CYGNSS土壤盐分反演方法研究：以黄河三角洲为例

土壤盐碱胁迫是植物生产力低下的关键因素,也是全球盐碱区可持续发展的瓶颈;如何较为高效可靠地获取区域土壤盐分信息是需要优先解决的问题。随着全球导航卫星系统反射测量GNSS-R(Global Navigation Satellite System Reflectometry)的迅速发展,运用星载GNSS-R测量区域范围的土壤盐分成为一种可能。全球飓风导航卫星系统CYGNSS(The Cyclone Global Navigation Satellite System)作为星载GNSS-R计划的重要组成部分之一,其卫星传感器使用的L波段能够敏感地获取土壤介电常数信息,为反演土壤盐分提供了理论基础。本文以CYGNSS作为主要数据源,选取土壤盐渍化十分严重且具有典型代表性的黄河三角洲区域作为研究区域,首次探讨CYGNSS反演土壤盐分的可行性,并建立了一套土壤盐分的反演方法。首先,利用基于相干信号的双基雷达方程对CYGNSS数据进行计算获取地表反射率,并校正地表反射率的地表粗糙度和植被衰减效应,计算得到土壤介电常数的幅值;然后,以改进的Dobson-S土壤介电常数模型为物理模型结合土壤水分主动—被...     

基于GRNN的ALI多光谱遥感数据土壤盐分反演研究

受环境变化和人类活动的双重影响,土壤盐渍化已经成为土壤退化的重要形式.及时展开土壤盐渍化研究对改善现状和预防其进一步发展具有重要意义.本文以黄河三角洲一处典型区域为研究对象,在野外光谱测量和实验室理化分析的基础上,采用广义回归神经网络(GRNN)方法建立了土壤盐分反演模型,模型的决定系数为0.855,均方根误差为0.119 9·kg-1.将GRNN模型应用到ALI反射率图像上得到土壤盐分反演分布图.结合野外调查结果发现,GRNN方法得到的土壤盐分值的空间分布结果与实际情况一致.     

融合作物类型的土壤盐分遥感反演方法研究

在沿海平原地区,土壤盐度是制约作物生长的非生物胁迫之一,也是作物种植的重要依据,作物类型能够间接反映土壤盐渍化程度,因此本文提出了一种融合作物类型信息的土壤盐分反演方法。以黄河三角洲典型滨海盐渍土地区为例,基于Sentinel-2 MSI影像,首先采用随机森林分类提取作物类型信息,并基于OneHot方式将作物类型信息编码;然后融合作物类型信息,结合环境协变量数据、地面实测盐分数据,采用自适应增强决策树模型(AB-DT)进行盐分反演;最后与其他机器学习方法,如支持向量机、随机森林、K最邻近和决策树进行盐分反演精度的对比。结果表明：(1)加入作物类型信息能够提高土壤盐分反演模型精度,所有模型中,融合作物类型变量的AB-DT反演模型精度最高,建模集R²为0.86,测试集R²为0.61;(2)加入作物类型信息能够修正误判的盐渍土级别,并使土壤盐分反演结果的地块边缘更加清晰。综上所述,加入作物类型信息,能够提高土壤盐分反演的准确性,为农田管理和农业决策提供更可靠的依据。     

黄河三角洲盐碱地遥感调查研究

土壤盐渍化是干旱、半干旱农业的主要的土地退化问题，有关盐碱地的性质、范围、面积、地理分布及盐渍程度等方面的实时、可靠的信息，对治理盐碱地防止其进一步退化和进行农业可持续发展规划至关重要，提出运用Landsat TM遥感数据来获取这些信息。基于地物光谱特征、野外调查建立的地物与影像之间的关系以及土壤和地下水监测数据的辅助，将常规监督分类法和改进的图像分类法两种方法相结合，提取了不同盐渍程度的盐碱地，即光板地14477．67hm^2，重度盐碱地52086．33hm^2，中度盐碱地86699．61hm^2，轻度盐碱地215001.7hm^2，占黄河三角洲总面积的近二分之一（47．4％），除此之外，水体，滩涂，非盐碱地等也作了区分。     

黄河三角洲盐碱地动态变化遥感监测

运用多期陆地卫星图像数据,结合野外调查及采样分析,对黄河三角洲近15a来盐碱地的动态变化进行了监测.研究区内发现盐碱地面积呈不断扩大趋势,不同类型的盐碱地变化不同:轻盐碱地不断增多,重盐碱地逐渐减少,光板地先增后减.盐碱地数量方面的增减并没有对盐碱地在不同土地类型中的空间分布格局产生太大影响.     

基于PLSR的陕北土壤盐分高光谱反演

选取陕北盐渍土为研究对象,通过采集高光谱数据及土壤样品测定,研究土壤盐分含量与反射率之间相关性,遴选盐分特征波段,利用常规回归分析及偏最小二乘回归分析建立土壤盐分的定量反演模型,并利用检验样点进行对比分析和精度检验。研究结果表明,482 nm,1 365 nm,1 384 nm,2 202 nm及2 353 nm为土壤盐分含量的特征波段,利用高光谱数据进行盐分定量反演具有良好的精度;精度检验结果表明,通过Matlab进行偏最小二乘回归计算的反演模型,实测值与预测值相关性更好,精度较高。     

