散的趋势,粤北地区将有可能成为广东另一个外资集聚地区。     

基于Theil指数的广东省入境旅游经济时空差异研究

运用Theil指数定量评价了1990-2009年广东省入境旅游经济时空尺度上的市际、地带间和地带内差异变化状况,其结论如下:(1)在时间尺度上,广东入境旅游经济市际差异Tp、地带内差异Twr演变呈逐渐收敛趋同的阶梯状下降趋势;珠三角地带间及地带内差异也呈阶梯状下降,东翼、西翼、山区地带间及地带内演变趋势不明显.(2)在空间尺度上,广东省入境旅游经济发展存在非均衡性,市际差异Tp主要来源于地带内差异Twr的贡献,尤其是珠三角地带内差异的贡献;珠三角与东翼、西翼、山区地带间差异较大,而东翼、西翼、山区地带间差异很小,地带间差异Tbr指数珠三角＞东翼＞山区＞西翼.引入区域分离Separation(缩写为SEP)指数来定量比较广东省四大地带入境旅游经济分离收敛的空间变化规律,并对广东省入境旅游经济发展提出相关建议.     

基于Sentinel-1A数据在广东省近海海面风场反演应用

采用基于风条纹提取风向的方式,利用地球物理模式函数,基于Sentinel-1A数据,通过CMOD5模型反演2017年3、5、7、12月份广东省近海海域风场。将反演结果与实测数据对比,风速普遍比实测风速大,风速反演的平均绝对误差为1.98 m/s,均方根误差为2.74 m/s,相关系数为0.8。其中3、5、7月的风速较为接近,且平均绝对误差和均方根误差都＜2 m/s,而12月份平均风速＞8 m/s,实测数据与卫星过境时间不完全匹配,导致平均绝对误差和均方根误差都偏大。哨兵一（Sentinel-1A）影像反演结果整体上与实测数据相一致,验证了COMD5反演模型适用于广东省近海高分辨率海洋风场反演,可为下一步估算广东省风能资源储量提供可能。     

基于锡尔系数的广东省城市创新能力差异研究

运用锡尔系数的方法,以专利授权数为变量,通过GDP和人口数2种不同的比重加权方法对比,对广东省各城市间的城市创新能力进行测算并分析其差异。研究表明:以GDP比重加权的城市创新能力差异呈减小趋势,而以人口数比重加权的创新能力差异呈增大趋势;城市越来越重视城市创新的建设,以创新带动城市发展;人口增长速度与城市创新能力有一定的关联,是造成城市创新能力差异的重要原因。