山地丘陵区土壤侵蚀动态监测技术

山地丘陵地区土壤侵蚀严重,需要采取有效的措施进行土壤监测;采用“3S”集成技术,建立山地丘陵区土壤侵蚀动态监测系统;利用RS和GPS技术进行数据采集与更新,以GIS为组织手段对空间数据进行动态的分析和处理,对土壤侵蚀严重及危险区进行预警;以重庆市土壤侵蚀动态监测为例,详细介绍了土壤侵蚀动态监测系统的属性与功能。     

土地利用与土壤侵蚀关系的研究方法

土壤侵蚀是土地利用过程中所发生的环境问题之一,土地的不合理利用和地表覆被的减少对土壤侵蚀具有放大效应。只有深入研究土壤侵蚀,才能有效评估土地利用方式的合理性。介绍了国内外土地利用与土壤侵蚀研究的成果和方法,如基于模型的定量研究、基于3S技术的研究、基于137Cs核素示踪技术的研究、基于景观生态学的研究、基于湖泊沉积物的研究等5种方法。     

基于多源信息的苏南典型地区县级土地利用现状与动态快速建库研究

对常熟市不同时期(1984、1992、1999、2001年),TM、SPOT、ETM Pan遥感影像多波段合成、分辨率融合、图像增强处理、精确校正与配准,建立不同影像的土地利用分类解译标志,以2001年ETM Pan合成图像为基础,通过目视判读,首先建立2001年土地利用本底数据库,通过连续对比法获得各时期常熟市土地利用数据库以及不同时期之间土地利用动态数据库。研究表明,以高分辨率原始影像建立土地利用本底数据库,较低分辨率图像做动态变化的方法是切实可行的,达到了1:5万专业制图的要求。不同分辨率影像的精确配准后不仅提高了低分辨率图像利用率,而且通过对比分析提高了判读精度,可以实现土地利用数据库快速更新。     

土地持续利用中的农户决策行为研究

我国土地持续利用的主要障碍是土地质量退化,其中又以土壤侵蚀引起的土地质量退化对土地持续利用的不利影响最为严重。针对这一现状,开展土壤保持,控制土壤侵蚀发生是实施土地持续利用的重要途径。农户作为这一活动的直接参与者,他的决策活动将影响到土地利用的方式和...     

山东东营有一幅神奇的九色稻田画

正2018年,山东省东营县永安镇的稻田画主题为黄河入海和乡村振兴,由九种不同颜色的水稻组成,通过前期设计好需要展出的图像,种植不同颜色的水稻,勾绘成平面图,将创意农业与休闲旅游紧密结合。后期随着水稻的不断生长,这些图画变得更加立体、色彩更加丰富。东营     

农业生产活动对土壤侵蚀影响的经济研究

本文在介绍我国土壤侵蚀概况的基础上,通过回顾相关文献综合影响土壤侵蚀的各种因素,利用省级数据探索了农业生产活动对土壤侵蚀的影响。研究发现,森林覆盖率、作物复种指数以及单位劳动投入等因素对土壤侵蚀作用显著。文章提出在扩大农业公共投资的背景下,应该特别关注农业生产活动本身对环境可能造成的负面影响。     

2000—2020年海伦市土壤侵蚀时空变化分析

本研究以土壤侵蚀较为严重的海伦市为例,基于中国土壤流失方程(Chinese Soil Loss Equation,CSLE)对土壤侵蚀程度与时空变化情况进行定量分析,着重探讨降水与土地利用格局变化对土壤侵蚀的影响。研究结果表明,(1)研究区2000—2020年土壤侵蚀面积增加了57.82 km²,且土壤侵蚀强度均有从侵蚀较低等级向较高等级变化的趋势。(2)2000—2020年不同土地利用类型土壤侵蚀差异显著,侵蚀面积表现为耕地>其他用地>林地>建设用地>水域。(3)2000—2020年不同等级的平均降水量土壤侵蚀总面积变化不明显,但同一等级的平均降水量的土壤侵蚀率逐渐降低。     

人工湿地植物能源化利用的机遇、挑战与展望

综合概述了利用人工湿地植物进行能源化再生产的方式、优势、存在问题和发展趋势。人工湿地植物具有生长不需额外施肥、较高的生物量、物种多样化等优势,是一种较好的生物质资源,可通过生物质固体成型燃料技术、沼气技术和燃料乙醇技术加以利用,进而建立人工湿地植物生物质能源化利用模式,实现应对能源挑战、进行污水处理和强化环境保护三者的有机统一。     

