基于高光谱特征选择和RBFNN的城市植被胁迫程度监测

以Hyperion星载高光谱数据为例,基于指数提取-特征选择-分类识别-模式分析的思路,分析广州市的城市植被胁迫状况。提取与胁迫相关的高光谱植被指数,对其进行相关分析,滤除相关性很高的植被指数,利用选取的特征应用RBF(径向基函数)神经网络对城市的植被胁迫程度进行分类,对广州市受胁迫植被的空间分布及其原因进行分析。研究表明:运用特征选取和RBF神经网络可以较好的区分城市植被受胁迫的程度;城市植被受胁迫的程度与城市交通污染、人为干扰相关性比较大;受胁迫植被的强度分布呈现从城市中心向外的梯度变化,在大块绿地外围呈环状分布。     

不同胁迫条件下茄子叶片理化参数与光谱特征差异研究

以茄子为实验材料,采用盆栽培养的方式,研究干旱胁迫和铜胁迫对茄子叶片的理化参数和光谱红边参数的影响。结果表明:干旱与铜胁迫均会导致叶片叶面积和含水量减小,但干旱胁迫导致叶片叶绿素含量上升,铜胁迫导致叶绿素含量下降;两种胁迫均会导致整体光谱反射率、红边斜率下降,但干旱胁迫使红边位置发生红移9nm,铜胁迫使红边位置发生蓝移7nm。因此,叶绿素与光谱红边位置可以作为识别铜胁迫与干旱胁迫的关键参数。该研究对有效利用高光谱遥感进行精准农业管理与生态环境监测具有一定意义。     

基于光谱混合分析的干旱荒漠区植被遥感信息提取研究——以古尔班通古特沙漠西缘为例

干旱荒漠区植被的盖度和空间分布特征是评判该区生态环境状况及荒漠化程度的重要指标。以Landsat TM影像为数据源,利用归一化植被指数（NDVI）和线性光谱混合分析模型（LSMM）两种方法对研究区——古尔班通古特沙漠西缘进行分析。在运用LSMM过程中,通过多种方法选择出最佳端元,并利用实测数据对混合像元分解结果进行验证。结果表明:①NDVI提取植被的方法受到很多限制,不适合在干旱荒漠区应用;②基于最小法非受限光谱混合分解结果较为理想,植被、盐碱地、裸沙和黑色砂粒等4种端元地物被选取出来;③LSMM提取的植被分量与实测植被盖度显著相关,线性相关系数为0.858,表明干旱荒漠区的植被盖度可以通过遥感影像提取的植被分量间接得到。     

基于改进线性光谱解混和 SCS-CN 模型的广州主城区降雨产流模拟

城市降雨产流特征的定量研究对于城市雨水资源开发利用、科学规划和管理具有十分重要的意义。以广州市主城区为研究对象,提出一种改进的线性光谱解混方法提取遥感影像的不透水面、植被和土壤盖度,并结合SCS-CN 产流模型进行城区降雨径流模拟。首先利用线性光谱解混方法提取 2015-10-18 Landsat 8 OLI 遥感影像的不透水面、植被和土壤盖度;然后利用归一化建筑物指数和归一化植被指数进一步优化解混结果;最后结合优化的不透水面、植被和土壤盖度计算合成的 CN 值,并应用 SCS-CN 产流模型分析研究区在不同降雨重现期的降雨产流分布特征。结果表明：改进的线性光谱解混方法能较好地提高不透水面、植被和土壤盖度的提取精度;不透水面盖度越高的区域,CN 值越高;CN 值对地表径流深模拟有显著的影响;在不同重现期降雨条件下,研究区地表径流深空间分布格局差异显著;总体上,降雨量越大,不透水面盖度越高,形成的地表径流深越深,内涝发生的可能性越大。     

基于线性光谱分离技术的西藏乃东县土地覆被变化监测

青藏高原是全球气候变化研究关注的热点地区,也是中国生态保护的重点区域,其土地覆被变化研究对优化土地利用结构、改善土地覆被状况和生态环境具有重要意义。线性光谱分离技术是利用遥感手段监测土地覆被变化的有效方法。本文选取西藏乃东县为研究区,利用1988、2000和2010年三期Landsat TM、ETM遥感影像,采用线性光谱分离技术,定量提取了研究区三期影像中单个像元的植被、裸土、裸岩覆被率比例,同时将植被分量与NDVI结果进行对比分析。结果表明：①研究区山峦重叠,沟谷纵横,地表破碎,混合像元比例高,线性光谱分离技术可以很好地处理复杂地物的土地覆被变化;②1988-2010年间,研究区裸土面积下降幅度较大,植被覆盖率及裸岩覆盖率有所上升,说明本区植被得到一定的恢复,但同时石漠化也在进一步加剧;③通过对线性光谱分离的植被分量与NDVI结果比较,发现线性光谱分离技术对青藏高原土地覆被识别具有较好的适用性。     

