基于聚类深度网络模型的莱州湾近岸平原表层土壤有机质含量遥感估算北大核心CSCD

准确掌握土壤有机质(SOM)含量特征及分布状态是土地肥力管理和陆地生态环境保护的关键。选取莱州湾近岸平原为研究区,采集348个土壤样点并获取同期Sentinel-2多光谱影像,利用变量重要度投影算法提取SOM的敏感光谱特征作为自变量,测定的SOM含量为因变量,进一步将空间聚类模块引入深度神经网络学习法构建聚类深度网络遥感估算模型,最终完成SOM的含量估算与区域尺度上的数字制图。结果表明:1)在土地盐碱化作用下,近红外范围内波段对SOM的光谱响应最强,波段8的重要度最高,采用波段差值运算能够综合两波段光谱信息突出SOM的吸收信号;2)聚类深度神经网络模型的反演精度R^(2)(决定系数)和R(均方根误差)分别达到0.82和2.25,相对比深度神经网络模型准确度分别提升36.67%和52.23%,在引入空间聚类函数后模型过拟合问题会得到缓解且计算效率提升;3)SOM含量的高值热点和低值冷点区域在空间上呈现带块状分布趋势,田块尺度上SOM分异规律明显,受海水倒灌和微地貌的共同影响。研究采用的聚类深度神经网络模型可为利用多光谱遥感数据反演SOM和进行区域尺度上的土壤质量精细监测及管理提供有效的技术支持。     

利用3S技术动态监测天山草地农业产量及其成因分析

在新疆阜康县大量“天地”资料观测基础上，利用3S(RS、GIS和GPS)技术和生态系统分析方法，对新疆天山草地农业资源进行了系统的动态监测和大面积估产研究。结果表明，该县草地和森林面积1998年比1988年分别下降了17．5％和51．o％，而农业用地面积和沙漠危害面积却分别增加了57．8％和21．2％，实现了利用3s技术系统准确监测新疆阜康县草地农业资源动态变化，其大面积草地遥感估产精度达到75．8％以上。最后，建立了新型PPR估产模型，其估产精度达到81．76％以上，并给出了理论生态成因解释与定量分析结果等。     

尾矿库安全稳定空间动态监测方法研究及应用

以尾矿库的科学化风险管控为目标,基于高分遥感、无人机低空航测和三维激光扫描多源空间数据,对尾矿库自身及其周边环境进行了系统化全方位的动态监测分析,为安全生产和监督管理人员提供数据支撑和决策支持。一方面利用多源数据进行周期性监测数据分析,提取尾矿库安全生产运行关键性指标,建立关键性指标长时间序列数据库,实现对尾矿库安全运行态势和风险的把控;另一方面划定尾矿库安全生产红线,利用遥感影像变化检测技术对尾矿库周边环境进行大面积智能化的动态监测,获取红线范围内的变化信息,进一步分析周边环境变化对于尾矿库安全稳定性的影响。以攀枝花市万年沟尾矿库为示范区域,综合利用多源数据开展尾矿库安全动态监测应用研究,结果表明,万年沟尾矿库在监测期间自身运行态势平稳,周边环境变化较小,整体相对比较稳定。这验证了基于多源数据的尾矿库安全动态监测的有效性和可行性,也表明了利用该技术可以有效掌握尾矿库的安全态势,提高尾矿库安全监测效率,进一步完善尾矿库安全监测技术体系。     

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。     

基于高分遥感的危险化学品重大危险源安全布局动态管控研究*

为遏制危险化学品重特大安全事故,解决传统安全监测手段的空间局限性问题,结合高分遥感与数值模拟技术,开展危险化学品重大危险源区域安全布局动态管控研究。利用数值模拟技术模拟并确定危险化学品重大危险源重点管控范围;基于高分遥感影像提出适用于危险化学品重大危险源安全布局动态管控的变化检测方法,动态监测安全防护范围内的建筑、道路等人工构筑物的变化情况,严控事故影响范围内的人工构筑物密度;以内江市隆桥化工为实例开展示范应用。结果表明:高分遥感技术能够高效监测危险化学品重大危险源安全防护范围内的工程建设情况,有助于危险化学品企业保持足够的外部安全防护距离,降低危险化学品重特大安全事故风险。     

水土流失遥感监测研究

阐述利用地理信息系统与遥感技术结合进行水土流失生态环境监测,就基于RS与GIS的水土流失遥感监测方法中两种目前常用的方法:定性遥感法与定量遥感法进行了相应的论述,并结合国内外研究,就其中定量遥感法中运用最广泛的USLE模型中的各因子的估算方法进行了阐述。最后以福建平潭县为例进行了遥感监测,验证了该方法的可行性。     

新疆伊犁河灌区土壤地球化学特征研究

根据2009年伊犁河灌区土壤监测和取样分析资料,运用半方差函数与克里格插值法,对伊犁河灌区土壤盐分和主要离子组成特征与空间分布情况进行研究.结果表明,研究区0～3 cm土层含盐量约占0～60 cm土层含盐量的60.19％,土壤盐分剖面分布呈现表聚性.土壤各层盐分质量比与主要离子质量比呈现强烈的空间变异性.表层土壤主要离子总体上在东西向和南北向上呈二阶趋势效应.从克里格插值结果可以看出,研究区表层土壤离子组成的空间分布格局基本相似,即各离子质量比最高值均出现在研究区的中、西部区域,并形成了区域土壤的积盐中心.     

