基于多旋翼无人机倾斜摄影测量的沙丘三维形态研究

无人机倾斜摄影技术是近年来发展起来的新型测量方法,具有高效率、高精度、非接触、大范围等优点。本研究采用多旋翼无人机,结合精确测定的地面控制点,实现了对新月形沙丘群三维形态的精确测量。结果表明：无人机倾斜摄影测量的均方根误差小于18 mm,可以满足大比例尺地形测量的要求。利用该技术获取的多种测量参数表明,新月形沙丘二维与三维形态之间存在良好的相关性,基于这些关系,可以实现二维遥感影像量测结果向沙丘高度、沙丘体积等三维参数的转换。沙丘剖面形态可以采用非线性函数精确描述,为沙丘形态精确建模提供了参考。无人机倾斜摄影技术获取的沙丘三维形态参数,对于深入认识沙丘形态动力过程具有重要参考价值。     

灌丛沙丘形成演化及环境指示意义研究的主要进展

干旱半干旱区风沙活动较强烈, 风沙地貌十分发育, 环境演变过程对气候变化响应敏感。由于缺乏高分辨率载体, 在这些地区进行环境变化重建的手段及获得的结果相对贫乏。但是在这些区域发育的灌丛沙丘是风沙堆积体, 其形成演化记录了相对丰富的区域环境演变信息。本文综述了目前在灌丛沙丘形态学特征、发育过程、以及其在区域环境变化重建中的意义等方面的研究进展。我们认为, 灌丛沙丘形成演化研究在揭示干旱区环境演变过程方面有重大的意义, 但还没有形成系统的体系, 这一方面的研究仍有较大的空间。     

河西走廊西端灌丛沙丘发育过程及其对沙漠化的指示意义

在风沙活动强烈的荒漠地区开展环境变化研究常缺乏符合要求的地质测年材料。灌丛沙丘是干旱区发育的一种特殊生物地貌类型,具有计年和储存环境信息的功能,可以用来重建沙丘的发育过程和过去的环境变化。以河西走廊西端花海盆地发育的灌丛沙丘沉积剖面为研究对象,基于AMS¹⁴C年代学及沉积物粒度、碳酸盐含量、地球化学元素等代用指标的分析,与文献记载、沙漠化监测数据和近几十年的器测气象资料对比分析,试图揭示区域灌丛沙丘的发育过程及其环境指示意义。结果表明：花海盆地灌丛沙丘的发育时间已超过800 年;20世纪60年代中后期至70年代早期人类活动的干扰曾使灌丛沙丘的堆积过程中断,但丰富的物源随后又促使灌丛沙丘再次快速发育。沙丘物源曾发生过剧烈的变化,使得灌丛沙丘沉积物中的粗颗粒组分和中值粒径并不适于作为环境代用指标重建区域的风沙环境变化,而细颗粒组分（<63 μm和<10 μm）和碳酸盐含量的变化,则揭示了研究区在20世纪70-80年代（沙丘高度300~420 cm）时获得了丰富的物质来源。灌丛沙丘沉积物中的Zr/Rb比值,能够作为良好的环境代用指标指示1970-1988年（沙丘高度300~420 cm）区域处在风沙活动较强烈的环境;近几十年花海盆地土地沙漠化明显,尤其是20世纪70年代和80年代。灌丛沙丘可以作为有较高可信度的地质记录载体,在河西走廊西端重建较长时间尺度的、高分辨率的区域气候环境演变历史。     

柴达木盆地盐湖周边灌丛沙丘微量元素特征与环境意义

对柴达木盆地盐湖周边灌丛沙丘沉积物微量元素、粒度测试,并与其他体系沉积物对比,分析微量元素地球化学特征及环境状况。结果表明:1)微量元素以V、Cr、Zn、Rb、Sr含量较大,其中Sr含量最高,Rb次之;与中国黄土、新疆灰钙土相关系数R2为0. 96,斜率分别为1. 07和0. 99,含量总体相似; Sr、U高于灰钙土和黄土,其中,Sr含量表现为灌丛沙丘灰钙土黄土,Rb、Sn、Cs、Pb、Th含量介于二者之间,其余元素含量均低于二者;其与中国沉积层元素丰度存在差异。2) Sc、V、Co、Ni、Cu、Cs、U与黏粒(2μm)和粉砂(2～63μm)相关度均较高,而Ga、Rb、Pb主要受控于黏粒组分,Cr、Zn、Sr、Nb、Sn主要取决于粉砂组分; Y、Th与其他元素及不同组分无相关性; Rb/Sr比仅与Ga、Rb、Pb元素及 63μm的砂组分呈极显著正相关,与其余元素相关度低或不相关,或极显著负相关。3) Rb、Sr分别反映了沉积物近地化学风化成壤作用和源区物理风化过程; Sr/Cu值介于15～20之间,Th/U值介于3. 5～4之间,C. V值差异不大,元素垂直变异较小;总体表面灌丛沙丘沉积发育于极端干热环境,未发生明显还原作用。     