丛枝菌根真菌在荒漠化防治中的作用及应用潜力

丛枝菌根真菌是重要的微生物资源,能与绝大部分植物根系形成共生关系,其共生体系在生态环境建设和荒漠化防治中具有较高的应用价值。丛枝菌根真菌能够增加植物对营养元素的吸收,促进植物生长,增强植物的抗旱、耐盐碱、抗病以及重金属耐性,提高植物对胁迫环境的适应性。从丛枝菌根真菌的植物生理学作用、对荒漠化地区植物群落的影响、在荒漠化地区的实践应用等角度,探讨了丛枝菌根真菌在荒漠化地区的重要性及应用潜力,以期为荒漠化地区植被恢复与重建提供新思路。     

基于光谱特征拟合的高光谱遥感影像植被覆盖度提取

植被光谱中可见光部分的吸收谷主要由叶绿素强烈吸收引起,不同植被覆盖度下光谱吸收谷的深度和形状不同,因而可以通过比较光谱吸收谷的深度和形状来提取植被覆盖度。该文采用基于光谱吸收特征匹配的光谱特征拟合SFF方法从高光谱遥感影像中提取植被覆盖度,参考光谱采用ASD光谱仪在影像覆盖地区采集的植被光谱,通过将参考光谱与像元光谱连续统去除处理后进行SFF匹配,完成植被覆盖度的提取并生成植被覆盖度图。研究结果与植被指数、光谱夹角映射方法及实地调查资料之间存在较高一致性。     

秘鲁南部CERRO REDONDO铜矿地质特征与找矿标志研究

铜矿是我国重要的战略物资资源。虽然我国铜矿资源较为丰富,但随着国内经济的快速发展,铜需求量逐年增加,其资源呈供不应求之势,铜价格也逐年上升。秘鲁作为全球铜蕴藏量最丰富的国家之一,铜储量约1900万吨,约占世界铜总储量20%,居世界第三位。秘鲁铜矿主要产于著名的安第斯造山带,尤以秘鲁南部到智利北部一带,产有许多铜金属储量在500万吨以上的大型-超大型铜矿床,主要以斑岩型铜矿为主,矿床的交通和开采条件较好。本文通过分析秘鲁南部CERRO REDONDO铜矿的地质特征,并对其找矿标志与找矿方向进行了探讨。     

高光谱遥感土地质量指标信息提取研究进展

高光谱遥感技术已成为提取土地质量指标的前沿技术之一。该文回顾了国内外高光谱遥感技术在土地质量指标提取中的研究进展,总结归纳了作为土地生态系统载体的土壤属性质量指标和反映生态系统结构功能的质量指标中的土壤有机质、全氮、土壤水分、铁氧化物、土壤重金属、土壤质地、土壤盐分、植被覆盖度、生物量、指示种10个指标的提取、敏感波段选择与反演方法,指出研究中存在的问题,最后展望了高光谱遥感技术在土地质量指标提取研究中的应用前景。     

瑞典北部基茹纳地区铜矿床含矿植被的实例研究

瑞典北部基茹纳地区土壤中含铜量丰富,被认为与该区露天草场一种叫“威斯卡里亚、阿尔盘纳”的小花分布一致。在威斯卡里亚和帕特哈瓦热中部两种不同铜矿化区均发现类似情况。本研究利用卫星资料,航空数字图象高程图和航空植被图对植被的含矿性进行分析,结果与其它地质方法所提供的重点靶区完全吻合。     

