云南边境甘蔗产区面积变化分析

[目的]甘蔗种植业是云南边境地区农业经济发展的重要产业,应用遥感方法研究甘蔗产区种植时空变化为地方农业部门及农户合理种植决策提供信息服务。[方法]文章以云南省德宏州及部分缅甸境内的甘蔗产区为研究区,使用2013—2017年卫星多光谱影像和极大似然分类提取甘蔗种植空间信息,通过公里网格统计分析时空变化特征。[结果](1)2013—2017年云南边境甘蔗产区面积总体呈减少趋势, 2017年较2013年总体减少约14%;(2)境内境外甘蔗种植的空间变化特征存在较为明显差异,其中境内甘蔗种植在72%的网格内稳定,在20%的网格内减少,在8%的网格内增加,面积减少的网格主要分布于河流沿线的冲积小平原,并呈集中连片状;境外甘蔗种植在68%的网格内稳定, 17%的网格内减少, 15%的网格内增加,面积增加与减少的网格数量相当,空间变化特征不明显。[结论]遥感方法可准确分析该区域甘蔗种植时空变化,结果可为云南边境地区甘蔗种植业优化调整与可持续发展提供参考。     

基于水体季相差异的稻虾共作提取方法研究

[目的]稻虾共作因为其较高的经济效益和生态效益,近年来种养面积呈持续增长态势。如何准确获取稻虾共作的面积信息与空间分布是当前研究亟待解决的问题。[方法]文章以湖北省潜江市为研究区域,首先根据稻虾共作模式独特的水域变化特征,利用自动水域提取指数(AWEIsh)分别获取不同季节的水体;然后基于水体季相差异提取稻虾共作农田的空间分布。该研究利用Landsat 8 OLI影像提取2017年潜江市的稻虾共作空间分布。[结果] 2017年潜江市稻虾共作主要分布在白鹭湖管理区、运粮湖管理区、熊口镇和龙湾镇等区域,和实际分布情况相吻合。在验证样本的基础上,通过混淆矩阵计算提取结果的精度可达到85. 01%。与改进的归一化差异水体指数(MNDWI)的提取结果相比,基于AWEIsh水体季相差异提取的结果精度更高:稻虾共作农田完整性好,错分情况少。[结论]基于水体季相差异的稻虾共作提取方法具有较好的提取效果,为今后研究提供了有效的技术手段。     

结合Landsat 8和GF 1数据的冬小麦种植空间分布提取

[目的]为探讨多源中等分辨率数据在冬小麦种植时空分布上的应用。[方法]利用2017年冬小麦关键生育期的Landsat8 OLI(抽穗期)和时间序列的GF-1 WFV(2016—2017生育期)数据,在分析各个行政分区的地表覆盖状况、作物结构和地块破碎度差别的基础上,将行政区划分为3种类型不同的提取单元并建立了适合于各自分区的提取模型:(1)利用关键生育期的OLI数据,采用监督分类—神经网络方法提取结构单一、地块齐整的怀远县种植区;(2)基于WFV数据构建五河县及城区种植区的冬小麦全生育期NDVI时间序列曲线,根据NDVI的时间特征构建冬小麦提取的决策树分类模型提取结构较复杂、混合像元明显的五河县及城区种植区;(3)在对关键生育期OLI-NDVI数据合理分割的基础上,采用最大似然的面向对象分类法获取种植密集、地块破碎的固镇县种植区。[结果]提取结果采用混淆矩阵和当年度统计数据相结合的方法进行精度评价,结果表明:(1)怀远县提取出的冬小麦提取总体精度为97.91%,五河县及城区提取出的精度为97.62%,固镇县的精度为97.42%;(2)全区域冬小麦提取的总体精度为86.82%,Kappa系数为0.84。与当年度统计数据对比的结果表明:2017年蚌埠市的准确提取面积精度可达97.91%,提取面积数据小于蚌埠市统计年鉴提供的统计数据,与调查的实际种植地块基本一致。[结论]采用不同方法提取不同空间分布特征的冬小麦种植面积具有较好的精度,该方法可以为市域冬小麦面积提取提供技术参考。     

蕲春县地表水体的卫星遥感勘察

地表水体是重要的生态资源,承担着水源供给和调节生态环境的重要任务,为快速准确的勘察蕲春县地表水体基本情况,本文以Landsat 8卫星的OLI影像为基本数据,经过对其预处理后获得蕲春县卫星影像,采用波段计算方法,提取了蕲春县地表水体信息,经相关统计,获得了蕲春县境内地表水体面积为86.17平方公里,占该县全域面积的3....     