民勤绿洲边缘带灌丛沙丘防风作用研究

对民勤天然绿洲边缘带的固定、半固定及半流动风速灌丛沙丘实地观测表明,气流通过单个固定灌丛沙丘时,近地面平均风速降低4.4%,在965 m观测样线内降低57%,且风是连续降低的,愈靠近内侧降低得愈多,到绿洲内部农田边缘处时,平均风速仅有对照点的21%。深入了解灌丛沙丘对绿洲的防护机理,对于合理保护和恢复绿洲边缘带灌丛沙丘,避免绿洲遭受风沙侵袭具有重要意义。     

反向沙丘近地层气流变化及其对沙丘形态的影响

反向沙丘形态-动力学过程是风沙地貌的重要研究内容.选择腾格里沙漠东南缘推平沙地发育的反向沙丘为研究对象,采用二维超声风速仪对沙丘表面5个位置0.25 m和0.5 m高度的气流进行野外观测.结果表明:(1)气流方向影响近地层气流特征.以沙丘脊线垂线为轴,0.25 m高度处沙丘脊线的垂线两侧风向变化不完全对称.当丘顶气流方...     

戈壁近地表粉尘释放动力机制的野外风洞试验北大核心CSCD

跃移沙粒的轰击是戈壁地表粉尘释放的主要动力机制。以往对戈壁粉尘释放的包括风洞试验及野外监测的研究,由于高频测量仪器与试验方法的欠缺,无法定量化跃移沙粒能量等因素对戈壁地表粉尘释放的影响。本研究采用野外风洞,利用Sensit传感器对跃移沙粒不同能量过程进行测定,研究不同供沙条件下的戈壁近地表(0~20 cm)范围内的粉尘变化规律与地表粉尘释放动力机制。结果表明:跃移沙粒轰击作用是戈壁地表粉尘释放主要因素,也是评估粉尘释放程度的重要指征;跃移沙粒的反弹能量与粉尘释放通量相关性最强,冲击能量次之,5 cm高度撞击能量相关性最小,表明跃移沙粒轰击形成的冲击及反弹能量的转化是粉尘释放的一个重要动力过程。     

无人机影像三维重建在沙丘形态监测中的应用

沙丘形态监测对开展土地沙化防治工作具有重大意义。应用无人机,分别在2016年7月、2017年3月、7月和9月对青海湖克土沙区4个沙丘进行影像采集,借助PhotoScan软件进行三维重建生成高分辨率的沙丘正射影像和DEM数据,使用ArcGIS软件获取沙丘形态参数并分析变化。实验结果表明：基于无人机影像监测沙丘形态,具有可行性和准确性,正射影像精度较高,DEM数据通过校正后可正确反映沙丘形态,为逐天高精度监测变化提供了可能。     

荒漠草原带沙源及灌丛对灌丛沙堆形态的影响

灌丛沙堆是干旱区一种典型的景观类型,经常出现在靠近流沙地带。在地处荒漠草原带的宁夏盐池北部的流沙边缘就发育有典型的白刺(Nitraria tangutorum)灌丛沙堆。本文对不同沙源距离和灌丛生长状况下的白刺灌丛沙堆形态特征进行了研究。结果表明:荒漠草原带白刺灌丛沙堆的高度0.2～4.8 m,90.05%的高度小于3.0 m;体积0.11～805.17 m³,6.08%的体积小于150 m³;面积0.86～333.3 m²,72.26%的小于50 m²。灌丛沙堆长轴长和短轴长、高度和面积、高度和体积、面积和体积间都存在很好的幂函数关系,随着灌丛沙堆高度的增加,其面积和体积也增加。沙源对白刺灌丛沙堆的分布特征有显著影响,灌丛沙堆的高度、面积和体积和沙源距离都有很好的抛物线形关系。白刺灌丛的生长状况对灌丛沙堆的形态特征也有明显的影响,即白刺灌丛生长状况越好,灌丛沙堆的高度、面积和体积也增大。     

