基于时空数据融合的江汉平原水稻种植信息提取

及时、准确监测水稻种植面积,对区域粮食政策制定、粮食安全以及农业发展具有重要意义。然而我国南方地区水稻生长期内降水充沛的气候特点使得遥感影像"云污染"现象严重,为解决水稻种植信息遥感提取存在可用数据不足的问题,以江汉平原为例,利用时空数据融合模型(Spatial and Temporal Data Fusion Approach,STDFA)将Landsat 8 OLI与时序MODIS数据融合,重构出具有高时-空分辨率特征数据,然后采用面向对象的SVM分类方法对研究区内水稻种植信息进行提取,结果如下:融合后的红与近红外波段反射率与真实反射率的相关系数分别为0.84和0.81,研究区水稻提取精度为94.46%,Kappa系数为0.91。说明时空融合模型能够较好地重构出高时空分辨率数据,从而实现多云雨地区农作物种植信息遥感提取。     

基于EVI相似性分区的冬小麦面积提取及其动态监测

及时、准确地获取冬小麦种植面积及时空变化信息对提升作物估产精度和保障粮食安全具有重要意义。冬小麦物候期受地理条件和人为因素影响差异很大，利用遥感进行大尺度种植面积提取时其精度容易受物候差异的影响。根据MODIS EVI数据和Landsat影像，在定量评价冬小麦EVI相似性并结合高程信息对研究区进行分区的基础上，通过对比冬小麦参考时序曲线与待分类像元时序曲线之间相似性提取冬小麦种植面积，并对湖北省2009～2017年冬小麦种植面积时空变化过程进行分析。结果表明：（1）冬小麦面积提取平均精度达95.3%，R ²大于0.90，明显优于未分区提取结果；（2）冬小麦主要集中分布于中部和北部地区，其中，襄阳县、枣阳市的种植面积尤为集中；（3）冬小麦空间分布大致呈现向西北、东南部地区扩张的时空变化格局；（4）在2009～2017年期间，冬小麦种植面积先增后减，总体呈上升趋势，2017年比2009年增加了4%。基于EVI相似性的作物分区提取方法可提高种植面积精度，为大区域内冬小麦面积时空变化遥感监测提供有效方法。     

亚热带低山丘陵区土壤遥感监测图像处理

用TM图像对亚热带低山丘陵地区进行土壤遥感监测时,根据该地区的环境特点,采用线性光谱混合分解、缨帽变换、纹理提取等多种图像处理方法来突出土壤信息,消除噪声。研究结果表明,仅用TM遥感图像进行土壤分类,经过去噪处理的TM6可以使土壤分类精度提高5%以上;经过其它图像处理提取的一些图像特征对某些土壤类型表现出较强的区分能力,经线性光谱混合分解处理消除植被光谱的特征图像及其纹理对水稻土的识别精度较原图像普遍提高,缨帽变换对潴育型水稻土和测渗型水稻土有最好的分类精度,但在提高总分类精度上并没有优势,除了线性光谱混合分解图像处理方法外,其它的图像处理方法得到的特征图像加入原始图像信息能起到提高总分类精度的作用。     

基于时空融合NDVI及物候特征的江汉平原水稻种植区提取研究

江汉平原是中国重要的商品粮基地,高精度的水稻种植面积的获取对国家的农业发展与规划具有重要意义。但是我国南方区域云雨天气较多,光学遥感影像缺失严重,同时受卫星重访周期的影响,可用数据较少,进而影响水稻种植面积提取的精度。为解决高时空分辨率影像缺失问题,基于ESTARFM (enhanced spatial and temporal adaptive reflectance fusion model)模型开展Landsat 8 OLI与MODIS数据的融合研究,获取具有高时空分辨率的Landsat NDVI时序数据。利用时序数据分析水稻的物候特征并结合关键物候期参数,采用多种机器学习方法对水稻种植区域进行提取。结果表明:利用该种方法能较好地提取研究区水稻种植的面积,并且在采用SVM方法分类时效果最好,水稻种植区域提取的总体分类精度为93.31%,Kappa系数为0.920 2。该研究为多云雨地区农作物种植信息提取提供了一种有效的方法。     