基于气候和土地利用信息的黔西南地区艾纳香种植适宜性类型分布研究

[目的]基于气候和土地利用信息,对贵州黔西南地区特色优势中药材艾纳香种植适宜性类型分布区域进行科学划分,为黔西南地区艾纳香种植产业规划和可持续发展提供参考依据。[方法]在艾纳香成功种植经验的基础上,确定5个关键气候因子作为艾纳香种植适宜性类型分布等级指标,并且建立了关键气候因子与潜在种植分布区域海拔高度的回归模型。运用GIS技术,提取黔西南地区艾纳香种植适宜性类型分布的区域,通过与可利用的土地类型信息叠加,得到黔西南地区艾纳香种植适宜性类型的具体分布情况。[结果]黔西南地区艾纳香的种植适宜性类型主要分布在海拔747m以下区域,最适宜种植区面积共计8 310hm~2,适宜种植区面积共计5 864hm~2,次适宜种植区面积共计3 738hm~2。[结论]研究结果客观地反映了黔西南地区艾纳香种植适宜性类型的区域面积及地理分布情况,对未来该地区艾纳香种植产业的科学发展与精准决策具有重要的参考和指导意义。     

基于RapidEye影像的石漠化区休耕地块监测

[目的]该文选取云南省石漠化地区2个休耕试点区为研究区,研究使用RapidEye多光谱影像监测地块休耕状况的方法,为休耕精准监测提供参考。[方法]获取2017年8月2日覆盖研究区的RapidEye影像,进行大气校正、图像配准,选取休耕区及周边地区的绿肥作物、水稻、玉米、烟草、光温棚、遮阳棚、林地及水体等典型地物,分析绿肥作物与其他地物的光谱差异及可分离性;对休耕区影像进行监督分类,获得分类结果,将分类结果二值化为休耕与其他地物,然后使用地块矢量数据与二值化结果进行相交统计,得到地块休耕面积及比例,最后以休耕比例判定地块是否进行休耕。[结果]绿肥作物与其他典型地物光谱差异明显,可分离性良好;验证结果表明,在石漠化休耕区使用RapidEye影像基于休耕比例判别地块休耕的监测方法总精度为98.89%,Kappa系数为0.9292,错分误差为0,漏分误差为1.19%;判别阈值对休耕地块错分或漏分有影响。[结论]具有红边波段的RapidEye影像可用于石漠化休耕区的精准监测。     

基于HJ-1影像的大棚菜地遥感监测技术研究 ———以山东寿光市为例

利用温室、大棚等设施进行蔬菜种植,一直是我国北方蔬菜种植的主要方式之一,因此,及时、 准确地获取大棚菜地的面积及分布状况,是确保政府“菜篮子”工程顺利实施的需要,也是关系民生的一 项重要工作。为探索及时准确提取大棚菜地信息的技术方法。该研究以山东省寿光市为例,采用HJ-1卫 星图像,在分析各主要地物光谱特征的基础上,结合研究区的背景资料以及专家知识,对遥感影像进行分 类,准确提取了大棚菜地的信息。通过在影像上随机抽取样本点,结合RGB假彩色合成影像及部分实地调 查资料进行精度分析,得出样本点总体精度为92.01%。该研究表明,在HJ-1影像中大棚菜地光谱特征 明显,易于同其他地类区别,利用遥感影像提取大棚菜地信息的方法,适合北方地区大棚菜地信息提取。     

SPAM模型和遥感结合提取华北地区春夏玉米种植面积

[目的]获取农作物空间分布信息,对于研究区域粮食安全、气候变化、陆地碳氮循环和水资源利用等都具有重要意义。[方法]该研究首先应用作物空间分配模型(SPAM-China模型),在5'×5'栅格尺度上重建了1980—2010年华北地区玉米空间分布信息;然后基于SPOT VEGETATION长时间序列NDVI数据,获取了该区域的作物熟制信息,并进一步划分出了华北地区春、夏玉米种植类型区;最后,重点分析了2000—2010年间华北地区春玉米和夏玉米种植区域的时空变化特征。[结果](1)1980—2010期间,华北地区玉米种植面积增加了360万hm2,增加面积集中在中南部地区,变化主要发生在2000年以后;(2)2000—2010期间,华北地区春玉米面积增加136万hm2,占该区玉米总种植面积的比例由17%上升至27%;夏玉米种植面积尽管也增加了87万hm2,但占该区玉米总种植面积的比重呈下降趋势;(3)春夏玉米混种区为华北地区玉米主产区,近年来呈现为春玉米增加、夏玉米减少的发展趋势,全区域92%春玉米面积增加和76%夏玉米面积减少均发生在春夏玉米混种区域内,可见该区以春玉米为代表的一熟制正呈现逐步取代以冬小麦—夏玉米为主二熟制的变化趋势。[结论]该文基于SPAM模型和遥感结合提取华北地区春、夏玉米种植面积的方法,为大区域、长时间尺度作物种植信息的获取提供了新思路。     