江苏省沿海互花米草人工盐沼的分布及效益

互花米草是从美国引进我国的新物种，自1982年在江苏省沿海栽种以来，形成了约125km^2的互花米草人工盐沼。通过对1999年TM遥感卫星照片的识别、判读及统计，得出了该区互花米草盐沼的分布，分析了互花米草人工盐沼的生态、经济价值，讨论了互花米草人工盐沼对原环境的影响，指出必须对互花米草人工盐沼作进一步的研究。     

基于GIS和RS的繁峙县土壤侵蚀研究

土壤侵蚀作为全球性的环境问题,严重威胁着人类的生存与发展.本研究在GIS支持下,应用TM遥感影像提取土地利用和土壤侵蚀的相关信息,快速获得了山西省忻州市繁峙县地面坡度、植被盖度、特殊侵蚀类型等土壤侵蚀因子空间信息,采用叠加分析法研究了繁峙县不同土地利用状况的土壤侵蚀规律.基于国家水利部制定的土壤侵蚀强度分级标准,快速完成了繁峙县土壤侵蚀强度的判定与分析.结果表明:繁峙县坡度大部分集中在5～15°之间,5 ° ～15°坡度带土壤侵蚀面积最大,侵蚀面积约为2 255.37km2,约占整个繁峙县总面积的77.44％,但是这类土壤侵蚀程度较低,水土流失较少.25°以上侵蚀面积占总侵蚀面积的13.12％.中度以上侵蚀面积主要分布在25°—35°坡度带,而土壤侵蚀较为严重的主要发生在坡度在35°以上,植被指数0.3以下的地方,这类土壤侵蚀的面积大约为600km2.通过对繁峙县的土壤侵蚀程度分析可知,沿滹沱河流域的部分区域土壤侵蚀比较严重,需要相关项目重点治理.     

农情遥感监测与服务系统集成研究

综合分析了国内外农业遥感监测系统的技术模式和建设方案,充分调研农业部农情遥感监测业务的需求,同时分析实验室各种现有系统,设计并选择了一种较科学的系统集成方案。系统集成考虑功能、经济、扩展以及稳定等多方面因素,最终选择利用O rac le10.0G建立数据库;利用ArcG IS9.2为地理信息平台,完成空间和属性数据的显示、统计分析以及信息服务等功能需求;利用Erdas8.6为影像数据处理平台,并用其V isual C++开发包进行系统定制与开发。系统的建设以现有"国家级农情遥感监测系统"为基础,进行功能升级和扩展。该系统的建设,将大大提高我国农情业务监测的能力和科学性,是对我国农业遥感技术的一种总结和科学提升。此外,该文还论述了系统建设技术路线的可行性与必要性。     

利用高空间分辨率遥感数据的农作物种植结构提取

农作物种植结构是掌握粮食种植面积和产量的重要前提,也是进行作物结构调整与优化的依据。该研究以黑龙江肇东市为研究区域,以高空间分辨率RapidEye影像为遥感数据, 基于最大似然监督分类方法提取了肇东市2011年农作物种植结构空间分布,利用地面样方调查数据进行了线状及细小地物扣除系数计算,实现遥感提取的农作物种植面积的精细提取,然后从面积数量和空间位置两个方面对遥感提取的农作物种植结构进行了精度评价。研究结果表明,利用RapidEye数据提取的农作物种植面积数据总体精度为97.00%,位置精度为96.15%,高空间分辨率数据在农作物种植结构遥感提取中具有重要潜力,线状及细小地物扣除系数可以有效减小线状及细小地物对高分提取的农作物种植结构的精度。     

基于无人机遥感可见光影像的农作物分类

[目的]无人机遥感具有高空间、高时间分辨率的优点,并可同时获得光谱和空间信息,因此在农作物分类中备受研究者的青睐。与侧重于从高分辨率RGB图像中提取纹理特征的分类方法不同,文章重点研究如何利用作物在光谱和空间维度上的联合特征尤其是作物高程特征,以实现农作物精细分类。[方法]首先,我们进行研究区域选择和地面实际情况调查,用无人机遥感系统进行可见光影像采集;其次,确定研究区域内农作物分类类别,分别对可见光遥感影像进行可见光植被指数计算及纹理滤波;针对数字表面模型(DSM)数据特点,对两期DSM数据进行差值处理,获得差异数字表面模型数据(DDSM),提取作物高度信息,并根据农作物冠层特性对差异数字表面模型进行滤波处理;最后,进行特征优选及组合,使用SVM方法进行农作物分类。[结果]确定最优分类特征为RGB、红波段对比度、绿波段二阶矩、蓝波段方差、DDSM、DDSM方差、DDSM对比度,分类精度由71.86%提高到92.30%,验证了由DSM影像提取的空间特征可以提高农作物分类精度。[结论]该研究探索了一种基于可见光及空间联合特征的农作物精细分类方法,方法简单可行,设备成本低,在基于无人机低空遥感的样方调查领域中有较大的应用前景。     

