水稻籽粒镉积累模型

通过文献调研与分析,建立了水稻籽粒镉含量(CdR,mg/kg)与土壤全镉含量(CdT,mg/kg)、pH值及有机质含量(SOM,g/kg)关系的统计模型:CdR=0.560 exp[0.995 log(CdT)-0.173 pH 0.018 SOM](决定系数R2=0.62,P＜0.001,n=156).相关分析和残差分析结果表明,该模型具有较好的解释性,可用于水稻籽粒镉含量的估算.     

莱州湾南岸土壤全盐量空间分布及其高光谱反演研究

滨海地区海水入侵易造成土壤盐渍化等生态环境问题,莱州湾沿岸是我国海水入侵最为典型的地区。以莱州湾南岸作为研究区,利用便携式高光谱仪获得样本点土壤的实测高光谱数据,并测得该区域样本点的土壤全盐量。采用地统计学与GIS相结合的方法对全盐量的空间分布特征进行分析,并将经过预处理的高光谱原始测量数据进行一阶、二阶微分变换,连续统去除等变换,建立各种高光谱数据与土壤盐分数据之间的偏最小二乘法回归模型,对比建模及验证结果得到最为精确地土壤全盐量估算模型。结果表明,莱州湾南岸全盐量呈带状分布,呈现东北高西北低的空间分布格局;利用反射率一阶微分建立的偏最小二乘模型对全盐量估算的效果最好,模型决定系数可达到0.904,均方根误差为623.274,建立的模型可较好地反演土壤的全盐量。     

济南市土壤酸沉降承压度研究

将承载力理论应用到酸沉降研究中,建立了土壤酸沉降承载力评价方法,并对济南市进行了实证分析.在地理信息系统(GIS)支持下,以遥感数据为数据源,在确定土壤外界压力及内部缓冲能力的基础上,计算了土壤酸沉降承压度.以承压度作为评价指标对济南市土壤酸沉降承载状况进行了评价.将承压度大于1定义为超载,结果表明,2005-2010年济南市S沉降超载区域大多分布在南部部分植被区域及北部部分耕地区域,超载的主要土壤类型为潮土;N沉降超载区域主要分布在南部部分植被区域,各主要土壤类型N沉降承压度平均值均小于1.评价方法借助于遥感数据,能够满足区域土壤酸沉降承载力评价空间和时间尺度上的需求,是对土壤酸沉降常规研究方法的补充.     

利用遥感技术动态监测大面积农田土壤水分研究

为探讨利用遥感技术动态监测大面积农田土壤水分含量 ,排除农田植被和地形的干扰 ,1 997- 1 998年在甘肃省定西县岔口乡建立了监测样区 ,在地面实测 0～ 50 cm大面积农田土壤水分本底资料和收集 5幅 TM卫片影像资料加工处理基础上 ,利用地理信息系统建立了遥感信息 (NDVI和 RVI)与土壤含水量之间的遥感光谱相关模型 ,做出了观测区土壤水分含量分布图 ,得到了初步的大面积农田土壤水分宏观动态监测结果 ,基本实现了利用遥感技术大面积动态监测土壤含水量 ,有效地指导农业春耕生产和快速掌握土壤墒情状况。研究结果表明 ,在波长 60 0～ 1 0 50 nm光谱段 ,土壤含水率与光谱反射率之间存在显著的负相关关系 (α<0 .0 5) ;利用遥感技术建立的 TM光谱水分监测模型 ,其模型监测 0～ 2 0 cm土层含水量的精度达到 90 %以上 ,实际监测土壤水分精度达到 72 .3% ;在遥感监测2 0～ 50 cm土层土壤含水量中 ,利用遥感模型监测土壤水分精度达到 80 %以上 ,实际遥感监测精度达到 60 %左右 ,并且建立了热惯量与土壤含水量之间的相关模型 ,给出了决定系数 (R2 )分析结论。     

成都平原大尺度下土壤质量空间变异研究

基于土壤质量调查的空间结构及分布规律研究对土地利用规划以及农业区划的制定等工作有重要意义.以成都平原为研究区,利用GIS的空间分析功能结合地统计学方法,以半方差函数、克里格插值为工具对成都平原土壤质量要素在不同尺度与不同方向的空间结构变化进行定量分析,揭示了在区域尺度下土壤质量的空间变异规律.结果表明,各土壤质量要素在结构变异方向、变程等参数上表现出明显差异,说明以成土过程为代表的结构因素以及以人为扰动为代表的随机因素对各质量要素产生了差异化影响,通过计算发现所有土壤要素在不同方向上均存在基台值或变程的差异,且多数指标不同方向空间自相关的距离要比各向同性距离大,表明土壤特性经角度分解后空间自相关性增强.pH值以及对数转换后的物理黏粒含量、速效磷、微团聚度、CEC等指标变异函数曲线符合球状模型,而有机质、容重以及对数转换后的全氮、碱解氮、速效钾、全钾等指标变异函数曲线符合指数模型.有机质、CEC空间分布的均一性较强,在小范围内的变异不显著,整体分布趋向均一;土壤物理性质与pH值分布的均一性较差,在小范围内的变异很强.pH值、有机质、物理黏粒、全钾、速效磷、速效钾在不同尺度上受不同的重要过程控制.在引起空间变异的影响因素方面,有机质、速效钾、全钾的空间变异主要是由随机性因素引起的,而物理黏粒含量、碱解氮、速效磷、全氮、pH值、容重、微团聚度的空间变异主要由结构性因素引起.     