基于GF-1与MODIS时空融合的南方丘陵区水稻提取研究

[目的]水稻在我国粮食生产中占有重要的地位,针对南方低山丘陵区地形复杂多样,地块破碎的环境特点,利用遥感数据时空融合方法对水稻分布进行提取研究对作物精准估产和政府决策具有重要意义。[方法]以衡阳县为研究区,基于增强型时空数据融合模型(Enhanced Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model,ESTARFM)将MODIS数据分别和GF-1WFV、Landsat 8影像进行数据融合,构建高时空分辨率的NDVI时间序列集,对NDVI序列进行滤波并获取各地物物候参数,采用决策树分类方法提取水稻种植面积。[结果](1)ESTARFM能有效融合MODIS和GF-1WFV、Landsat 8影像,其中Landsat 8数据的单波段融合效果(R_(NIR)=0.92,R_R=0.82)优于GF-1WFV融合结果(R_(NIR)=0.82,R_R=0.75),但NDVI结果相关性差异不大(Landsat:R_(NDVI)=0.93,GF-1WFV:R_(NDVI)=0.89);(2)利用决策树分类法进行地物分类,基于GF-1WFV融合数据的分类结果优于Landsat融合数据分类结果,其中GF-1WFV数据得到的分类结果总精度达到86.37%,单、双季稻的精度分别为62.26%与86.70%,Kappa系数达到0.80;而Landsat数据的分类总体精度为80.96%,单、双季稻精度分别为56.87%和70.74%,Kappa系数为0.72。[结论]GF-1WFV融合数据可用于获取精细的水稻种植分布;针对南方低山丘陵区,特别是地形复杂度较高的区域,GF-1 WFV数据比Landsat数据在水稻提取方面更具有优势。     

基于NDVI时序数据的华北地区耕地物候参数时空变化特征

[目的]耕地物候作为农业生态系统的重要特征之一,是进行农作物长势监测与估产、田间管理、农作物合理布局等的重要依据。利用遥感方法提取大区域尺度耕地物候参数和种植制度的时空变化特征,有助于从整体上掌握农业资源的空间分布情况,为农业生产决策和区域粮食安全评价提供服务。[方法]文章基于1999年和2013年的SPOT/VGT NDVI逐旬时间序列数据,采用TIMESAT软件集成的非对称高斯函数拟合法对数据进行平滑重构,通过比例阈值法提取了华北地区耕地物候参数(生长季开始期和结束期),分析其时空分布特征,并依据年内NDVI变化曲线峰值数目来确定耕地的生长季个数,识别耕地种植制度。[结果]华北地区作物生长开始期和结束期都存在明显的空间差异,15年来河北北部、北京、天津等地区,第一季作物返青/出苗期变化不大。而河南南部和中部地区,2013年第二季作物出苗期明显提前,由1999年6月下旬7月上旬,提前至6月上旬。我国华北地区种植制度仍以一年两熟制为主,华北地区北部受热量资源制约,仍旧保持一年一熟制不变。与1999年相比,华北地区2013年两熟制种植面积下降了21.1%,而一熟制种植面积增加了38.7%。[结论]华北地区耕地物候的时空变化与种植制度密切相关,同时也受到自然资源和人类活动的共同影响。     