基于MODIS热红外辐射的归一化差异火点指数NDTI研究

本研究使用MODIS红外辐射遥感数据在分析了异常热点光谱辐射特性的基础上,提出一个新的火情监测模型NDTI火点指数,并通过几起较大森林火灾对该模型进行了分析和验证,给出了该监测模型的详细算法.这种双通道比值指数和NDVI一样具有衰减仪器噪声和抵消常规大气影响的优点.研究表明,4 μm火点辐射通道和11 μm背景分量通道的组合突出了火点信息,选择合适的NDTI门限,NDTI指数能够准确检测火点,识别率可达到93%.根据对实时接收轨道的有限实测,由于使用极少的数据集数学运算操作,NDTI模型比MODIS推荐火情算法在计算速度上快两倍以上.EOS MODIS探测器具有多光谱和高光谱以及对热点监测动态范围宽的特点,MODIS的下一代多光谱探测器NPOESS NPP VIIRS同样继承了MODIS的优势,为NDTI算法模型提供了广阔的应用前景.     

高寒生态脆弱区新建公路旁土壤重金属潜在生态风险

西藏公路的快速发展致使脆弱且面积广泛的高寒草地生态系统受到影响.为了解交通源重金属Cu、Zn、Pb、Cd在新建公路旁土壤中的分布及污染状况,以西藏邦杰塘高寒草甸为例,分析贯穿其间的林拉高等级公路旁不同距离土壤重金属分布,利用潜在生态风险指数法评价其风险.结果表明,研究区土壤重金属呈随距路基越远而质量比越少的趋势,在0～10cm 土层表现尤为明显;不同距离不同土层Cu、Cd质量比均高于西藏土壤环境背景值,其中0～10 cm 土层Cu、Cd质量比分别是西藏土壤背景值的1.95～6.28倍、5.50～7.31倍,10～20 cm 土层Cu、Cd质量比分别是西藏土壤环境背景值的3.51～6.14倍、5.85～7.45倍;Cu与Pb、Cd以及Pb与Cd均呈极显著相关关系;Cu、Cd高于Pb、Zn的潜在生态风险,重金属综合潜在生态风险均为轻微生态危害.在青藏高原高寒草甸公路旁划定宜牧范围,制定青藏高原草地土壤质量标准等前期防治工作极有必要.     

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。     

3S集成技术在林火管理中的应用研究

卫星遥感技术用于对过火区进行识别和对森林火灾进行判读和监测；林火地理信息系统是一种包含空间资料管理的地理信息系统，它具有储存，处理，投影转换和取回与显示图形资料的能力。     

基于Arnold变换及混沌加密的遥感影像机密信息隐藏研究

目前数字水印技术已经相当成熟,但是鲜见关于遥感影像机密信息隐藏技术的报道。遥感影像中有些机密信息对没有权限的用户是不可见的,因此我们需要使用信息隐藏技术将其中的机密信息隐藏起来。本文提出了一种基于Arnold变换及混沌加密的机密信息隐藏算法,该算法首先使用Arnold变换和混沌加密技术对机密信息进行加密处理,然后采用基于DWT变换的信息隐藏算法将机密信息隐藏到伪遥感影像中。实验结果表明本算法对遥感影像机密信息可进行有效的隐藏,保护了机密信息的安全,由此可以看出信息隐藏技术在遥感影像机密信息安全方面有很重要的作用。     

新管幕法下穿铁路既有线施工地表沉降监测

为避免新管幕法下穿铁路既有线施工所导致的轨面不平、列车晃车等铁路运营事故,以太原市迎泽大街下穿火车站通道工程为施工背景,考虑火车站内强电磁干扰环境对传统电磁、电容式传感器的影响,选用合适的光纤光栅传感器对地表沉降进行监测,设计了监测方案并搭建了监测系统,获得了施工引起的地表沉降数据,并用数值模拟方法研究了土体沉降,获得了地表横向距离沉降规律,对比论证了该监测技术的正确性和有效性。监测和计算结果表明,新管幕法施工引起的地表沉降呈漏斗状,中间大两头小,监测断面的最大沉降值为21.2 mm,在施工安全范围内。     

地表水环境遥感监测关键技术与系统

本文主要是围绕地表水环境遥感检测展开讨论,全面介绍了水环境检测的关键技术和系统,建立改进双峰法的水体分布遥感提取方法,并以具体地区为例进行分析,采用不同方法建立解析方法,从根本上提升反演方法的区域和积极适用性,希望能够对相关人员起到参考性价值。     

台雄水库建设前后景观生态变化特征

通过Quick Bird、ZY-3商业卫星影像遥感解译提取台雄水库周围区域2008年、2018年共2期的土地利用数据,基于叠图法、景观指数法分析了水库建设前后土地利用空间分布格局、变化特征等。主要结论如下:台雄水库采取了有效的植被恢复措施,工程建设对自然植被尤其是森林植被的影响有限,工程建设和运行基本未改变生态系统总体异质性,对区域生态体系的阻抗稳定性影响不大。     