黄河三角洲典型地区土地利用变化遥感监测及驱动力分析

黄河三角洲是我国重要的后备土地资源开发利用区,是土地利用、覆被变化研究的热点区域。本文选择黄河三角洲核心区域垦利县为研究区,采用2001、2005、2011和2014年的卫星遥感数据,基于RS和GIS技术,在ENVI软件支持下,利用监督分类方法,提取了研究区各时相土地利用类型面积及分布信息,研究了该区土地利用时空变化特征与规律,并结合研究时段内的自然和社会经济因素,对研究区土地利用变化驱动力进行了分析。研究结果表明:耕地、盐荒地和滩涂是该区土地利用的主要类型;研究时段内,垦利县土地利用发生了显著变化,陆地面积总体增加,耕地、林草地呈现减少趋势。耕地是减少速度最快、减少面积最大的土地利用类型,建设用地、盐荒地、滩涂则处于持续增长状态。气候水文因素是主要的自然驱动力,而人类的开发建设活动是主要人为驱动力。研究结果对于该区的土地资源合理利用及经济社会可持续发展具有积极意义。     

塔里木河流域绿洲土壤盐分遥感反演模型研究

以塔里木河流域阿拉尔—沙雅段为研究区,通过多光谱指数组转换和指标筛选,基于最小二乘原理和多元二次模型比较不同光谱指标与土壤电导率之间的相关性,构建基于光谱指数组的土壤盐渍化监测模型。结果表明：生长期NDVI与土壤电导率相关性最好,相关系数为-0.783,休耕期各光谱指标与土壤电导率相关性明显低于生长期。光谱指标的不同数学变换可以一定程度改变与土壤电导率的相关性,NDVI、MSAVI(1/R)、多元二次模型与土壤电导率成极显著相关关系,决定系数R²分别为0.832 8、0.809 6、0.679 0,且模型验证精度较高,可用于研究区土壤盐渍化监测研究。     

黄河三角洲地区地下水埋深遥感反演

黄河三角洲地区地理位置特殊,水资源供需矛盾尖锐,为了研究其地下水分布状况,使用MODIS遥感数据、实测土壤相对含水量和地下水埋深数据,利用温度植被干旱指数(temperature vegetation dryness index,TVDI)和表观热惯量法(apparent thermal inertia,ATI)对研究区土壤相对含水量进行遥感估算;通过分析不同深度处土壤相对含水量与地下水埋深的相关性,建立了反演地下水埋深的线性方程,得到了研究区地下水埋深分布状况图.结果表明:利用地表10 cm深度处测得的土壤相对含水量反演地下水埋深的结果较为合理;在缺少土壤相对含水量数据时,可以用反映土壤相对含水量高低的因子估算地下水的埋深.     

GIS支持下地物BRDF的卫星遥感反演模型研究

讨论一种基于RS和GIS的有别于一般和传统方法的地物BRDF构建原理.其核心是卫片像元坡面方向反射几何参数的逐点计算和地物不同坡面方向反射因子的反演计算.它开拓了一种在自然状况下能适应各种分辩率遥感卫星的不受地面测试仪器性能限制的快速、实时、自动地同时构建多种地物BRDF的新途径.     

黄河三角洲主要城镇人居环境遥感初探

近年来，随着社会经济的不断发展，黄河三角洲地区城镇化进程加快，大、小城镇星罗棋布。为了更好地指导黄河三角洲地区城镇化规划，有许多问题值得深入研究，主要城镇现状对比分析就是其中之一。利用中巴地球资源一号卫星数据对黄河三角洲地区的河口区、仙河镇、孤岛镇、垦利县城、东城和西城进行了研究，比较了其土地利用差别。逐步分析的方法为：①地球资源一号卫星图像数据几何纠正，图像子区裁切；②利用非监督分类方法（ISOD－DATA）将6个图像子区各分为10类；③利用滤波器对分类结果进行去小地块处理；④对滤波后分类图像进行自动矢量化；⑤利用Arc/Info地理信息系统软件进行矢量编辑，分别统计各主要城镇各地类的面积；⑥分析与讨论等。     

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。     

青海高原春秋季地表土冻融的微波遥感监测

用青海高原地区 1983年的SMMR18及 37GHz水平极化微波亮温记录与台站地表 5cm深温度实况相比较 ,统计确定部分考虑含水量对区分地表土冻融影响的亮温T37H及亮温谱梯度SG两参数综合模式 ,区分的正确率达 74%。青海高原地处干旱半干旱环境 ,春季地表土含水量低 ,Zuerndorfer提出的负亮温谱梯度 ,在春季区分冻融的效果并不明显。该文作了改进 ,效果明显     

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。     

黄淮海流域湿地遥感调查

基于1975年MSS、2000年ETM+以及2006年CBERS-2卫星遥感数据,对黄淮海流域1975～2006年31 a来的湿地面积变化进行了研究.调查结果表明,黄淮海流域湿地总面积在1975-2000年间呈稳步下降趋势,总面积净减了1388.50 km2;2000～2006年间,湿地面积从80762.13 km2增加到了81825.15 km2.针对黄河流域湿地表现出的逐年萎缩变化趋势分析得出:工作区内的地质背景和气候因素决定了湿地的总体分布和变化态势,而人类因素在湿地变迁的过程同样起到了至关重要的作用.     

遥感图像数据库基于内容查询的研究

在分析图像数据库信息特征的基础上，讨论了图像数据库的一般关系模型图像数据库基于内容查询的定义，提出了相应的集合代数模型，指出遥感图像基于内容查询实现的两种方案。并以GIS要素与遥感图像的空间关系为基础，着重分析了GIS支持的遥感图像基于内容查询系统的主要算子，对基于图像特征索引的内容查询，也作了一般形式化的讨论并给出了应用的系统框架。     

黄河口遥感图像光谱混合分解

探讨了用逻辑斯蒂法进行光谱混合分解的新技术,采用黄河口TM图像进行了分析。结果证明,它不仅能给出分类结果图像,而且能产生组成像元各地类的丰度图像,说明分类图像是在某种置信度下的结果。