武威市蔬菜产业时空分布特征及其发展建议

武威市地处甘肃省河西走廊的东端,人多、地少、水少是其市情,蔬菜产业是种植业中面积仅次于玉米但产值位居种植业首位的优势主导产业。为了全面了解武威市蔬菜产业时空分布特征,进一步做大做强蔬菜产业,实现蔬菜产业提质增效的奋斗目标,文章利用2000~2012年的资料数据,分析了武威市蔬菜产业的发展变化及时空分布特征,以期为武威市蔬菜生产布局优化提供决策依据。分析结果表明:武威市蔬菜总量在时间发展上呈现出相对平稳的发展、相对快速上升和缓慢上升3个阶段,虽然在个别年份出现了一些轻微波动,但从整个蔬菜产业来看总体还是呈现出不断上升的发展态势;蔬菜产业内部结构变化趋势来看,其它蔬菜仍占绝对主导地位。从武威市蔬菜生产空间分布特征来看,南部祁连山区高原夏菜和食用菌、中部平原绿洲沿山冷凉灌区食用菌和中部平原绿洲平川灌区优质蔬菜3个具有明显地域特征的产业带已经形成,但中部平原绿洲为主的基本生产格局并没有发生质的变化;从区域产业内部结构来看,辣椒在凉州区和民勤县东部沙漠沿线乡镇集聚,食用菌在天祝县和凉州区南部山区和二阴山区集聚,其它蔬菜种植区域扩展到3县1区,但中心集聚点仍在凉州区。建议在开发蔬菜优势产品的过程中要加大创新力度,提高产品附加值;发挥区域功能优势,形成区域集聚效益;加快产业升级步伐,打造完整产业链条;利用自然资源优势,发展多功能现代农业。特别是在保证实现日光温室的经济、社会、生态功能的基础上,积极发掘日光温室生产的文化、休闲娱乐等方面的功能,打造集参观教育、度假、农家乐等于一体的日光温室休闲观光农业项目,实现农村与城市交融、人与自然和谐相处,达到农业增效、农民增收的目的。     

云南草果种植区域调查及生态适宜性气候因素分析

[目的]草果是一种重要的药食同源的作物,目前草果在国内外市场上供不应求,市场前景极好。随着草果社会需求量的不断增加,草果种植面积也在迅速扩大,但至今对云南草果种植区域适宜性和生产情况还缺乏系统调查和科学评价。通过对云南草果主要种植区域气候适宜性的初步评价,为云南大力发展草果产业提供参考。[方法]首先,对云南草果主要种植区域的14个县45个乡镇进行实地调查和气象资料的收集;其次,采用层次分析法(AHP)确定各指标的权重;第三,根据草果的生长习性,设定理想的草果生长标准样本,进行加权综合评分;最后,根据得分最高的县、乡气候指标作为标准点进行灰关联度分析。[结果](1)云南草果种植区域主要分布在北纬22°71'11″~27°87'53″、东经97°90'86″~105°63'33″,海拔714~2 023m,郁闭度50%左右的旱冬瓜树和核桃树等阔叶林下。同时,极端低温会造成草果的大幅度减产。(2)划分出适宜云南草果种植的3种不同气候区域的县和乡镇,最适宜区的县有马关、屏边、绿春和福贡,次适宜区的县有麻栗坡、金平、龙陵、贡山、腾冲和陇川,较适宜区的县有富宁、元阳、澜沧和泸水;最适宜区有富宁县的木央镇等8个乡镇、次最适宜区有马关县的古林菁乡等19个乡镇,较适宜区有腾冲县的猴桥镇等18个乡镇。[结论]云南草果种植区域广,以生态适宜性气候因素划分的云南草果种植乡镇的生态适宜性差异明显,研究结果对草果种植生产具有显著的指导意义。     

东北黑土区设施栽培对土壤养分的影响——以哈尔滨地区为例

设施蔬菜土壤养分是制约蔬菜生长及品质的关键因子,迄今有关东北黑土区设施栽培对土壤养分的影响的研究鲜见报道。本研究以哈尔滨市为研究区,通过调查取样,分析了黑土区设施蔬菜栽培土壤的碱解氮、速效磷、速效钾、有机质和pH的丰缺程度,比较了设施蔬菜土壤与露天蔬菜土壤的养分含量。结果表明:(1)设施蔬菜土壤的碱解氮含量处于亏缺状态,其他土壤养分含量均处于高水平状态。(2)哈尔滨市设施蔬菜土壤养分含量均较露地蔬菜土壤高。碱解氮、速效磷和速效钾含量起初随着设施使用年限的增加而增加,到第8年达到最大值,随后开始降低。土壤有机质的含量到第8年达到最大值,随后开始降低。土壤pH随设施使用年限的增加起初变化不大,到第8年明显降低,达到最低值,之后又有所上升。(3)哈尔滨市区内的设施蔬菜土壤速效磷含量高,外县的设施蔬菜土壤碱解氮、速效钾和有机质含量高,郊区的设施蔬菜土壤碱解氮、速效磷、速效钾及有机质的含量均最低。本项研究表明,设施栽培使哈尔滨地区土壤速效养分及有机质含量发生明显变化,且随着地区不同而差异明显,土壤养分含量随设施使用年限而变化,使用8年的设施菜地土壤中pH值最低,碱解氮、速效磷、速效钾及有机质含量最高。     