多时相GF-1卫星PMS影像提取农作物种植结构

[目的]及时准确获取农作物种植结构信息,对农作物种植结构调整具有重要意义。[方法]文章以多期GF-1卫星PMS影像为主要数据源,通过分层分类方法成功提取了朱仙镇一个种植年内秋播蔬菜、冬小麦、春花生、早熟西瓜、夏玉米、夏花生等农作物,并通过叠加分析得到朱仙镇的农作物种植模式。[结果]朱仙镇有10种种植模式,以一年两熟的冬小麦-夏玉米为主要倒茬模式,占比49.7%,其他9种种植模式所占比例之和接近50%;从整体景观的角度对朱仙镇的主要作物种植模式进行衡量,斑块丰富度PR达到9.0,香农多样性指数SHDI达到1.483 6,说明朱仙镇种植模式多样,有利于多元农业种植结构发展;分层分类的方法能够延续最优提取结果的精度,各类作物提取精度均达到了80%以上。[结论]PMS影像的高分辨率能够清晰的表达地块边界,一定程度上呈现了非大宗作物的空间分布,GF-1卫星PMS为多尺度的农业监测提供了更多的选择。     

灌溉耕地空间分布制图研究进展

[目的]灌溉耕地空间分布是管理水资源、指导农业生产和监控环境变化的基础数据,遥感是获取灌溉耕地空间分布的重要手段。科学总结有关区域灌溉耕地空间分布制图的研究进展,可为遥感在该领域的应用研究提供参考。[方法]文章全面收集近年来国内外利用遥感提取灌溉耕地的文献资料,系统分析了灌溉耕地制图的特征选择和主要技术方法,并展望了未来的发展方向。[结果]从分类特征的角度看,气候、生产方式和设施等农业相关地域条件是灌溉耕地制图的必要参考;灌溉引起的水分或植被生长状况差异是主要依据;引入参量的时序变化特征或新的特征参量是对单一影像信息不完善的有效补充。从分类方法的角度看,不同分类方法多局限于局地或区域尺度,规则普适性不高,真值数据收集困难,难以适应大尺度下多样的地域条件,导致无法高效及时地生产更新相应规模且合适分辨率的产品,大区域灌溉制图的主要方式仍依赖空间分配模型。[结论]未来发展而言,自动分类技术和遥感影像资源的丰富已为高效生产灌溉分布地图提供了基础条件,整合数据资源、挖掘特征参量和优化分类方法等3个方面应是未来的主要发展方向。     

我国农业干旱遥感监测的现状与展望

该文在回顾遥感监测土壤水分研究进展的基础上,对当前使用较多的旱情监测方法,如热惯量法、植被供水指数法、距平植被指数法、作物蒸散及微波监测等方法的应用范围进行了比较分析,并对我国土壤水分遥感监测现状、发展前景、业务化能力等发展趋势进行了分析和展望,认为数据处理能力、算法精度和结果验证以及旱情评价体系的建立是我国当前旱情监测中急需解决的问题。     