基于DEM数据的巴丹吉林沙漠沙丘分布规律及其形态参数

沙丘形态特征是风沙地貌研究的重要内容。数字高程模型（DEM）因卓越的三维地形表达能力被广泛应用于沙丘形态研究中。长期以来,受交通条件和研究方法的制约以及高大沙山分布位置的限定,对巴丹吉林沙漠沙丘形态的研究主要集中在沙漠东南部,缺乏对整个沙漠沙丘分布规律及其形态参数特征的系统认知。而对整个沙漠沙丘形态特征的研究,是区域风沙地貌形成与演化研究的重要组成部分。以巴丹吉林沙漠内所有独立沙丘为研究对象,利用研究区DEM数据和一种新的算法,研究了沙漠内两种主要类型沙丘（横向沙丘、星状沙丘）的分布规律及其形态参数特征。结果表明：沙漠内独立沙丘大约有6 033座,高度9~433 m,高度超过350 m的巨型沙山共有53座,其中星状沙山7座,最大高度383 m;横向沙山46座,最大高度433 m。横向沙丘高度与等效沙丘厚度呈正相关的线性函数关系,星状沙丘高度与等效沙丘厚度呈正相关的对数函数关系,表明在现代气候和环境条件下,横向沙丘高度仍在增加,而星状沙丘高度增长已经趋缓。两类沙丘的主轴向大都垂直于研究区主风向NW-SE。横向沙丘起沙风风向单一,沙丘轴向集中在NE-SW和NNE-SSW方向;星状沙丘起沙风风向略为复杂,沙丘存在多个次级轴向。     

Measuring the area of cultivated land reclaimed from rural settlements using an unmanned aerial vehicle

Journal of Geographical Sciences - Investigating and monitoring the area of cultivated land reclaimed from rural settlements is important to optimize rural land use and understand spatial patterns....     

基于无人机摄影测量的梅里雪山明永冰川末端表面高程动态监测

位于横断山区的梅里雪山地区,受地形与气候的影响,该地区光学遥感及微波遥感应用较为受限。论文基于大疆精灵4RTK无人机搭配中海达UBase,于2018年11月9日和2019年11月12日对梅里雪山地区明永冰川末端开展了2期摄影测量,估算冰川消融区表面高程变化,监测冰川动态变化。研究结果表明:冰川区表面形态在不同位置有显著差别,航测冰川区中下部大量表碛覆盖,有少量沿冰川主流线方向发育的裂隙;航测冰川区中上部表碛覆盖较少,大量横向裂隙发育。2018年11月至2019年11月,明永冰川末端表面高程平均变化-1.67 m。冰川表面高程变化空间分布差异显著,在航测冰川区上部高程差存在正负交替现象,航测冰川区中部以减薄为主,而航测冰川区下部以增厚为主。与高亚洲地区其他山系冰川变化对比,梅里雪山地区是冰川表面高程变化最显著的地区。     

无人机遥感组网冗余容错的研究

针对无人机在遥感遥测领域组网过程中存在的随机故障,进而导致无人机在任务执行过程中任一约束的及时响应缺失,将会影响任务总体结果或导致整个任务部分及完全失败的问题,论文提出无人机遥感组网冗余容错方法。该方法采用领航—跟随的无人机编队飞行模式,多台组网无人机稳定可靠完成指定的飞行任务,验证了冗余容错方法,解决了无人机遥感组网冗余容错技术中的有和无的问题。     

面向高分卫星遥感共性产品真实性检验的无人机空港布局

针对高分卫星遥感共性产品真实性检验对无人机数据的需求,本文以已有野外台站为依托,开展无人机空港布局研究。首先,综合考虑影响卫星产品空间变异的因素,构建了地理背景覆盖率的物理模型;其次,基于地理背景覆盖率改进覆盖模型提出最大地理背景覆盖模型,并利用简单随机抽样中的样本容量确定方法确定合理的空港数量,分别利用本文提出的最大地理背景覆盖模型和已有最大面积覆盖模型进行空港布局的研究;最后,对两种模型下的空港布局结果进行对比,并利用MODIS EVI数据产品对布局结果进行验证。结果表明,在空港数有限的条件下（n = 60）,最大面积覆盖模型选择的空港,其服务范围内的地理背景覆盖率为26.66%,能代表70.37%的中国陆地区域,而最大地理背景覆盖模型选择的空港,其服务范围内的地理背景覆盖率为38.32%,能代表73.36%的中国陆地区域。最大地理背景覆盖模型比最大面积覆盖模型能获得更优的空港布局结果,可用于支撑中国区域面向高分卫星遥感共性产品真实性检验的无人机观测网络建设。     