上海粮食中元素的含量及土壤的安全值

经对上海农村和粮食的多年调查研究，阐述小麦和水稻的质量状况，并作了评价。小麦和水稻籽粒中Ｃｄ，Ｐｈ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｈｇ的含量差不多，但Ｚｎ，Ｃｕ含量小麦〉水稻，Ｍｎ，Ａｓ含量为小麦〈水稻。局部地区小麦和水稻中镉的污染较重。在粮食含镉较高的地区，锌肥不宜喷用。公路附近粮食中含铅量较高，与汽车排放废气有关。     

数字长江河道实验中遥感技术应用研究——以长江江苏段为例

在数字长江河道试验中充发分挥遥感技术的作用，应用多平台，多时相遥感技术，对长江河床演变、江岸变迁、河道边界条件、护岸工程等进行数据采集，建立长江河道数据库。开展南通河段水深遥感探测试验，在水深遥感机理分析的基础上，通过准同步的遥感光谱亮度值与相关水深实测数据的计算，建立该河段水深遥感模型，对河床水下地形进行反演。试验研究表明，应用陆地卫星TM数据对含沙量较高的长江河口段水深进行探测有一定的效果，其探测深度可达5m。对近岸水深条件及岸线资源利用现状进行数据采集，在GIS支持下，应用地理信息图谱方法对江岸稳定性进行综合评价，将岸线根据其稳定性划分为稳定岸、强侵蚀岸、弱侵蚀岸、强淤积岸的弱淤积岸5个类型，根据其近岸水深条件划分为深水岸、中深水岸和浅水岸三大类型，建立长江岸线资源专题数据库。在此基础上，对长江江苏段河道演变特征、江岸稳定性及不同性质岸线的利用情况进行分析研究，提出河道整治、防洪和岸线资源合理开发利用的对策建议。     

基于知识的洞庭湖湿地遥感分类方法

湿地遥感影像分类是遥感研究的一大难题。分析洞庭湖不同湿地类型在遥感影像上的光谱曲线规律,利用两个季节的洞庭湖ETM数据,并辅助以物候特征和地面GIS信息,通过遥感软件Erdas Image的专家分类知识库建立决策树分类方法,结合研究区的DEM进行洞庭湖湿地的影像分类,通过专家分类器分层次实现了包括水体、泥沙滩地、防护林滩地、湖草、芦苇滩地和苔草滩地以及其他水体7种湿地类型的分类。相比传统分类方法,专家分类过程以规则为基础,可以同时利用多个条件进行分类,减少了数据处理时间,同时还提高了分类精度,最终得到试验区较为可靠的遥感分类图像。     

全球系统研究的某些动向及启示

扼要说明了当今全球系统研究的某些重要动向，包括全球气候变化，全球环境管理、历史环境变化及环境过程的综合研究，遥感和地理信息系统在全球系统研究中的应用，此外，就地理学工作者如何参与全球系统研究及地理学本身的建设提出了若干建议。     

基于多源卫星数据的三峡库区水体悬浮物浓度遥感监测

悬浮物浓度是评价水体水质及区域生态环境的重要参数之一。利用2020年5月长江三峡库区与长寿湖水体实测悬浮泥沙浓度及同步光谱数据，对照Landsat-8、Sentinel-2、GF-1三类卫星遥感影像数据，分析了不同卫星仿真波段与不同波段组合下离水光谱反射率与水体悬浮物浓度相关关系，筛选得到长江三峡水体悬浮物敏感波段，并尝试率定其有效参数区间。采用线性、指数、多项式等多种数理统计回归方法，分别建立三类卫星对应的反演模型，对比不同卫星可用于三峡库区悬浮泥沙浓度遥感反演监测的最优模型，选出一个最佳模型用于长江三峡库区的水体悬浮泥沙浓度遥感监测。结果表明：(1)三类卫星数据中近红外/绿光的波段组合与悬浮泥沙浓度均具有最显著的相关性，其中Landsat-8的相关系数为0.771 3 (P<0.001),Sentnel-2为0.773 4(P<0.001),GF-1为0.730 0(P<0.001);(2)三类卫星的最佳回归模型均为线性模型，模型R²均超过0.60以上，方程F检验均通过99%置信区间，说明常用的三类卫星均可以有效应用于三峡水体悬浮物的监测。但...     

