Analyzing multi-year rice-fallow dynamics in Odisha using multi-temporal Landsat-8 OLI and Sentinel-1 Data

ABSTRACT

Sustainable intensification of existing cropland is one of the most viable options for meeting the escalating food demands of the ever-increasing population in the world. Accurate geospatial data about the potential single-crop (rice-fallows) areas is vital for policymakers to target the agro-technologies for enhancing crop productivity and intensification. Therefore, the study aimed to evaluate and understand the dynamics of rice-fallows in the Odisha state of India, using SAR (Sentinel-1) and Optical (Landsat OLI) datasets. This study utilized a decision-tree approach and Principal component analysis (PCA) for the segmentation and separation of different vegetation classes. The estimated overall accuracy of extracted rice-fallow maps was in the range of 84 to 85 percent. The study identified about 2.2, 2.0 and 2.1mha of Rice-Fallows in the years 2015–16, 2016–17, and 2017–18, respectively. The combined analysis (all three years) of rice-fallow maps identified about 1.34mha of permanent rice-fallows, whereas the remaining 0.6–0.8mha area was under the current-fallow category. About 50% of the total permanent rice-fallows were detected in the rainfed areas of Mayurbhanj, Bhadrak, Bolangir, Sundargarh, Keonjhar, Baleswar, Nawarangpur and Bargarh districts. The study also illustrated the time-series profiles of SMAP (soil moisture) datasets for the ten agroclimatic zones of the Odisha, which can be utilized (along with rice-fallow maps) for the selection of crop and cultivars (e.g. short or medium duration pulses or oilseeds) to target the rice fallows. The approach utilized in the current study can be scaled up in similar areas of South and South-east Asia and Africa to identify single-crop areas for targeting improved technologies for enhanced crop productivity and intensification.     

VLBI观测双线极化条纹拟合方法

提出了一种可用于下一代VLBI观测系统(VGOS)的双线极化条纹拟合方法。现有的VLBI观测模式采用的是右圆极化(RCP),而VGOS系统采用的是双线极化。本文方法包括校正和组合条纹拟合两部分。校正部分选择一颗强源作为参考源,分别得到不同极化方式下的通道时延及相位校正数据,用于目标源的校正。组合条纹拟合部分将4种极化分量的可见度数据组合成伪Stokes分量,通过搜索差分星位角使伪Stokes分量的幅值达到最大,从而获得最终的时延观测量。与单极化条纹拟合相比,组合极化获得的条纹具有更高的信噪比(SNR)及更小的条纹相位弥散度。     

基于MATLAB的铁路路基沉降预测优化方法

高速铁路路基的工后沉降严重影响着行车安全。在已有的预测模型中,所采用的初始数据往往不能满足等时间周期采集,而且还会伴随着一系列不可避免的观测误差,模型本身的误差累计,不能进行长期预测。文中利用最小二乘原理对初始值进行拟合改进,采用Lagrange插值方法将非等间隔序列转为等间隔序列,并基于新陈更替GM(1,1)模型利用MATLAB建立沉降预测模型;在此基础上,提出对模型残差进行GM改正以提高模型精度的方法。研究表明,通过对初始值序列改正后的模型具有较好的适应性,优化改进后的模型预测误差小,预测精度优于新陈更替GM(1,1)模型。     

eLoran系统新型信号波形设计及其性能评估

增强型罗兰导航系统(eLoran)作为全球卫星导航系统(GNSS)的备份系统,是国家定位导航授时(PNT)安全的重要基础设施.针对目前标准eLoran信号存在易受交叉干扰、天波干扰,通信数据传输速率低等的问题,本文基于标准罗兰信号体制提出了两种波形改进方法(衰减函数法与对称波形法)并对新型波形进行性能评估.实验结果表明,两种方法能够有效缩短波形持续时间,加速后沿波形下降,减小发射机功耗.对称波形法能够大幅减小波形持续时间,但缩短波形持续时间也将改变原信号波形的频谱特性,利用衰减函数法可以最大程度保证信号的频谱性能.综合分析可知,新型波形能够有效利用时域资源,空余的时间可用于增加传输信号,进而提高数据调制技术的性能.     