Nebkha （coppice dune） formation and significance to environmental change reconstructions in arid and semiarid areas

Environments in arid and semiarid regions are extremely sensitive to climate changes.High wind activity in these regions has resulted in an extensively developed arid geomorphology,but past environmental changes are poorly understood because of the absence of relatively high-resolution proxies.The accumulation characteristics of nebkhas,which have developed extensively in these regions,can be used as a method of reconstructing environmental changes.Here we summarized recent advances in research on the formation,development,and sediment characteristics of nebkhas and their significance to environmental changes in arid and semiarid regions.Based on the studies of our colleagues,we suggested that research on nebkha formation can provide distinct clues about environmental changes in arid and semiarid regions;however,continued studies are needed.     

基于U型神经网络的沙丘-草甸相间地区无人机影像植被覆盖度提取及其影响因素

为了精准监测沙丘-草甸相间地区景观尺度典型地类植被覆盖度动态变化,利用无人机获取的多时相高清RGB正射影像,构建了植被覆盖度提取U型神经网络深度学习模型,并对提取的植被覆盖度进一步分析了其在生长期(5-10月)的变化特征及对环境因子的响应.结果表明:(1)构建的植被覆盖度提取模型精确度较高,训练集准确率为0.82,验证...     

河西走廊黑戈壁生态系统中可培养细菌分布特征及抗辐射活性

黑戈壁区域具有干旱、强辐射等极端环境条件,鲜有人类踪迹,相关生物学研究报道较少,其中微生物研究未见报道。本研究首次针对黑戈壁生态系统中微生物分布特征开展研究,对河西走廊黑戈壁生态系统中不同生境土壤样品进行可培养细菌分离。结果表明：河西走廊黑戈壁生态系统中每克土壤可培养细菌数量（CFU）为2.3×10⁴~1.49×10⁶,不同生境土壤的可培养细菌具有明显差异,可培养细菌主要富集于石下生境,黑戈壁中砾石下为微生物提供了相对较适宜的生境;土壤总碳是影响黑戈壁土壤细菌数量的主要因素。结合16 S rRNA基因序列比对,分析共鉴定可培养细菌118株菌株,菌株主要归类于放线菌门（Actinobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）和异常球菌-栖热门(Deinococcus-Thermus)4个类群,其中放线菌门和厚壁菌门是优势门;芽孢杆菌属（Bacillus）、链霉菌属（Streptomyces）是优势属,10株细菌菌株为潜在新种。从分离菌株中筛选出了多株抗辐射活性较高的菌株,其中7株活性显著高于阳性对照耐辐射奇球菌（Deinocccus radiodurans）,为进一步筛选研究细菌抗辐射机制及抗辐射活性物质提供菌株资源。     

轻小型无人机遥感及其行业应用进展

无人机是低空领域准确、灵活、高效获取多种类型高分辨率遥感数据的重要载体,无人机遥感技术在行业应用创新和管理部门科学决策之间构筑起信息沟通的关键桥梁。随着科技的进步、大数据时代的来临,无人机遥感系统的硬件设备、信息提取方法都取得了飞速的发展;同时其在国民经济主要行业领域的应用也面临着前所未有的机遇和挑战。论文首先介绍了无人机遥感系统的硬件研发进展,并指出轻小型、高精度、标准化与集成化是未来无人机遥感系统发展的总体趋势。其次,详细介绍了目前轻小型无人机遥感应用在农业、林草业、电力、测绘、大气探测和地质灾害等行业的应用现状,指出实现无人机多源遥感数据获取、融合、分析和提取的综合平台是未来轻小型无人机在民用领域行业应用创新的关键所在。最后,针对载荷与飞行平台的一体化集成应用、无人机组网作业、海量数据管理和信息自动化提取等发展趋势提出了几点思考。轻小型无人机遥感在国民经济各行业应用的普及化和标准化,将有助于国家和区域社会经济的健康发展。     

中国沙漠型旅游景区发展现状及前景

自20世纪中叶以来,沙漠旅游兴起,受到大众的喜爱,生态环境的改善也促使很多观光型的沙漠主题景区开始向度假型转变.中国的沙漠型旅游景区逐年增多,也开始向着高品质、多元化发展,但在发展过程中也面临诸多困境,如沙漠型景区建设成本高、融资困难,游客停留时间短,旅游产品单一,宣传力度不足等.通过相关的网站数据分析和国内外优秀案例...