基于机载LiDAR数据的农田区植被高度估测研究

作物高度是农田、生态等研究领域重要的一项指标,准确地获取作物高度和类别是精确估产和长势监测的必要条件。激光雷达技术能够提供精确的植被冠层结构信息,并进而获得作物冠层高度。以绿洲农田区的棉田为研究对象,通过激光雷达提取的植被垂直结构信息,估算研究区各植被类型的高度,并依据高度进行了分类。结果表明：林地、食葵、棉花和西葫芦的平均高度约为12.5 m、2.125 m、1.125 m和0.35 m,利用植被类型间的高度差异进行地物类型识别的总体精度为93%;食葵、棉花和西葫芦实测植被高度值与计算植被高度值的平均相对误差分别为-0.038%、1.35%和-4.348%,说明激光雷达提取的植被冠层结构参数可用于农田区作物的高度估算。     

基于GIS农田土地质量评价与立地分析——以京郊房山区良乡为例

为揭示农田利用可行性 ,提出农田立地概念 ,建立农田评价体系 ,以京郊房山区良乡为例 ,基于GIS技术评价农田质量 ,分析农田立地 ,综合评价农田 ,为划定基本农田提供客观依据 ;根据农田评价评分数值分布 ,通过模糊稀疏度算法模型 ,实现农田自动分等定级 ,减少了界定农田等级指标的主观性。     

农田氮流失与农业非点源污染

随着氮肥的过量施用,农田氮流失容易造成农业非点源污染.农业非点源污染是农业环境富营养化的主要原因之一,改变了农业环境的生态结构与功能,造成很大危害.农田氮流失主要通过地表径流、农田排水和淋溶途径进入水体形成农业非点源污染,降雨状况、土壤特性、施肥状况、农业土地利用/土地覆盖和田间管理方式等因素与农田氮流失有密切关系.通过农田管理制度或立法、农田氮流失的源头控制和农田氮流失的扩散途径,可以实现对农业非点源污染的调控,降低施用化肥的环境风险.     

灌溉与施氮对黑河中游新垦沙地春小麦生长特性、耗水量及产量的影响

在黑河中游边缘绿洲新垦沙地设计大田试验,研究了不同灌溉量(估算春小麦生育期需水量的0.6、0.8、1.0倍)与施氮量(0、140、221和300 kg/hm2)对春小麦生长特性、耗水量及产量的影响.结果表明,灌溉与施氮对春小麦植株高度产生一定的影响,但其效果不明显.高灌溉量加大作物的耗水量,春小麦全生育期,高灌溉处理的耗水量比中等灌溉处理与低灌溉处理分别增加16.68%与36.88%.当施氮量小于221 kg/hm2时,增加施氮量可以提高地上部干物质量、单位面积粒数、单穗粒重与产量,从而提高水分利用效率(WUE);当施氮量大于221 kg/hm2时,高施氮量使大量干物质滞留于营养器官,导致成熟前物质的转移不充分,同时在土壤水分亏缺的条件下,高施氮处理加重干旱胁迫,从而使221 kg/hm2处理的地上部干物质量(4 159 kg/hm2)、单位面积粒数(3 774)、单穗粒重(259.42 mg)、产量(2 132.83 kg/hm2)与WUE(3.85 kg·mm-1·hm-2)在各施氮处理中最高.地上部干物质量、籽粒产量及产量构成要素随灌溉量的增加而增加.低灌溉处理的WUE显著高于中等灌溉处理与高灌溉处理处理,中等灌溉处理与高灌溉处理之间的WUE差异不显著.结果表明,低灌溉处理(春小麦全生育期灌溉量378 mm)与221 kg/hm2施氮是黑河中游边缘绿洲新垦沙地农田可以获得相对较高的经济产量与高WUE的最佳组合.     

绿洲化过程中农田土壤粒径分布性质变化

绿洲化与荒漠化同为干旱区基本地理过程,揭示这些过程中土壤环境变异特点成为干旱区环境研究中的热点。本研究从绿洲化视角出发,以近年来绿洲扩张进程明显、常年受风蚀影响严重的塔里木盆地南缘策勒绿洲为研究区,着重探讨绿洲化过程中主要土地利用方式——农田在4种典型不同利用强度下,其表层土壤粒径分布（soil particle size distribution,简称PSD）特性的变化特征,同时对土壤有机质等7项养分指标变化也进行分析。土壤PSD体积分形维数分析结果表明,不同利用强度农田土壤PSD存在显著性差异,位于绿洲内部的传统耕作农田土壤PSD分维值显著位于最高水平;而位于荒漠-绿洲交错带垦殖农田,其土壤PSD变化受肥力投入等人为因素影响明显,其中无肥力投入的临时性垦殖农田土壤PSD甚至低于自然覆被样地而显著位于最低水平。而各农田间土壤养分指标也总体上存在显著性差异,且变化趋势同PSD相似,其中土壤有机质等5项指标同PSD之间存在显著正相关,同时基于各养分指标得出的综合指数也同土壤PSD之间存在显著正相关,反映出绿洲化过程中土壤PSD研究的明确生态意义。     