南通市城镇建设用地扩展时空特征分析及模拟

随着工业化与城市化步伐的加快，城镇建设用地高速扩张，建设与粮食生产的矛盾日益突出，如何合理有效使用土地成为城市快速发展过程中迫切需要解决的问题。通过多时相遥感卫星影像，结合相关模型，分析和模拟建设用地扩展的时空特征，可以为城市土地合理配置与投放提供依据。利用 1987、1990、1997、2001、2006年的TM卫星遥感影像解译获得的建设用地数据，分析了南通近 20年来城镇建设用地变化和城区扩展特征，并且模拟了其扩展趋势。结果表明：南通市城镇建设用地扩展呈现明显的阶段性特征；其扩展的热点主要集中在沿江区域，沿海地区城镇建设用地扩展的热度逐步升温；城镇建设用地扩展显示出城镇组团化发展的趋势，尤其使南通大都市区的轮廓日益明晰。     

红壤稻田系统有机物循环再利用潜力及增产作用

10年田间试验结果表明：红墩妥田系统有机养分循环再利用潜力大，水稻收获，年均从稻田系统中输出NPK的总量最大可达到224.7,53.0和271.4kg/hm^2，有机物循环再利用，年均可归N，P，K量最大分别为115.1,35.8和231.5kg/hm^2，占系统输总量的51.2%,67.5%g和85.3%，保持稻田系统内有机物循环再利用可提高系统生产力，在不施化肥的情况下，增产3056kg/hm^2，增施N肥，增产2753kg/hm^2，增施N，P肥，增产1543kg/hm^2；NPK配合，增产984kg/hm^2；有机物循环再利用还可增强稻田系统的稳产性能，降低稻谷产量的年际变异系数；有机物循环再利用对水稻的增产有着明显的残效叠加作用，在施用N，P，K化肥基础上圾机物养分循环再利用水稻增产率在试验期间的前5年为7．2％，后5年平均为9．4％。     

中亚热带红壤区不同土地利用土壤田间持水量估测

田间持水量是衡量土壤保水性的重要指标,也是进行农田灌溉、作物水管理和水文模型的重要参数,但其测定繁琐而耗时,迫切需要一种简捷精确的估测方法。采集了50个来自稻田和旱地的1 m深原状土壤剖面样,然后基于土壤基本理化性质,利用多元逐步回归方法对土壤田间持水量进行模型预测。结果显示:(1)对于稻田土壤,田间持水量主要受容重和有机碳影响,而对于旱地则主要受土壤质地影响;(2)构建的田间持水量传递函数,对于稻田土壤预测精确度较高,调整的确定系数达到0.79,对于旱地则相对较弱。研究表明土地利用方式对田间持水量精确估测影响较大,利用土壤传递函数法对田间持水量的快速获取有一定参考价值。     

Rice–wheat cropping cycle in Punjab: a comparative analysis of sustainability status in different irrigation systems

There is a general contention among scholars that first, wheat–paddy cropping pattern is largely responsible for declining ground water table in Punjab and secondly, that the wheat–paddy cropping system is becoming unsustainable over time as the yield levels of these two major crops are stagnating. However, the existing evidences do not throw adequate insight into the stage of groundwater depletion during which the wheat–paddy cycle becomes unsustainable. The paper strengthens the existing empirical base of sustainability status of this cropping cycle in Punjab. A comparison of irrigation systems in terms of both trends in yield and stability for wheat and paddy has been attempted to arrive at a holistic appraisal of sustainability aspects of crop specialization in Punjab. It is observed that the canal dependent irrigation system has performed better as compared to the overexploited groundwater irrigation system in terms of most of the parameters used in the study.

