Soil erosion prediction based on land cover dynamics at the Semenyih watershed in Malaysia using LTM and USLE models

This study attempts to identify and forecast future land cover (LC) by using the Land Transformation Model (LTM), which considers pixel changes in the past and makes predictions using influential spatial features. LTM applies the Artificial Neural Networks algorithm) in conducting the analysis. In line with these objectives, two satellite images (Spot 5 acquired in 2004 and 2010) were classified using the Maximum Likelihood method for the change detection analysis. Consequently, LC maps from 2004 to 2010 with six classes (forest, agriculture, oil palm cultivations, open area, urban, and water bodies) were generated from the test area. A prediction was made on the actual soil erosion and the soil erosion rate using the Universal Soil Loss Equation (USLE) combined with remote sensing and GIS in the Semenyih watershed for 2004 and 2010 and projected to 2016. Actual and potential soil erosion maps from 2004 to 2010 and projected to 2016 were eventually generated. The results of the LC change detections indicated that three major changes were predicted from 2004 to 2016 (a period of 12 years): (1) forest cover and open area significantly decreased at rates of almost 30 and 8 km², respectively; (2) cultivated land and oil palm have shown an increment in sizes at rates of 25.02 and 5.77 km², respectively; and, (3) settlement and Urbanization has intensified also by almost 5 km². Soil erosion risk analysis results also showed that the Semenyih basin exhibited an average annual soil erosion between 143.35 ton ha^?1 year^?1 in 2004 and 151 in 2010, followed by the expected 162.24 ton ha^?1 year^?1. These results indicated that Semenyih is prone to water erosion by 2016. The wide range of erosion classes were estimated at a very low level (0–1 t/ha/year) and mainly located on steep lands and forest areas. This study has shown that using both LTM and USLE in combination with remote sensing and GIS is a suitable method for forecasting LC and accurately measuring the amount of soil losses in the future.     

全球地表覆盖制图研究新范式

全球土地覆盖制图在过去的10年中取得重要进展,空间分辨率从300 m增加至30 m,分类详细程度也有所提高,从10余个一级类到包含29类的二级分类体系。然而,利用光学遥感数据在大空间范围制图方面仍有诸多挑战。本文主要介绍在农田、居住区、水体和湿地制图方面的挑战,讨论在使用多时相和多传感器遥感数据上的困难,这将是未来遥感应用的趋势。由于各种地表覆盖数据产品有自己定义的地表覆盖类型体系和处理流程,通过调和以及集成各种全球土地覆盖制图产品能够满足新的应用目的,并且可以最大程度地利用已有的土地覆盖数据。然而,未来全球土地覆盖制图需要能够按照新应用需求动态生成地表覆盖数据产品的能力。过去的研究表明有效地提高局部尺度制图的分类精度,更好的算法、更多种特征变量(新类型的数据或特征)以及更具代表性的训练样本都非常重要。我们却认为特征变量的使用更重要。本文提出了一个全球土地覆盖制图的新范式。在这个新范式中,地表覆盖类型的定义被分解为定性指标的类、定量指标的植被郁闭度和高度。非植被类型通过它们的光谱和纹理信息提取。复合考虑类、郁闭度和高度3种指标来定义和区别包含植被的地表覆盖类型。郁闭度和高度不能在分类算法中提取,需要借助其他直接测量或间接反演方法。新的范式还表明,一个普遍适用的训练样本集有效地提高了在非洲大陆尺度土地覆盖分类。为了确保更加容易地实现从传统的土地覆盖制图到全球土地覆盖制图新范式的转变,建议构建一体化的数据管理和分析系统。通过集成相关的观测数据、样本数据和分析算法,逐步建成全球土地覆盖制图在线系统,构建全球地表覆盖制图门户网站,为数据生产者、数据用户、专业研究人员、决策人员搭建合作互助的平台。     

不同格式 ASCII 数据流解析方法研究

NMEA协议是为了全球定位系统（GPS）导航设备中建立统一的海事无线电技术委员会（RTCM）标准,是由美国国家海洋电子协会（NMEA）制定的一套国际通用的ASCII数据格式。目前很多无线通讯设备接口及通讯协议都遵循NMEA-0183格式。本文通过串口通信中ASCII实时数据流的格式介绍,对实时数据流解析方法进行了研究,并基于VC＋＋2008编写了解析不同格式ASCII数据流解析程序,为卫星导航定位中实时数据的正确获取提供一定帮助。     

Optimal contour mapping of groundwater levels using universal kriging—a case study

Abstract

Universal kriging is applied to the command area of a set of canal irrigation projects in north-western India to show its applicability for optimal contour mapping of groundwater levels. This command area faces the problem of a rising groundwater table and manifestation of waterlogging over the years at many places. With the use of measured elevations of the water table in September 1990 at 143 observation sites in an area of 4500 km², an omni-directional experimental semivariogram was constructed. The concave upward shape of omni-directional experimental semivariogram indicated the non-stationarity of the data and so the need for universal kriging. Directional semivariograms were calculated to find out the direction along which there is least drift. This directional semivariogram was considered as the underlying semivariogram and various theoretical semivariogram models were fitted to it. The drift order was estimated from the cross-validation procedure. The model and drift order finally selected were used to estimate the groundwater levels and corresponding estimation variances at the nodes of a square grid of 2 km × 2 km, and to develop the corresponding contour map.     