基于耦合地理模拟优化系统GeoSOS的农田保护区预警

依据农田保护区规划与城市发展模拟相耦合的新思路,开展农田保护区预警研究。以广东番禺为实验区,首先利用基于多智能体的空间优化配置模型(AgentLA) 自动生成农田保护区范围。AgentLA模型能避免产生分散、破碎的空间格局,有利于保护区的管理和维护。通过地理模拟优化系统GeoSOS中的神经网络CA模型对研究区2025 年的城市发展格局进行三个情景的模拟：低速增长情景、基准情景和高速增长情景。最后利用GIS空间分析方法将预测结果与农田保护区相结合,提取农田保护与城市扩张产生冲突的区域。总体上,冲突的严重程度随着空间上城市扩张强度的增大而加剧,高速增长情景中冲突区域的面积较大。冲突区域的存在一方面说明了农田保护区需要相应的法律、法规支持,否则可能会因城市扩张而被侵占;另一方面也反映了农田保护与地区发展之间的冲突。因此,可以根据所提取的冲突区域面积大小、空间位置等特征,采取某种形式补偿,以此取得农田保护与地方利益之间的平衡。     

沙质农田玉米生产力的形成与土壤环境关系的研究

结果表明:(1)在科尔沁沙地,五种主要类型农田生长季平均土壤含水量是粘壤土水浇地(ICL,12.4%) > 沙壤土水浇地(ISL,9.5%) > 粘壤土旱坡地(CLDSL,8.87%) > 粘壤土旱平地(CLDL,6.55%) > 沙壤土旱平地(SLDL,5.70%),地温是SLDL(22.04℃) > CLDL(21.73℃) > CLDSL(21.40℃) > ISL(21.08℃) > ICL(21.05℃),土壤养分综合指数高低的顺序是ICL(90.8) > ISL(83.8) > CLDL(75.8) > CLDSL(55.0) > SLDL(36.8);(2)五种类型农田玉米植株高(cm)和生物量(kg·m^-2)都是ISL(270,2.96) > ICL(245,2.70) > CLDSL(225,2.12) > CLDL(220,1.86) > SLDL(181,1.32);(3)玉米地上生物量与土壤速效N、P、K的相关系数为0.860,与土壤水分的相关系数为0.837,与土壤有机质含量的相关系数为0.753,而与地温的相关系数为-0.976。     

面向变更调查的自动变化检测技术研究

随着遥感大数据时代的到来,多传感器、多时相、多分辨率的卫星遥感数据的获取手段和速度超越了以往任何时期,深度学习作为当前最热门的一种机器学习方法推动着人工智能走向各个领域。本文阐述了一种面向变更调查的自动变化检测技术,并在新疆全域开展技术落地应用,深度分析了自动变化检测模型应用效果,通过多轮技术攻关最终实现省域空间的高精度、高效率变化检测。     

延津县农田投能与提高投能效率的途径

延津县农田投能已达到我国中低产地区的农田投能水平,无机能投入已超过全国平均水平。畜力能投入高是该地区农田投能的特点,有机肥能投入低是该地区农田投能中存在的问题。通过适度规模经营、农田基本建设、精耕细作和合理轮作,可以提高农田投能效率。     

乡村振兴背景下镇域高标准农田建设分区研究——以山东省滨州市阳信县商店镇为例

在乡村振兴战略背景下,在镇域尺度上构建适宜性评价指标体系,划定高标准农田建设分区,用以指导商店镇高标准农田项目的建设方向。以适宜性评价、障碍度模型为研究方法,研究结果显示商店镇高标准农田建设适宜性一级区主要分布在镇域的中南部地区,二级区基本环绕在一级区外侧,三级区分散于镇域各地,以镇域北部居多,有城镇发展的需求,较不适宜建设高标准农田。商店镇高标准农田建设的障碍因子主要包括耕地连片度、灌溉保证率、盐渍化、有机质含量以及乡镇建设需求。耕地连片度、盐渍化、有机质含量以及乡镇建设需求这4个建设障碍问题在镇域北部都明显存在;镇域东部主要表现为盐渍化问题与耕地连片度,在东部地区高标准农田建设时需重点解决;南部主要存在耕地连片度与灌溉保证率的问题,需加大农田基础设施建设。商店镇高标准农田建设可划分为优先建设区、重点发展区与后备保留区,基于障碍因素进一步细化为12个分区,总体来说,商店镇高标准农田建设南部以完善农田基础设施建设、改良土壤为主,北部地区整治方向为规模化整治、促进农业产业化发展。