长期有机物循环对红壤稻田养分及水稻生长的影响

通过长期有机物循环的定位试验,研究了长期有机物循环利用对红壤稻田养分供应及水稻生长发育的影响,目的是了解长期有机物循环利用后土壤养分含量变化、水稻生长特性及两者的相关性。结果表明有机物循环明显提高了土壤有机质含量,并使土壤养分维持在一个相对较高的水平上。有机物循环处理的土壤有机质,全N、全P和全K及其有效部分的平均含量分别比无循环处理提高了445％、347％、175％、94％,特别是碱解N,速效P和速效K含量提高显著,有机物循环处理比无循环处理提高达469％、452％和347％。有机物循环利用提高了水稻分蘖数和叶面积指数,使水稻群体的透光率减少。有机物循环处理平均单叶净光合速率比无循环处理高68％,蒸腾作用比无循环处理高50％,最终表现为干物质积累量及稻谷产量的增加。对长期有机物循环利用后的红壤稻田养分指标与水稻生长指标进行逐步回归分析后发现,土壤中速效P及有机质含量的增加是促进水稻生长的主要因素.     

Eco-balance analysis of land use combinations to minimize environmental impacts and maximize farm income in northern Japan

Relationships among global warming potential (GWP), farmland surplus nitrogen (FSN) and income for major land uses in the Ikushunbetsu watershed were compared using the eco-balance method. An empirical model was created for carbon dioxide, methane and nitrous oxide for both uplands and paddy rice using monitoring data from 22 fields. The greenhouse gas emissions were converted into GWP, whereas yield and FSN were obtained from interviews with farmers and a literature survey. Land use distribution was obtained by ground surveys in 2002, 2005 and 2007. The analysis showed that paddy rice and soybeans were characterized by a high GWP, low FSN and high income, whereas onions and vegetables had a high FSN but low GWP and moderate income. Wheat showed a negative GWP in some years, and abandoned areas always exhibited negative values. The total GWPs for the region were 14,184, 11,085 and 8,337 Mg CO₂ year⁻¹ for 2002, 2005 and 2007, respectively. The contribution of paddy rice to GWP was highest, ranging from 40 to 75%. To find optimal land use combinations that provide higher incomes and lower GWPs and FSNs than at present, all possible land use combinations were analyzed by changing the land use proportion from 0 to 100% at an interval of 10%. The number of land use combinations meeting the requirements in the three investigated years was 205. Abandoned area, which had the smallest environmental load, was included in every land use combination, indicating that land uses with low environmental impacts should be maintained at a certain proportion to mitigate the environmental load accompanying land uses with high production.     

经济发达区不同土地利用方式下土壤中镉的含量特征——以江苏省昆山市为例

通过对江苏省昆山市高中低产水稻田、菜地、园地和抛荒地等土地利用类型98个土壤样点的检测分析，探讨了不同土地利用方式对土壤镉浓度含量的影响。研究结果表明，高中低产水稻田、菜地、园地土壤镉浓度都超过土壤背景值（0.110 mg/kg）。6种土地利用方式中，低产水稻田土壤的镉浓度最高，其次分别为中产水稻田、园地、菜地、高产水稻田和荒地。与土壤标准值（0.20 mg/kg）相比，中产水稻田有20%样点超标，低产水稻田、园地、菜地分别有18.75%、11.11%、9.09%样点超标，而高产水稻田和荒地没有超标样点。工业废物排放和磷肥的使用可能是影响不同土地利用类型下土壤镉浓度的重要原因，应该引起重视。     

Rural settlement expansion and paddy soil loss across an ex-urbanizing watershed in eastern coastal China during market transition

