基于随机森林特征选择的城市绿化乔木树种分类

城市绿化在改善空气、水和土壤质量,吸收和减少二氧化碳及各种污染物,缓解城市热岛和减少雨水径流等方面发挥着重要作用。及时准确地获取树种信息是城市规划与绿化管理的先决条件,对进一步改善城市生态环境也具有重要意义。基于遥感技术,使用高空间分辨率的WorldView-2卫星影像,采用光谱、纹理、指数以及几何等多种特征相结合的面向对象方法,并通过随机森林进行特征选择,对福州大学旗山校区北部的榕树、杧果、香樟、重阳木、羊蹄甲、垂叶榕以及木棉7种主要绿化乔木进行树种分类。实地验证结果表明：通过特征选择可以减少或规避数据冗余以及休斯效应的产生,该方法可以提高现有同类型树种分类的精度,当淘汰全部特征的20%,利用34个特征（包括15个光谱特征、6个纹理特征、8个指数特征和5个几何特征）进行分类时,总精度最高,可达74.95%,Kappa系数为0.67。其中,光谱平均值的特征重要性最高,而各波段的标准差的重要性较低。WorldView-2卫星影像的4个新增波段,特别是黄光和红边波段及其构建的指数特征重要性较高,也说明这些波段在植被遥感,特别是树种分类中极具应用前景。     

近20年京津唐地区不透水面变化的遥感监测

不透水面是衡量城市化程度的重要指标之一,对京津唐城市群的不透水面进行深入研究,可以量化城市群扩张过程及其影响,对该区域多城市协调发展及规划布局具有重要意义。本文结合高分辨遥感影像、生长季及落叶季的Landsat TM遥感影像和夜间灯光数据等,采用分类和回归树（Classification and rRegression Tree, CART）算法,构建了适于京津唐地区不透水面盖度提取的技术方案,获取了京津唐地区1995-2016年共5期地表不透水面盖度专题信息,并分析了地表不透水面的时空演变规律,结论为：① 适于京津唐地区不透水面盖度提取的CART算法的最佳输入变量组合为：生长季和落叶季的Landsat TM图像以及对应的夜间灯光数据;其次为生长季Landsat TM遥感图像和夜间灯光数据组合方案。利用该组合方案,ISP估算输出结果的交叉验证精度R值可以达到约0.85,可以满足地表不透水面纵向对比分析的需要。② 从地表不透水面总面积数量值来看,1995-2016年京津唐主体城市区域整体上呈增长趋势,其中2011-2016年地表不透水面积增加愈加明显;③ 从地表不透水面盖度值的高低来看,1995-2016年京津唐中、高盖度不透水面的占比都是在不断增长的,低盖度不透水面占比存在少量下降现象,且京、津、唐3城市的主体城区各阶段变化差异较大,反映出了各城市扩张具有各自不同的时空演变特征。     

Google Earth Engine平台支持下的赣南柑橘果园遥感提取研究

赣南地区是中国柑橘主产区,柑橘种植产业经数十年发展已具较大规模。本文利用Google Earth Engine平台,使用2140景Landsat影像进行像元级融合,重构目标年份季节最小云量影像集,构建多维分类特征集,利用随机森林分类算法,实现了1990、1995、2000、2005、2010和2016年赣南柑橘果园的分布制图。结果表明：利用Google Earth Engine平台可实现大量遥感影像数据的高效处理;最小云量影像合成方法能够有效解决多云多雨地区高质量光学影像获取困难的问题;以最小云量影像合成构建的数据集,使用随机森林分类算法能够有效提取赣南柑橘果园,分类平均总体精度和Kappa系数分别为93.15%和0.90,分类效果良好;赣南柑橘果园面积由1990年9.77 km²扩大为2016年2200.34 km²,2005年以后呈大规模扩张趋势,果园分布由零星分布,逐步形成连片化的聚集分布特点,柑橘果园用地的主要来源为林地、灌丛和耕地。     

