设施农业典型地物改进Faster R-CNN识别方法

深度学习方法可有效提高传统基于遥感影像的设施农业典型地物识别与提取方法的结果精度,对传统农业的转型和发展意义重大。本文针对遥感影像大背景小目标的特点,以及设施农业典型地物的图像特征,结合深度残差思想和Faster R-CNN提出DRTOMA算法：首先,使用深度残差网络作为其基础特征提取网络,以此获得更深层次的图像特征,并抑制网络退化和衰退问题;然后在残差单元和全连接层之间加入改进的空间金字塔池化层,从而去除输入图像固定大小的限制,增加网络对图像尺度的敏感度;最后,在全连接层间添加dropout层,减少网络计算的复杂度,提升抗过拟合效果。仿真结果表明：同部分已有的检测算法相比,DRTOMA算法的平均识别准确率和召回率均取为最优,分别为91.87%和90.63%;在最优识别精度近似的情况下,DRTOMA算法比Faster R-CNN算法的召回率高约2%,网络更易收敛,训练难度较低。综上所述,DRTOMA算法是一种有效可行的设施农业典型地物检测方法。     

玉兔号月球车巡视点矿物丰度及粒径分布高光谱反演

矿物的类型、丰度及其粒径分布对理解月球和行星表面曾经存在过怎样的地质演化过程具有重要的意义。本文提出基于辐射传输模型和稀疏分解模型反演矿物丰度及其粒径分布的方法,利用辐射传输模型计算各矿物端元不同粒径的单次散射反照率以构建解混光谱库,然后基于稀疏分解算法得到在每个可观测像元的端元最优丰度和粒径分布。利用实验室测量数据进行验证,表明本文方法具有较高的精度。最后根据玉兔号月球车的实地测量光谱数据,利用本文方法获得了其矿物的丰度及粒径分布,结果显示,辉石、橄榄石、斜长石、熔融玻璃和钛铁矿的丰度在4个观测点的平均丰度分别为28.1%、4.5%、39%、28%、0.4%,辉石的平均粒径为166.02μm,橄榄石为8.34μm,斜长石为196.31μm,熔融玻璃为44.21μm,一定程度上表明在这些观测点不同矿物对太空风化的响应不同。     

珞珈一号01星夜光遥感设计与处理

珞珈一号01星是兼具遥感和导航的一星多用低轨维纳科学试验卫星,本文针对珞珈一号01星夜光遥感设计与处理,详细介绍了卫星平台的有效载荷及平台设计;面向科学的试验目标,制订了科学的夜光成像任务计划,实现了全国夜光一张图任务规划;提出了面向珞珈一号01星的在轨几何辐射定标模型;研制了支持WEB端及移动端访问的数据共享服务系统;针对夜光遥感数据在社会经济应用问题,提出了发展指数和未来发展指数的珞珈一号指数模型,并通过相关实验验证了模型的有效性。珞珈一号01星可为社会经济参数估算、重大事件评估、渔业监测、国家安全等领域提供技术支撑。     

1975—2015年甘肃省白龙江流域自然保护区生态系统服务价值及其时空差异

利用1975-2015年7期遥感数据重建甘肃省白龙江流域8个野生动物自然保护区的生态系统时空变化特征,并在对该研究区各类生态系统服务价值当量修订的基础上,采用生态系统服务价值评估模型和敏感性指数,对不同时期的生态系统服务价值进行评估。结果表明:(1)白龙江流域自然保护区以森林生态系统为主,研究期内生态系统格局总体稳定,农田和裸地生态系统面积减少,而森林、草地、水域和人工表面生态系统呈增加趋势,且在2000年后变化最活跃。(2)研究区生态系统服务价值由1975年的239.68×10^8元上升到2015年的243.58×10^8元,净增加3.90×10^8元,农田和裸地生态系统服务价值持续减少,而森林、草地和水域生态系统服务价值则呈增加趋势。(3)整体上,研究区南部生态系统服务价值呈增长趋势,而中北部地区则处于阶段性变化状态,文县大鲵自然保护区单位面积生态系统服务价值密度最高,多儿自然保护区价值密度最低,且为唯一衰退型保护区。(4)在不同生态系统服务类型中,调节服务居主导地位,且以气候调节服务价值最高。白龙江流域自然保护区生态系统服务价值缺乏弹性,水域生态系统面积变化对研究区生态系统服务价值的变化具有放大作用。     

海南岛东部地区土地利用方式对土壤有机碳与 易氧化有机碳的影响

以海南岛东部地区的4种土地利用方式（水田、抛荒地、果园、橡胶林地）的土壤为研究对象,通过对其SOC（土壤有机碳）和ROC（土壤易氧化有机碳）质量分数的测定,分析不同土地利用方式下SOC以及ROC的分布特征。结果表明：研究区的土地利用方式对SOC与ROC具有显著影响,土地利用方式通过影响植被凋落物、根系以及耕作方式、施肥收割等管理措施影响SOC及ROC的分布特征。就整个土壤剖面（0~30 cm）而言,不同土地利用方式下SOC质量分数的分布特征表现为水田＞抛荒地＞果园＞橡胶林地;各土地利用方式下SOC在表层土壤中质量分数最高,并随着土壤层的加深逐渐递减。水田、果园和橡胶林地土壤的ROC质量分数随着土壤深度的加深而逐渐降低,抛荒地呈现出先减少后增加的趋势。不同土地利用方式下土壤ROC质量分数表现为抛荒地＞水田＞果园＞橡胶林地。ROC质量分数的高低顺序与SOC质量分数基本相同。土壤的SOC质量分数是影响ROC质量分数变化的重要因素,相关性分析结果表明：水田、抛荒地和橡胶林地的SOC与ROC质量分数呈极显著正相关,而果园的SOC与ROC质量分数呈显著正相关。4种土地利用方式中水田土壤ROC的分配比例较低,说明水田的SOC稳定性相对于其他土地利用方式较高,有利于土壤碳的储存。     