Historically, paddy soils are the most valuable natural resources that produce about 90% of staple food in eastern coastal China. Dispersed patterns of rapid rural settlement expansion, or “exurban”, are recognized as key threats to the region’s food security through paddy soil loss. Analyzing the process of ex-urbanization and its impact has profound implications for the sustainable development of rural China. Based on official statistics and data derived from satellite images, dynamics of rural settlement expansion and paddy soil loss were outlined for Tiaoxi watershed during China’s market transition period (1994–2003). Particularly, rural settlements became more aggregated and total area expanded by 183% at an average rate of 12.3% per year for the whole watershed. Existing cores, open areas away from urban centers and areas near major transportation lines and river channels, observed the highest specialization in rural residential growth. Being closely associated with rural settlement in spatial distribution, open large paddy soil patches acted as another kind of center for rural settlement expansion within the landscape. Variations in rural settlement expansion were detected among different-tier counties, such as speed of rural settlement expansion, speed of build-ups growth per capita. These variations were closely related to social-economic development. The rapid rural settlement expansion led to a considerable loss of paddy soil, about 11% of the total amount for the whole watershed. Linear regression identified a significant relationship between paddy soil loss and rural settlement expansion. Given the social and ecological problems associated with paddy soil loss, we argue that innovative and effective planning policies as well as management programs that target at paddy soil protection should be developed and implemented in rural China. In particular, we suggest using watershed as an appropriate spatial unit for sustainable paddy soil management in this investigation.     

基于CVM的荆州市稻田生态系统的景观休闲旅游价值评价

采用条件价值评估法（Contingent Valuation Method,CVM）调查了荆州市居民对稻田生态系统景观休闲旅游功能的认知程度和支付意愿,对受访者的社会经济特征与支付意愿进行了相关性分析,并对荆州市稻田景观休闲旅游功能的价值进行了货币化评估。结果表明,居民对稻田景观休闲旅游功能的认知程度很低,对其十分了解的仅占3.5%,并且更侧重于旅游这一目的,达到61.1%。同时,78.7%的受访者认为稻田景观休闲旅游是赋有乡愁情感的。对影响受访者支付意愿的诸多因素进行相关性分析显示,稻田景观休闲旅游功能的支付意愿与受访者的文化程度（P=0.000）和月收入（P=0.004）呈极显著正相关。运用Logistic回归分析得出,文化程度对支付意愿的敏感性较大。按人均支付意愿计算,荆州市稻田生态系统景观休闲旅游的总价值约为4.43亿元     

论水稻土肥力进化与土壤质量——以太湖地区为例

太湖地区是我国古老农业区之一。在六七千年之前先民已开始种植水稻 ,随着耕作培肥措施不断加强 ,与土壤肥力进化同步伴随着耕作轮作制的不断演进 ,由轮荒———沤田———水旱轮作———三熟制的变化 ,土壤基础肥力稳步提高 ,稻麦单位面积产量逐年上升。该区水稻土历经数千年的耕肥与平田整地等人为活动 ,在起源土壤背景上发育成五类水稻土 ,这五类水稻土经过培肥改良均达到水旱轮作高产稳产阶段 ,尽管地力上还存在不同程度的差异 ,这不能不说是人为定向培育的成果。在一般情况下 ,土壤质量是由土壤肥力决定的 ,基础肥力高低是农业生产优质高产低耗的关键 ,在评价土壤质量时必需首先予以关注。当然 ,随着工业的发展 ,土壤污染所波及的农产品超标问题 ,也应在评价土壤质量时予以关注 ,并作为评价因素在综合评价体系中占有应有的份量     

水稻流入施肥法及流入肥料效果研究

进行了流入施肥法可行性，流入肥肥效及替代进口肥料试验。结果表明：流入施肥法与人工撒施，均能使肥料在田间分布均匀，流入施肥法比人工撒施增产3．4％，流入施肥法是可行的，日本流入肥和国产复合肥流入施肥田间3－4d后，在田间分布都较均匀，水稻追施分蘖肥和穗肥时水的温度都在30℃左右，两种肥料的溶解度比较大，易配成溶液，适合作流以施用，日本流入肥和中国复合肥对水稻的增产效果相差不大，可用国产复合肥料替代进口肥料；吸附试验表明，施肥5d后，流入肥料和其它氮素肥料中氮素的吸附率达82．5％－89．3％，流入施肥后5d内不要排水。流入施肥法适合土地平整，田块较大，灌溉条件好，人多地少或农业人口老龄化和血吸虫疫区等平原湖区稻田。