滨海新区土地利用变化对土壤碳密度空间分布及生态风险的影响

利用土壤类型法估算了天津滨海新区不同土地利用类型土壤的有机碳密度,并基于滨海新区1979年的TM和2009年的SPOT影像资料,利用GIS技术,获取区域30a的土地利用转移信息图及土壤碳密度的空间分布图,构建区域土地利用变化对土壤碳汇的生态风险影响评价等级,获取区域土壤碳汇的生态风险等级空间分布图.结果表明:作为滨海新区主要碳汇的土地利用类型是城市绿地和林地,而裸地和建设用地是主要的碳源地类;滨海新区30年间50％以下的区域生态风险影响程度没发生变化,位于城市绿地和林地向建设用地过渡边缘地带的区域生态风险增加程度最大.基于低碳理念和土地利用总体规划的原则,提出相应的建议,促进滨海新区低碳化建设.     

松花江哈尔滨段总悬浮物浓度高光谱估测模型研究

水体总悬浮物浓度影响水体的光场分布,进而影响初级生产力。2012年7月14—15日,在松花江哈尔滨段选取11个断面共33个样点,利用野外高光谱仪(ASD Field Spec Pro)进行反射光谱测量和同步水样采集分析,通过研究总悬浮物质量浓度与其高光谱反射率之间的相关关系,采用单波段反射率、反射率比值法和一阶微分法分别建立了总悬浮物浓度的高光谱估测模型。结果表明,3种方法的决定系数都在0.90左右,均可以用于总悬浮物的定量遥感监测,其中一阶微分模型为反演的最佳模型。     

矿区植物重金属污染的高光谱特性及其反演模型

植物体内重金属的大量聚集将造成植被叶面反射光谱在特定波段内的特征性变化。以陕西潼关矿区葎草、玉米、苦菜、梧桐典型植被为研究对象,利用ASD Field Spec 4光谱仪采集植物光谱曲线,采用导数光谱、连续统去除法等信息提取方法,分析植物红边位置、红边斜率、植被指数等光谱特征参数与植物样本重金属相关性。选择蓝谷、红边位置等相关性较高的敏感波段,构建矿区两种葎草和梧桐的镉(Cd)、铅(Pb)质量比与其光谱参数定量反演模型。结果表明,葎草、梧桐的Cd、Pb与一阶微分光谱特征相关程度更好,多数符合二次多项式函数关系,然而葎草的Cd符合反函数关系,均方根误差在0.03~0.07。室内试验验证两种植物叶绿素含量与Cd含量负相关,在Pb低浓度时植物的叶绿素含量减少得不明显,随Pb浓度升高,叶绿素含量降低明显。因而植物高光谱特征间接反映植物重金属的含量。     

基于BP模型的南通市农田土壤重金属空间分布研究

利用采样点实测数据,借助BP神经网络模型并结合GIS技术对江苏省南通市农田土壤重金属的空间动态分布进行了详细地描述.结果表明,BP神经网络模型能够智能地学习各个采样点的空间位置与该点各重金属含量之间的映射关系,并能够稳健地对各个空问插值点处的土壤重金属含量进行预测.运用Arcgis进行的分析结果显示,在该地区Pb和As造成的污染最严重,其他重金属污染相对较轻.其中南通市区、海门市和启东市重金属富集最严重;南通大部、通州、如东大部分地区含量较少,含量最少的地区是如皋市和海安县.在运用神经网络模型进行空间插值了解重金属空间动态分布的基础上,可以根据污染的分布状况确定农产品的生产布局和规划.     