基于高光谱与多光谱植被指数的洪河沼泽植被叶面积指数估算模型对比研究

以洪河国家级自然保护区为研究区,2009年8月中旬,在研究区野外实测沼泽植物冠层的光谱反射率和叶面积指数(LAI),将地面实测的植物高光谱反射率以Landsat-5 TM波段范围为基准进行波谱重采样,以重采样后的光谱反射率计算多光谱植被指数,用几种常见的高光谱和多光谱植被指数建立估算沼泽植被叶面积指数的统计回归模型,对比这些模型的精度,选出最优模型.研究结果表明,用各植被指数建立的估算沼泽植被叶面积指数的回归模型分别为二次函数、对数函数或指数函数;各模型对沼泽植被叶面积指数的反演精度差别较大;在全波段高光谱植被指数中,用全波段归一化植被指数H-FNDVI(R930,R515)构建的估算沼泽植被叶面积指数的模型最佳;在常规高光谱植被指数中,用修正简单比率H-MSR构建的估算沼泽植被叶面积指数的模型最佳;在多光谱植被指数中,用多光谱归一化植被指数M-NDVI构建的估算沼泽植被叶面积指数的模型最佳.对比发现,由多光谱数据提取的植被指数构建的模型对研究区LAI的估算效果不太理想,而从实测高光谱数据提取的窄波段特有植被指数构建的估算沼泽植被叶面积指数模型表现出较明显的优势,表明窄波段植被指数更适合用来监测沼泽植被叶面积指数.     

我国坡地资源利用生态环境效应的研究现状综述

坡地资源是重要的土地资源,开发利用坡地资源是人类极为重要的物资来源。坡地资源利用存在正负两方面的生态环境效应,合理利用有利于养分和水分的循环,不适宜的开发利用将导致养分和水分循环的失调,坡地资源退化。因此,开展坡地资源利用及其生态环境效应研究,探讨各地开发、利用坡地资源模式及坡地资源退化防治措施,对农业生产实践具有十分重要的理论指导意义。文中从3个方面介绍我国坡地资源利用生态环境效应的研究现状:一是坡地资源利用研究的理论方法,包括实地观测试验与防治措施研究;二是从不同尺度包括区域尺度、小流域尺度和坡面尺度研究坡地资源利用的生态环境问题;三是研究坡地资源利用的生态环境效应。最后,综合分析我国坡地资源利用生态环境效应研究存在的问题,指出今后展开深入研究的方向。     

土地利用方式对珠江河口生态环境的影响分析

本文探讨了珠江三角洲近年来主要土地利用方式的变化,其中城市化和植被覆盖的减少,以及农业施肥量 的增加,是造成陆源污染物增加的主要原因。分析了影响珠江河口生态环境的主要陆源污染物(泥沙、氮磷营养元 素、重金属和有机物)的产生和迁移过程,以及对河口生态环境的影响关系。从分析中可以看到,土地利用的变化能 够影响陆源污染物质的产生和迁移,合理的土地利用方式是降低陆源污染物质,改善珠江河口生态环境的重要措 施。陆源物质的产生与水循环密切相关,利用流域分布式水循环模型量化研究不同土地利用下的陆源物质产生、迁 移以及对河口生态环境的影响是未来主要发展方向。     

基于数值模型的尾矿库项目地下水污染的环境影响预测评价

随着我国社会经济的持续高速发展,矿产资源开发利用和生态环境保护的矛盾日益突出,矿山尾矿库渗漏造成的地下水重金属污染已成为一大环境问题。本文以甘肃陇南某矿山尾矿库加高扩容项目为研究对象,通过构建评价区地下水渗流模型,耦合污染物运移方程,建立地下水溶质运移模型,并应用该模型对尾矿坝发生泄漏情况下特征污染物污染情景进行了数值模拟与环境影响预测评价。结果表明:该研究对帮助企业和当地环保部门从源头上防治和管理潜在的地下水重金属污染、保护地下水环境具有重要的意义。     

苏南经济快速发展区土壤重金属含量的空间变化研究

文章以经济快速发展的江苏省昆山市为研究区,研究了该区土壤重金属含量的空间变化。结果表明:土壤重金属平均污染指数大于1的有镍、锌、汞,其中汞的污染指数最大,是主要污染物。土壤重金属复合污染严重,综合污染指数达1.52,变异系数以汞、镉、铅、铜较大。不同功能区土壤重金属元素全量综合污染指数按以下顺序递降:化工区(1.84)>养殖区(1.54)>大棚菜地区(1.22)>印染造纸区(0.99)。不同地貌区土壤重金属元素全量综合污染指数按以下顺序递降:中部平原区(1.71)>北部洼区(1.57)>南部湖荡区(0.99)。测定的剖面样品中各重金属元素在剖面上一般都有表聚、亚表聚特征,总体上是上层含量高于下层,增加了环境风险。     

下辽河平原浅层地下水污染风险评价及空间热点识别(英文)