武汉市郊区蔬菜地土壤磷素释放的主要影响因素研究

以武汉市城乡结合部蔬菜地土壤为研究对象,通过室内模拟实验,分析施磷水平、土壤含水率、淹水深度、淹水时间等对土壤磷素释放的影响。研究结果表明:①高水平施磷易导致磷素在土壤中的积累,当积累量超过土壤吸磷极限时,在雨水、浇灌水等的作用下磷素易进入水体;②土壤含水率对Olsen-P影响不显著;③淹水深度对土壤释磷量有着很大影响,在淹水初期,随着淹水深度提高,土壤释磷量增加;④在3 cm和6 cm淹水深度下,在0~3 d时间里,样品土壤释磷量占到整个淹水期总释磷量的80%~95%以上,随后急剧减小日趋缓和,直至达到一个相对稳定水平。     

基于影像融合的遥感影像授权使用技术研究

提出了一种基于多进制小波变换和IHS变换的影像融合算法,并把这种算法运用到了遥感影像的授权使用中,实现了根据用户权限的不同,对影像中的机密信息隐藏及保护的程度也不同。实验结果表明,本算法对遥感影像机密信息可进行不同程度的隐藏,且获得较好的效果,从而实现了对遥感影像机密信息的授权使用。     

河南省大气污染防治绩效分析

本文从MODIS数据的气溶胶光学厚度反演为理论出发,以河南省近期某一时段下的大气质量为研究对象,论证了反演手段与地面实测数据的契合性和大气遥感监测在大范围时空区域内的优越性和不可替代性;同时结合地面实测数据对河南省AOD空气质量监测做了研究分析,探讨了大气污染专项防治专项的绩效成果并对其影响因素做了进一步分析。在环境问题日益迫切和国民环保意识越发迫切的当下,大气遥感监测势必将会在环保领域发挥更大的作用。     

降雨条件下黄土斜坡的入渗特征分析

为研究黄土斜坡的降雨入渗规律和降雨诱发黄土滑坡的机理,在宁夏西吉县一黄土斜坡建立了监测站,在斜坡上部开挖探井并安装了土壤水分计观测土壤含水率,在探井附近安装了小型气象站,观测气温、降雨量、蒸发量。通过现场观测数据分析了气象条件对土壤含水率的影响,以及雨水在黄土斜坡中的入渗规律。使用SEEP/W软件分析了完整黄土斜坡和有裂隙黄土斜坡在临界降雨条件下的孔隙水压力分布,以及斜坡孔隙水压力随深度的变化规律。结果表明,深度1 m以内的土壤含水率变化受蒸发量与降雨量的影响显著,深度越大,土壤含水率的变化曲线越平缓。强度大于19 mm/d的降雨才会引起土壤含水率的骤增,且土壤含水率变化比降雨延迟48 h左右。斜坡表面发育的裂隙是雨水进入斜坡体内部的主要通道。降雨会在有裂隙的斜坡内部形成饱和区,使土体抗剪强度降低,饱和渗流会增加斜坡下滑力,这些作用使黄土斜坡发生滑动。现场监测研究得出了研究区滑坡临界降雨量的参考值,提出斜坡裂隙是降雨诱发黄土滑坡的重要因素。     

Modeling the fate and transport of non-volatile organic chemicals in the agro-ecosystem: A case study of Cameron Highlands,Malaysia

Many pesticides used in agricultural activities are considered environmentally non-volatile. The main purpose of this paper is to develop multimedia model to be used as a tool to predict the overall fate and transport of non-volatile organic chemicals (NVOCs) dynamic in the agro-ecosystem. The model was developed based on the EQuilibrium Criterion (EQC) model for type 2 chemicals introduced by Mackay and colleagues in 1996. Mackay’s model only considered four environmental compartments, which are air, water, soil and sediment. The present model adds the vegetation compartment, in addition to previous compartments that shape the agro-ecosystem. The vegetation compartment is described by two sub-compartments consisting of the above ground plant (AGP) and roots. The model was parameterized for the Cameron Highlands region, Malaysia, and runs with an illustrative emission rate of 1 kg h^?1 into the air for three selected pesticides, namely, mancozeb, spinosad and chlorosulfuron. The simulation results with and without vegetation compartment were compared. The estimated results indicating that the AGP captures 99.9% of introduced NVOCs (i.e., of 100% or 1 kg h^?1) and transfers them to the ground below due to the slight degradation losses of 10^?4% and the non-volatility property of the evaluated chemicals. Root uptake of chlorosulfuron accounted the highest removal process from soil while degradation of spinosad in the soil is the major loss mechanism. Leaching to groundwater loss for mancozeb is about 2-fold greater than that of degradation, which together accounted the major removal process from soil. Based on the estimated results of mass distribution on the overall system, vegetation compartment accumulates 0.04%, 0.5% and 2.02% of the mancozeb, spinosad and chlorosulfuron, respectively.