深海沉积物分类与命名的参数指标和主成分分析

对于南海中部(118个表层沉积物样,水深82~4 420 m)、东部(106个表层沉积物样,水深700~4 508 m)海域的表层沉积物的粒度资料按小于200 m,200~2 000 m,大于2 000 m水深段对水深、平均粒径、黏土含量进行统计分析,结果表明从陆架到陆坡再到深海,平均粒径和黏土含量随水深增加呈非常有规律的变化;把大于2 000 m水深区域再细分为大于2 500 m,大于3 000 m,大于3 500 m,结果表明平均粒径和黏土含量随水深增加几乎无变化,在南海中部水深大于2 000 m海域平均粒径为3.39~3.54μm,黏土平均含量为54.91%~55.47%;在南海东部水深大于2 000 m海域平均粒径为3.25~3.37μm,黏土平均含量为53.91%~54.56%。研究表明2 000 m水深具有划分深海沉积物的指示意义。南海中部水深大于2 000 m海域黏土平均含量为55.19%,平均粒径为3.39μm;在南海东部水深大于2 000 m海域黏土平均含量为53.91%,平均粒径为3.37μm;在南海中部、东部水深大于2 000 m海域平均粒径均小于4μm,黏土平均含量均大于50%,表明深海沉积物粒度特征是平均粒径小于4μm和黏土平均含量大于50%。黏土含量是非生物组分的代表和划分深海沉积物类型的一个独立参数,钙质生物和硅质生物组分是另外两个独立参数。南海东部海域表层沉积物中55种元素总含量为47.50%,硅、铝、钛、钠、钾、磷、钙、镁、铁、锰十种主元素含量为47.03%,其他45种元素含量为0.47%,虽然沉积物来源复杂、成因不同,但沉积物化学主成分并不复杂,主要由前10种主元素和氧元素组成。沉积物主元素铝、钙、硅分别富集于黏土、钙质沉积、硅质沉积中。通过建立沉积物生源组分与碳酸钙、三氧化二铝、二氧化硅的量化关系,可把碳酸钙、生物二氧化硅作为钙质生物和硅质生物的两个替代参数。     

古土壤的分类系统及其在地质学中的应用领域

古土壤是近年来沉积学研究领域的一个热点。古土壤就是形成于过去地貌上的土壤,是暴露在地表的沉积物或岩石经过物理的、生物的和化学的改造形成的,一般形成于很长的地貌稳定期,记录了地层间断或不整合,蕴含着丰富的有关古气候、古植被、古地貌、沉积环境状况的信息,并且是指示地层时代的"化石"。古土壤对恢复地质历史时期古植被与古环境、古气候提供了新的途径,是地层划分、对比的重要标志,并且可用以重建沉积盆地古地貌。古土壤的识别可以根据野外宏观标志、室内微观特征来进行,但是古土壤学家还没有解决古土壤的分类问题,我们对国际上流行的几种古土壤分类方案进行评述,认为古土壤的分类应该根据不同的应用目的采用不同的分类方案,而且在一个分类系统的组名中可采用形容词的组合作为修饰语。     

基于混合分类规则的成像光谱数据分类研究

分类方法的选择对于成像光谱数据的分类精度有着直接影响,然而由于成像光谱数据的特点,使得分类器的选择变得十分困难。提出了一种基于混合分类规则的成像光谱数据分类方法。实验表明,按照该方法进行成像光谱数据的分类处理,可以得到很高精度的分类结果。     

流式影像术在海洋浮游植物分类研究中的应用

海洋浮游植物支撑着海洋生态系统的正常运转,对其种类的定性识别、鉴定和细胞数量的定量分析是海洋科学研究中最为关键的科学问题之一。流式影像术在海洋浮游植物形态特征识别与快速定量检测上是目前先进和可行的方法,它综合了流式细胞术和图像显微识别的技术优点,不但能够对快速流动状态中的海洋浮游植物进行相应的参数检测,而且可以获取流动过程中清晰的图像,通过计算机软件的图像处理和特征筛选,实现海洋浮游植物有效的自动识别。通过对流式影像术的原理、测定方法、技术特点及其发展动态等的综述,认为基于流式影像术对高速运动的浮游植物图像的清晰实时采集,可以有效地对图像进行模式的识别和分类。它是一种理想和实用的方法,将为海洋生物学研究提供新的实时、快速、高效平台,有很好的应用前景。     

海洋浮游藻色素分析和化学分类研究进展

综述了海洋浮游藻色素分析和化学分类研究的最新进展。指出目前以色谱柱串联技术为基础的高分辨高效液相色谱质谱联用已经成为色素分析方法的主要发展趋势。利用此方法对藻类特征色素进行再分析有助于获得对藻类色素分布的新认识。CHEMTAX是在宏观上对浮游藻进行化学分类的良好工具,采用多次运算的方式可以减少其对初始色素比值的依赖,使结果向"真实值"收敛,提高结果的准确性。指出研究以特征色素比值组合为基础的浮游藻精细化学分类方法,以及将以色素分析为基础的浮游藻化学分类应用于了解浮游藻功能类群在生源要素和生物矿物质等的生物地球化学循环过程中的作用是未来的发展趋势。     

基于SOLO分类评价的高中地理开放性问题设计与应用

高中地理课程标准(2017年版)中提出了开展思维结构评价以培养学生地理核心素养。该实施意见在当下标准化测试中未能得到充分体现。在"交通运输布局对区域发展的影响"专题教学中,笔者尝试以传统地理综合题为素材,设计基于SOLO分类评价的开放性问题。并将该问题运用于探究式地理课堂教学中,开展学生学习结果诊断并给出了个性化建议。以期为基于SOLO分类的思维结构评价的广泛开展积累经验。