外来植物入侵遥感监测预警研究进展

文章紧密围绕近年来国内外关于外来植物入侵遥感监测、预警新技术、新方法,总结了当前监测预警技术方法的问题和不足,阐明了未来针对外来入侵植物的遥感监测、预警技术发展趋势和方向。目前在监测方法上,主要有图像识别法、高光谱监测法、雷达数据辅助识别法和中低分辨率时序序列数据分析法等。其中,图像识别法和高光谱监测法应用较多,但其数据来源获取困难,后期数据处理工作量大,缺少普适性强的自动解译算法;雷达数据辅助识别法由于雷达数据自身空间分辨率粗糙,在植被监测中往往配合其他数据源同时使用,因此应用上有一定的局限性;中低分辨率时序序列数据分析法适用于较大空间尺度上的植被外来物种入侵监测,监测结果空间定位能力差,很难在小尺度区域上进行应用。在预警方法上,主要有生态机理模型预测和数学模型机理预测两种方法,基于GIS和遥感技术的生态学模型预测机理性强、易推广,预警精度较好,具备一定的空间定位能力,适宜于在宏观区域尺度上应用,但存在部分关键植被生理遥感参数获取困难等问题。数学统计模型预测以理论统计为主,只是对外来植物入侵发生的概率进行了估测,对物种或区域环境依赖程度高,普适性较差,遥感参数较少参与模拟过程,空间定位能力不足。总体上,利用遥感技术快速、准确地进行外来入侵植物定位监测和预警已成为防控外来植物入侵,维护区域生态安全的必然趋势。在数据源集成上,传统可见光遥感和新型激光雷达遥感、高光谱遥感、多角度遥感等多源数据集成、融合应用更为多见,数据获取范围进一步拓宽。特别是诸多新型国产高分卫星发射升空后,使得监测时效性和成本进一步改善,实用化、规模化、业务化动态监测成为可能。在技术方法上,受信息技术、自动化技术和传感器制造技术的影响,数据获取范围不断拓宽,空间定位能力不断增强,监测、预警也将不再局限于单一技术和模型的应用,而是多模型、多平台(星-机-地)综合监测、预警模式成为趋势,外来植物入侵的遥感监测技术正逐步发展成为植被生态遥感学科领域的重要分支学科。     

遥感技术在水产养殖规划中的应用研究

本文简要介绍了遥感技术在渔业方面应用的经验以及未来发展前景、可能带来的社会效益和经济效益。     

物理模型光谱模拟误差对冬小麦叶面积指数高光谱反演的影响

获取农作物叶面积指数(leaf area index,LAI)及其动态变化对于农作物长势监测和产量估测等应用具有重要的意义。基于冠层反射率模型(物理模型)的LAI遥感反演方法具有良好的普适性,对地面数据依赖较少,近年来广泛应用于农作物LAI高光谱反演研究。然而,当物理模型参数取值尽可能准确(代入参数实测值或依据先验知识取值)时,模拟光谱与实测光谱间仍然存在误差,研究称之为"光谱模拟误差"。该研究通过比对实测冬小麦冠层光谱与ACRM(a two-layer canopy reflectance model)模型最优模拟光谱,展示了光谱模拟误差在各波段、不同样本点的分布规律。据此,根据对光谱模拟误差与高光谱数据降维的不同考虑,制订了4种LAI反演波段选择方案。通过对比基于不同波段选择方案的LAI反演精度,分析了光谱模拟误差对LAI反演的影响;讨论了综合考虑高光谱数据降维与光谱模拟误差的LAI反演波段选择方法。通过合理的波段选择,限制了光谱模拟误差的影响,提高了LAI反演精度。该研究结果有助于探索合理的LAI高光谱反演波段选择方法,为合理利用高光谱数据反演农作物LAI提供科学参考。     

面向农业区划的作物种植结构遥感提取

[目的]尝试将作物种植结构提取结果由行政单元发展为基于相对均质的地理网格单元,解决当前农作物种植结构信息提取的空间局限性问题,文章在大尺度的土地利用/覆被分类与地块尺度的作物分类之间提出了作物种植结构单元概念,并构建了一种快速、低成本、准确的区域尺度作物种植结构提取方法。[方法]利用黑龙江省2014年250m分辨率的植被指数产品构建时间序列曲线提取物候信息,在耕地物候分区基础上对各物候区进行面向对象的多尺度分割,提取作物种植结构单元,利用光谱特征和NDVI指数构建特征空间,最终采用最邻近分类方法提取作物种植结构。[结果](1)利用MODIS时间序列数据提取物候特征进行多尺度分割的方法,能够有效的提取区域尺度农作物种植结构单元;(2)作物种植结构提取总体精度为95.70%;(3)黑龙江省2014年作物种植类型共有12种。其中,三江平原主要是水稻单一种植区、水稻混作区;松嫩平原以玉米单一种植区以及玉米-大豆混作区种植为主;西北部种植结构较复杂;东南部因地势等影响多种植玉米、大豆。[结论]利用物候数据进行种植结构提取可以有效划分农业区划,研究成果不仅为作物种植结构调整和农业发展布局提供科学依据,也是不同区域产量预测的基础,为合理布局农业生产、改进耕作制度以及引入和推广新产品等提供依据。