基于DBSCAN聚类的城市区域火灾风险计算方法——以深圳市盐田区为例*

为探究评估城市区域的火灾综合风险,提出空间聚类和层次分析法对深圳市盐田区2011年至2019年火灾数据进行建模分析。运用DBSCAN聚类模型对火灾地点进行分类,结合层次分析法构建火灾风险评估验证模型,探讨聚类结果、火灾场景、火灾原因构建系统层次结构模型,综合得出风险评估结果。通过将聚类区域还原至百度地图,结合场景信息及层次分析法指标值对模型的有效性进行验证。结果表明:由于各区区域功能及地理位置不同,区域火灾风险值有明显差异,模型计算出的4个区域结果与实际火灾情况具有一致性。     

基于 GIS 与 RS 的土壤重金属分布特征评价倡以武汉市为例

基于土壤样品中金属含量及空间位置数据,运用空间分析,对土壤重金属聚集特征进行分析,并结合遥感影像对重金属的分布及污染进行评估,具有极高的现实意义。以武汉为研究载体,运用土壤重金属分布评价方法进行研究,与研究区域实际状况基本相符,验证了方法的正确性和可操作性。     

基于多种空间静态指标的土地生态安全评价——以精河县为例

生态安全是区域可持续发展的核心问题,是地区安全和社会稳定的重要组成部分。以精河县为例,综合应用数字高程模型(DEM)、TM遥感数据和各种数据,在地理信息系统(GIS)支持下建立了生态安全指标体系。结果表明,1)精河县生态安全水平呈现明显的空间差异性,整体由中部绿洲向周边逐渐降低。2)从空间分布来说,研究区中部的土地生态安全要优于北部和南部,中部大部分土地处于安全和临界安全状态;南部山地土地生态安全类型分布零散,临界安全区、安全区交叉分布;极不安全和临界安全区集中在艾比湖周围、古尔班通古特沙漠及南部山区;很安全区所占比重较小,集中在绿洲内部。3)1998年和2013年各生态安全等级分布面积由大到小排序为生态安全区、生态临界安全区、生态极不安全区、生态很安全区。研究表明,精河县土地生态状况整体良好,与实际情况相符合。今后应加强土地利用结构优化,减少水土流失与土壤的盐渍化,保证土地生态系统健康稳定。     

动态贴近度法及其在水质监测点优化布设中的应用

现有水质监测点优化布设方法存在两方面问题,一是只考虑水质随空间的变化,没有考虑水质随季节的变化;二是引入了相关水质标准作为参考点进行距离计算,得到的贴近度物理意义不够明确.为此,本文提出了新的水质监测点优化布设模型-动态贴近度法.该模型同时利用了水质监测数据在时间和空间两个维度上的信息,使优化布点的信息更加合理、全面;避免了不同水质标准值作为参考点带来的排序不一致问题.一个城市水质监测点优化布设的实例计算结果表明,利用贴近度优化模型的放大作用,使得聚类效果明显提高,易于进行水质监测点的分类和排序.     

基于野外实测光谱的污灌区土壤重金属污染快速监测

利用光谱反射率反演土壤重金属含量相比传统实验室化学分析方法具有简单高效、成本低、非侵入性等优点。但光谱采集主要局限于实验室内,大大降低了监测的时效性。采集了龙口市污水灌溉区内的32个土壤样本,对9种重金属(Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb)进行了测定,并对土壤光谱进行了野外实测,同时对实测光谱进行光谱变换,提取了去除包络线(CR)、光谱倒数对数(lg(1/R))、一阶微分(RD1)、二阶微分(RD2)4种光谱指标,采用偏最小二乘回归方法(PLSR)建模。结果表明,污水灌溉区内存在严重的土壤重金属污染现象,As、Ni、Cd等重金属富集情况显著,与Fe、Mn呈显著相关的6种元素为Ni、Mn、As、Pb、Zn、Cr,相应的最优建模光谱指标分别为一阶微分(RD1)、二阶微分(RD2)、反射率(R)、反射率(R)、二阶微分(RD2)、去除包络线(CR),验证精度r分别为0.935 3、0.781 4、0.699 6、0.745 8、0.690 1、0.569 6。研究表明,利用野外实测光谱可以提高土壤重金属监测的时效性,预估土壤重金属含量具有一定的可行性,但针对不同的重金属应使用不同的光谱指标建模来达到最优效果。     

大气SO2卫星遥感监测技术及其研究进展

首先介绍了遥感反演大气SO2的主要方法和原理,分析了遥感监测大气SO2的特点:可快速获取大范围SO2数据,受限制条件少,更适合于研究大气SO2总量及其空间分布规律.从大气SO2监测的遥感平台、传感器、数据应用研究等方面总结了卫星遥感监测大气SO2的研究进展.最后对遥感监测大气SO2存在的一些问题进行了探讨,提出提高探测器精度,改善反演算法和加强地面同步观测是遥感监测大气SO2的发展方向.     