消费端视角的中国大城市新建绅士化现象——以北京宣武门ZS小区为例

绅士化是一个基于社会阶层向上变化与演替的社会空间重构过程,以城市拆除建新为主要形式的新建绅士化是中国各大城市最主要的绅士化模式。当前对新建绅士化的研究大多从政府主导的生产端进行解析,而基于居民行为动机的消费端解析则相对较少。因此,论文以北京市宣武门新建绅士化为例,从消费端出发,分析居民的住房选择和社会空间效应,以期更好地理解中国绅士化及城市更新的多元动力和影响机制。研究发现,新建绅士化在中西方存在较大差异,这主要源于中国城市的发展背景、特殊的土地制度以及特定的社会文化环境。在绅士化群体特征方面,中国新建绅士化在社会经济特征上虽然与西方基本趋同,但在年龄和家庭结构上呈现多样化和复杂化;在住房选择上,中国绅士化群体的住房选择比较务实,都集中在追求生活便利、子女教育、改善居住环境等,这与西方追求文化要素的结果有很大不同。在社会空间效应方面,低收入阶层的原住居民在绅士化过程中被置换与动迁,虽然住房条件得到一定改善,但动迁使原住居民在日常生活和情感等方面都遭受了负面影响。文章最后呼吁,深入探讨和研究中国绅士化“本土”理论框架的建立是今后应该重点关注的主要课题。     

Hydrochemical characteristics and controlling factors of natural water in the border areas of the Qinghai-Tibet Plateau

Journal of Geographical Sciences - The special geography and human environment of the Qinghai-Tibet Plateau has created the unique hydrochemical characteristics of the region’s natural water,...     

黄河口埕岛海域粉土波致孔压现场监测

波浪会对海床产生反复的作用力,由此引起的土体颗粒间孔隙水压力变化是造成土体液化的主要原因。使用自行研发的孔压监测设备,对黄河口埕岛海域易液化区海底孔压进行了长时间、高精度的观测,并对孔隙水压力、波高以及潮位间的关系进行分析。监测结果显示,本次监测条件下波浪最大作用深度介于0.5～1.5 m之间,超过该作用深度后孔压无明显变化。土体内部孔隙水压力的变化主要由潮位和波高决定,潮位的作用可使孔压缓慢平滑的变化且对超孔压无影响;波高的作用可使孔压快速、剧烈地振荡并导致超孔压的出现。     

海水中大分子有机质对铂族元素的吸附动力学研究

Adsorption kinetics of the interaction between Pt, Pd and Rh(defined here as platinum group elements, PGEs)ions and macromolecular organic compounds(MOCs, 10 kDa), including humic acid, carrageenan and bovine serum albumin, and different cutoff fractions of natural organic matter(1 kDa and 3 kDa) obtained from seawater using centrifugal ultrafiltration devices were investigated. For a given element, all the adsorption kinetics did not reach equilibrium except the interaction between Pt and 1 kDa cutoff, and between Pd and humic acid.For all the tested MOCs, the adsorption kinetics could be divided into two stages, a rapid adsorption process in the first 8 h and the desorption stage after the first 8 h until the equilibrium. The change trend of partition coefficient(log_(10)K_d) values with experiment time was consistent with that of the kinetic curves. However, in the interaction between PGE ions and natural dissolved organic matter(NDOM), an obvious difference in the change trends of log_(10)K_d and kinetic curves was observed. It indicated that the partition behavior of PGE ions interacting with NDOM in seawater was a combined effect of different organic constituents. The adsorption and log_(10)K_d of PGEs in the 1 kDa NDOM fraction were higher and more stable than those in the 3 kDa NDOM fraction. The results also indicated that the 1–3 kDa NDOM may dominate the interaction between PGEs ions and NDOM. Moreover, no kinetic model could perfectly simulate the adsorption process. It indicated that the colloidal struction and morphology of MOCs or NDOM in seawater might be inhomogeneous. Hence, the interaction between PGE ions and organic matter in seawater was a complicated process and needs further research.     

盐度对变化2014年东北太平洋“暖泡”的作用

A significant strong, warm "Blob"(a large circular water body with a positive ocean temperature anomaly)appeared in the Northeast Pacific(NEP) in the boreal winter of 2013–2014, which induced many extreme climate events in the US and Canada. In this study, analyses of the temperature and salinity anomaly variations from the Array for Real-time Geostrophic Oceanography(Argo) data provided insights into the formation of the warm"Blob" over the NEP. The early negative salinity anomaly dominantly contributed to the shallower mixed layer depth(MLD) in the NEP during the period of 2012–2013. Then, the shallower mixed layer trapped more heat in the upper water column and resulted in a warmer sea surface temperature(SST), which enhanced the warm"Blob". The salinity variability contributed to approximately 60% of the shallowing MLD related to the warm"Blob". The salinity anomaly in the warm "Blob" region resulted from a combination of both local and nonlocal effects. The freshened water at the surface played a local role in the MLD anomaly. Interestingly, the MLD anomaly was more dependent on the local subsurface salinity anomaly in the 100–150 m depth range in the NEP.The salinity anomaly in the 50–100 m depth range may be linked to the anomaly in the 100–150 m depth range by vertical advection or mixing. The salinity anomaly in the 100–150 m depth range resulted from the eastward transportation of a subducted water mass that was freshened west of the dateline, which played a nonlocal role.The results suggest that the early salinity anomaly in the NEP related to the warm "Blob" may be a precursor signal of interannual and interdecadal variabilities.