含软弱层岩质边坡的动力响应研究

含软弱层岩质边坡的动力响应研究已成为边坡工程稳定性分析中的一个重要问题。为研究软弱层的特性对岩质边坡动力响应的影响,提供动力荷载作用下边坡防灾减灾的指导依据,运用UDEC离散元软件模拟地震力作用下含软弱层岩质边坡的动力响应系统地分析软弱层的倾角、埋深、弹性模量、厚度、泊松比和剪切刚度等因素对地震波放大现象的影响,得出边坡坡顶放大系数的变化规律,即随着软弱层倾角的增大,放大系数呈现出增大→减小→再增大→再减小,并出现地震响应减弱的现象;放大系数随软弱层埋深和厚度的增加而增大,但随弹性模量、剪切刚度的增大而减小,随泊松比的增加几乎不变。结合非重复性试验二元方差分析评价理论,对所得的放大系数进行计算分析,得出软弱层的特性因素对边坡放大作用的影响强度为软弱层的倾角＞埋深＞弹性模量＞剪切刚度＞厚度＞泊松比。研究结果有助于进一步揭示地震作用下边坡的失稳机制, 对震区边坡灾害的防治有一定的指导意义。     

华东地区MODIS与OMI气溶胶光学厚度数据融合

气溶胶光学厚度（AOD）表征气溶胶对光的衰减作用,体现大气混浊度或大气中气溶胶总含量,其卫星产品是研究近年来不断恶化的大气环境与空气质量的良好数据源。AOD卫星产品种类较多,但数据存在较大的不确定性;气溶胶全球监测网（AERONET）的地基数据精度高,但空间覆盖度较差。泛克里金法（UK）能在数据融合过程中更多地考虑描述对象的空间相关性,并且简单易行、结果可靠。因此,本文采用该方法,结合二次多项式波段插值法和回归分析方法,在AERONET AOD数据的基础上,对2008年11月华东地区臭氧监测仪（OMI）和中分辨率成像光谱仪（MODIS）的AOD产品进行了融合。结果表明：二次多项式的AOD波段插值方法,能提供比Angstrom波长指数法更为精准的AOD插值结果;AOD融合产品的空间分辨率高于OMI AOD,覆盖率大于OMIAOD和MODIS AOD,且其精度优于这2种AOD卫星产品;融合产品图显示,2008年11月,华东地区的AOD总体呈现南低北高的趋势,高值区主要分布在长江三角洲部分地区、安徽东北部、苏鲁交界处,以及山东西部;低值区主要为江苏以南大部。相比于前人研究,本文证实了AERONET AOD站点数据少、融合的数据源（卫星AOD产品）过境时间不一致的情况下,UK方法仍然有效。本文提出的融合系统,可为相关研究提供空间覆盖更全、精度更高的AOD数据。     

我国地理信息技术普及教育现状与对策刍议

地理信息技术教育包括专业教育和普及教育。我国地理信息技术普及教育才开始起步,在教育部2003年颁布的《普通高中地理课程标准》中,首次设置了“地理信息技术应用”教学模块。受诸多条件影响,我国地理信息技术普及教育面临着很多困扰。提高普通高中地理教师地球信息科学的知识水平,建设能够满足中学地理信息技术课程实习的专业实验室,开发中学教学适用的地理信息系统软件,出版一批高质量的教学参考读物,加强地理信息技术普及教育的研究,将推动我国地理信息技术基础教育快速、健康的发展。     

星点中心高精度质心定位算法

质心法是星点中心计算的常用算法.为提高质心法的精度,对其进行了深入研究.在分析3种质心法形式的基础上提出了质心法的统一模型,并指出模型中的参数阈值T 和灰度加权指数k 对于质心法的最终精度有很大影响.采用模拟星点和实测星点对质心法精度与参数 T 和k 的关系进行了分析,得出了相同的结论.随着 T 和k 的增加,质心法精度先升高后降低,存在极值点;在极值点处,T 为背景灰度,k 为2.0;为保证信息量,T 不能过高,但增加k 可以获得增加T 同样的精度效果;通过调节 T 和k,可以使质心法精度提高25%以上.     

Covariance function diagnostics for spatial linear models

Case deletion diagnostics are developed for detecting observations that are influential in estimating the covariance function of a spatial random field. Diagnostics are developed within the context of universal kriging. Computational formulae are given that make the procedures feasible and the diagnostics are illustrated in an example.     

论地壳运动的宇宙起因

本文笔者认为,宇宙事件是地壳运动的主要动力之一。与地壳运动有关的宇宙事件共有12种,其中6种为正常事件,它们改变地球自转速率,并进而引起跃变地壳运动;另6种为灾变事件,它们直接启动岩石圈的板块运动,并导致突变地壳运动。地质历史上,可相应地划分出12个宇宙事件构造旋回,它们各自对应着不同型式和规模的宇宙事件和地质事件。质量较大的小天体对北冰洋、太平洋、大西洋和印度洋的4次冲击,塑造了全球地幔对流和海陆分布的基本格局。