博尔塔拉蒙古自治州近20年土地生态安全评价与趋势分析

土地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,但在快速城市化的背景下,区域、国家和全球尺度上的土地生态系统发生退化现象,因此为保障土地生态系统的可持续发展,有必要对当前土地生态安全进行评价。选用压力-状态-响应-自然-社会-经济(PSR-NSE)评价指标体系,利用熵权法对指标重要性进行排序,建立了博州土地生态安全突变评价模型。结果表明:1)博州的土地生态安全等级自1994年的0.83(Ⅴ)持续改善至2012年的0.98(Ⅱ);2)博州是西北干旱生态脆弱区,仅通过人为调节并不能保证区域土地生态安全,应着手区域的均衡发展和区域生态保障措施的实施;3)基于突变级数法构建突变模型,分析了系统潜在的突变特性和土地生态安全的发展趋势,表明博州近20年土地生态安全水平虽呈逐年上升趋势,但整体水平不高,土地生态系统整体状态仍待改善。     

考虑用地吸引度的避震疏散场所选择模型

为提高城市避震疏散场所选择的合理性,建立城市区域范围内基于不同用地吸引度影响下的避震疏散场所选择模型。首先对震害下的疏散人口按震害规模进行估算优化,求出区域范围内的疏散需求量;然后在p中值模型和有限容量选址模型(CFLP)的基础上,引入在不同用地类型下随时序变化的疏散场所吸引度和评价参数,建立综合评价网络型优化选址模型;最后以某市中心避震疏散场所选择为例,建立震害矩阵,估算各震害规模下的疏散人口数量,并预设震害规模为大震的情况下,利用优化模型选择该分区的分中心避震疏散场所和备用中心避震疏散场所。结果表明,通常位于城市居住用地内或周边的疏散场所综合条件最好,吸引度条件最高,位于办公或商业用地的次之,位于工业用地的综合吸引度最低。     

EOS火灾遥感光谱通道性能和监测实例分析与研究

选取十个新疆EOS卫星火灾遥感监测实例,对它们的MODIS光谱数据和实际监测过程,从理论到实践进行的深入分析研究表明: MODIS与火灾有关各通道的性能有差异,在近红外波段:7通道优于6通道;在中红外波段:21通道最好;在远红外波段:31通道略优于32通道.由RGB 7.2.1通道合成影像可发现火场;利用21-31通道差,可判定火场,但当中红外各通道不饱和时,则应选择20-31通道差.截取MODIS光谱数据分析窗,是判定和分析火场最有效的手段.火点判识参数(阈值)要根据气候和地理的不同来调整,灵活准确的调整参数是发现火点的关键.截取7、21通道的光谱数据分析窗,可以判断火势位置和移动方向.截取21-31通道光谱数据分析窗,计算火区像元数,即可估算即时火场面积.     

基于土地利用变化的郑州市生态安全评价

为了分析土地利用变化影响下的城市生态安全水平的动态变化,选择中部快速城市化地区的郑州市为研究区域,研究时间为1992—2009年。在分析郑州市主要生态安全问题的基础上,以GIS和RS为平台,基于PSR(压力-状态-响应)模型,选择能够反映郑州市生态安全状况的人文社会环境压力指标、自然生态环境状态指标、人文环境响应指标,拟定了具有区域特色的郑州市生态安全综合评价指标体系;运用生态安全综合评价模型计算了研究区1992年、2001年、2009年的区域生态安全指数,进一步分析了研究区的生态安全状况。结果表明:1)郑州市生态安全总体水平不高,以临界安全等级为主,较安全状态区域所占比重不大;2)从时间动态上看,近17年来郑州市生态安全指数中未发生变化类、增加类、减小类面积所占比例分别为72.72%、12.25%、15.53%,生态安全指数增加类的面积小于减小类的面积,表明郑州市的生态安全整体水平在往不安全的方向发展;3)从空间分布上看,近17年来区域生态安全水平变化的空间差异较为明显,金水区、管城区、中原区、惠济区的周边,以及市区和中牟县北部沿黄滩涂生态安全指数以减小类型为主,而二七区、荥阳市西南部山区及其北部沿黄部分区域生态安全指数以增加类型为主。研究表明,评价模型能够实现像元、区域、整体不同尺度的评价。     

考虑空间相关性和交通环境影响的宏观事故建模

为准确分析宏观尺度下各项因素对发生交通事故的影响，从人口岗位等社会经济特征、交通环境和城市重要设施分布等角度出发，基于深圳市61.4万警情事故和892个交通分析小区建立带空间自回归误差项的空间自回归模型(SARAR),采用广义空间二段最小二乘法进行模型参数估计后，计算出各要素的空间溢出效应。模型结果表明：人口数量、岗位数量、区域面积、学校数量、主次干道长度和主次干道衔接不足均会显著增加本区域和周边区域内的交通事故数量；拥堵路段长度与交通事故的发生不存在显著关系。拟合优度对比结果发现，SARAR模型优于OLS、SAR和SEM模型，是分析宏观尺度下区域安全水平的有效方法。