地下水污染风险评价作为地下水保护与污染防治的重要前提,是在地下水脆弱性评价的基础上发展来的。本文以下辽河平原浅层地下水位研究主体,基于灾害理论,从本质脆弱性、外界胁迫性、价值功能性三个方面,构建了地下水污染风险评价的指标体系和污染指数模型。利用RS、GIS的空间信息采集与空间分析技术得出下辽河平原浅层地下水的污染风险分布图;在此基础上计算G指数得到地下水污染风险的冷热点空间分布图。结果表明:1研究区内地下水污染风险总体处于中度以上状态,其中高度风险区占37.86%,较高风险区占32.47%,中度风险区占12.07%,低度与较低风险区占17.6%。2研究区内热点区分布于沈阳市中部、新民市西北部、辽中县和北镇市;冷点区集中分布于南部的盘锦市、营口市、大石桥市、盘山县与大洼县境内。研究结果反映了研究区内地下水污染风险的空间分布与形成机制,为下辽河平原土地利用规划以及地下水资源保护提供相关参考。     

烟台海岸带土壤重金属定量源解析及空间预测

定量解析土壤重金属污染来源并绘制空间分布图是土壤重金属调查评价的核心,可为区域土壤环境管理和修复提供科学参考。以中国北方名优农产品生产基地烟台海岸带为研究区,系统开展表层土壤样品采集和重金属分析测试;利用正定矩阵因子分解定量解析土壤重金属的来源贡献;基于独立成分分析和序贯高斯模拟构建多元地统计模拟技术,实现土壤重金属的空间预测及潜在污染区域划定。结果表明：① 研究区表层土壤中 As、Co、Cr、Mn和Ni主要为自然来源,且空间分布受成土母质的控制;② 工业和交通排放是土壤中Cd、Pb和Zn的重要来源,三者在金、铜矿的尾矿区以及烟台市区呈现出污染热点;③ 土壤中Cu主要来自铜基杀菌剂和有机肥施用等农业活动,高值区主要分布在果园土壤;④ 土壤中Hg主要来源于煤炭燃烧和混汞法炼金所排放Hg的大气沉降,高值区主要分布在金矿以及龙口、蓬莱市区周边;⑤ Cu、Hg和Cd的潜在污染区域面积占研究区总面积的37.5%、14.3%和8.6%,应给予重点关注。     

干旱地区植被指数(VI)的适宜性研究

以位于典型干旱区的甘肃河西地区石羊河下游的民勤绿洲为例,对NDVI、SAVI、MSAVI和GEMI等4种VI(植被指数)受土壤背景光谱影响的程度和探测低盖度植被的能力进行了对比研究。通过分析VI提取植被信息时植被土壤噪音比的变化发现,植被覆盖较低条件下VI提取植被信息总体受土壤背景光谱影响程度较低,相比而言,GEMI提取植被信息中受土壤背景影响最小,其他3种VI的区别不太明显。通过分析不同VI随植被覆盖度增加的反映速率变化及不同覆盖条件下不同VI的取值范围的变化发现,NDVI探测低盖度植被的能力最强,GEMI次之。GEMI可能是干旱地区植被探测较适宜的植被指数。     

乐安江两支流河滩表层土重金属污染五节芒叶片光谱特征响应对比研究

为了解五节芒叶片光谱特征参数对河滩表层土重金属污染响应特征的流域差异,分别在乐安江两支流采集河滩表层土和五节芒叶片样本并测量五节芒叶片光谱.利用污染物富集因子和污染指数对两支流河滩表层土壤重金属污染状况和特征进行对比,并结合采矿点分布和矿种分析两支流河滩表层土污染成因.将五节芒叶片光谱特征参数、可见光波段反射率积分值(A1)和近红外波段反射率积分值(A2)分别与五节芒叶片中重金属含量进行回归分析,结果表明:1)大坞河五节芒叶片光谱特征参数对单一重金属Cu有较好的响应,而在洎水河五节芒叶片光谱特征参数受多种重金属共同影响.这与两支流河滩表层土重金属污染特征一致,并且重金属污染特征与采矿点分布和矿种关系密切.2)乐安江两支流五节芒叶片光谱特征参数均能反映流域河滩表层土的重金属污染规律.在今后的矿山环境调查中应将联系紧密的流域作为一个整体进行研究,加强流域对比.     

长春市土壤重金属污染特征及其潜在生态风险评价

以长春市区土壤为对象,研究土壤中重金属污染的特征,并采用Hakanson提出的潜在生态危害指数法对土壤中重金属的潜在生态危害进行了评价。结果表明,长春市区土壤重金属污染较重,尤其是铅和镍。污染源的空间差异性引起不同功能区土壤中重金属元素的含量不同。长春市土壤达到轻微生态危害,且铅、铜和锌对土壤生态危害达到轻微生态危害;不同功能区达到生态危害程度的顺序依次是公园>郊区耕地>工业区>住宅区>开发区。