安徽省含山县土地整理耕地质量评价及其变化研究

土地整理是改善土地利用条件,提高土地质量的有效措施,对土地整理后的耕地质量进行评价是土地整理重要工作之一。从耕地质量的内涵和土地整理项目的基本要求出发,选取耕地自然条件和耕地利用条件2个基本因素和12个影响因子,将特尔斐法与层次分析法相结合,确定各因子权重,构建基于土地整理的耕地质量评价指标体系。以安徽省含山县铜闸镇土地整理项目为例,采用传统的土壤调查与3S技术相结合的方法,分析土地整理复垦过程中耕地质量时空格局变化,得出整理前、后耕地质量的级别变化。研究结果表明,通过土地整理,研究区的耕地质量空间分布和级别发生了很大变化,整理后一级、二级、三级质量的土地比整理前分别增加了7.20%,11.95%和0.65%,四级、五级则分别减少了15.65%和4.16%,整理后的耕地质量总体水平是整理前的1.291倍。     

BDS-3多频点伪距单点定位性能研究

针对目前有关北斗三号系统伪距单点定位研究较少,未对三号系统多个频点的定位性能进行对比分析的现状,本文利用实测数据对三号系统多个频点的定位性能进行了研究,并联合BDS-2、Galileo进行了同频伪距单点定位试验,统计分析了组合定位多个频点的同频定位结果。试验结果表明：目前三号系统单独定位能力有限,不适合单独定位;BDS-3/Galileo同频组合定位可以弥补BDS-3新频点单频定位时卫星个数不足、数据不完整导致的定位精度过差的情况,同时能够提高Galileo的定位精度;BDS-2/3的B3I频点与BDS/Galileo组合的B2b频点的定位精度均与GPS的L1频点的定位精度相当。     

最优权组合预测法在采煤沉陷变形预测中的应用

煤矿地表沉降变形预测多基于煤矿开采沉陷预计理论展开,基于变形分析理论的变形预测模型目前多集中在单模型预测。本文基于组合预测思想,以非等间隔灰色预测模型与BP神经网络模型为预测单模型,以陕西北部某煤矿采煤工作面上方实测地表沉降值为数据源,以最优加权法对单模型预测结果开展了最优权组合,组合模型中两种单模型的权重分别为0.466 7、0.533 3。选取部分监测点的预测结果进行模型精度评价,结果表明:3种预测模型精度均达到了一级。经对比3种模型预测结果,最优权组合预测的模型精度较单模型明显提升,预测结果较非等间隔灰色预测模型与BP神经网络预测模型有明显增益。     

成渝城市群城市建设用地扩张格局及规模体系分析

基于1990—2018年六期城市建设用地监测数据,本文利用城市用地年面积增长率指数、公共边测度、核密度估计、位序-规模法则等方法,刻画成渝城市群扩张演化特征及其发展规律,并对城市群规模体系进行分析。结果表明:成渝城市群城市建设用地扩张呈先快后慢的趋势,空间上呈"中部高速,南北低速"的特点,建设用地扩张密度高值主要集中在成都、重庆二市且城市群内部连片发展不明显。城市群新增城市用地呈现无序蔓延态势,并未趋于紧凑。2000—2010年,成渝城市群规模分布极化,呈现明显的双核首位特征,2010年后规模分布由非均衡趋于均衡。     

综合管线管理信息系统的设计与开发

设计与开发的城市综合管线管理信息系统采用C#为开发语言,Visual Studio为开发工具,是以ArcEngine组件为基础开发的地下管线管理信息系统。本系统设计主要的研究内容为:对地下管线管理系统进行需求分析,地下管线系统的总体设计,包括系统的数据库设计和功能设计,编程实现了管线系统的用户管理子功能以及管线浏览、管线查询、管线编辑、管线分析的爆管分析等功能。基本满足城市地下综合管线统一管理的要求,对于提高城市地下管线信息的利用以及保障管线正常稳定运行都具有重要意义。     

视觉感受与Markov随机场相结合的高分辨率遥感影像分割法

鉴于视觉感受对外界强大的感知与识别能力,模拟视觉神经感知的工作机制,并结合Markov随机场模型,提出一种影像分割方法。首先,分析视觉感知系统的工作机制,将其特性归纳为等级层次性、学习能力、特征检测能力和稀疏编码特性,继而利用小波变换、非监督聚类、特征分析和Laplace分布模拟视觉工作机制,然后结合Markov随机场模型实现高分辨率遥感影像的分割。通过不同卫星的真实遥感影像进行了相关试验。试验结果表明本文提出的方法在高分辨率遥感影像分割任务中有非常良好的表现。