基于GIS的六安市茶叶种植适宜性评价研究

[目的]调整和优化茶叶布局和生产,充分发挥六安市的自然资源优势。[方法]以"县域耕地资源管理信息系统"为平台,选择与茶叶生长相关的养分、土壤、理化性状和立地条件等13个因子为评价指标,通过专家打分确定其权重,并建立层次分析模型和隶属函数模型,用累积频率曲线法实现六安市茶叶适宜性评价。[结果]六安市适宜茶叶种植区面积为1.329 8万hm~2,占该市茶园面积的36.4%。[结论]高度适宜区面积为5 504.3hm~2,主要分布于霍山县和金寨县,山高云雾缭绕、雨水充沛、空气相对湿度大、漫射光多、土壤疏松、土质肥沃;适宜区面积为7 793.3hm~2,主要分布在霍山县、金寨县和舒城县,生态环境相对于高度适宜区次之,土壤呈酸性、弱酸性反应,通透性良好,适种性广;勉强适宜区面积为1.820 3万hm~2,该市均有分布,水、肥、气和热较为协调,质地以沙壤和轻壤至中壤为主,排涝能力一般;不适宜区主要分布在水光热资源相对较差、土层极薄和排水困难的地区。     

县级土壤环境功能区划研究与示范——以登封市为例

土壤是人类赖以生存与发展的物质基础,土壤环境功能区划是合理开发利用与有效保护管理的重要基础性工作。土壤环境功能区划工作亟须详细展开,且区划方案因尺度不同而异。县级土壤环境功能区划结果要求更具体、可操作性更强。文章深入分析了县级土壤环境功能区划的区划思路、区划原则、区划方法、区划依据与指标体系等区划方案,并以河南省登封市为例进行县级土壤环境功能区划示范研究。登封市土壤环境功能区划分为4级:一级区划分为生产功能区、生活功能区、生态功能区等3类;二级区划分为基本农田种植区、一般农业发展区、商品林生产种植区、农村居民区、城镇建设区、独立工矿区、港口与交通用地区、生态公益林种植区、生态安全控制区、自然景观与文化遗产保护区、湿地保护区、草地保护区等12类;三、四级区划分别根据土壤环境质量现状、潜在风险等进行空间100m格网大小评价并各划分为5个等级。该研究关于县级土壤环境功能区划方案与示范应用,为土壤环境保护与可持续利用提供科学参考,也可为其他地区县级土壤环境功能区划提供科学借鉴。     

基于SWOT分析的寿光市设施蔬菜减施农药对策研究

[目的]农药作为蔬菜生产中主要的投入品,在杀虫灭菌、控草护田、生长调节等方面发挥着重要作用,对于保障蔬菜供给意义重大。但是在设施蔬菜种植过程中,由于不合理、过量施用农药导致出现部分蔬菜产品农残超标、农药污染农田生态环境等问题,推进农药减施刻不容缓。[方法]文章运用SWOT分析方法研究寿光市设施蔬菜种植中减施农药的内外部条件,根据有利因素和不利因素调整发展思路,改善农药的不合理使用现状。[结果]通过分析发现,寿光市设施蔬菜种植中减施农药的优势是资源条件好、农户蔬菜种植经验丰富、安全用药意识高;劣势是病虫害抗药性渐强、农户传统的用药习惯根深蒂固且减施农药意愿低;机遇是消费者的需求升级、科学技术水平提高以及相关减施政策实施;挑战是当前市场竞争激烈且政府监管欠佳。[结论]推进设施蔬菜农药减施应采取以下对策:(1)统防统治与绿色防控技术并举,保障蔬菜的质量安全和生物多样性的发展;(2)提升意识与科学用药并重,促进当地蔬菜生产稳定发展;(3)政府监管与信息共享统筹,规范农资市场和农产品市场的交易行为;(4)农业保险与农业补贴兼顾,建立起适度超前、开放灵活政策保障体系。     

西部生态脆弱区农用地质量等别限制因素及提升策略研究

该文以云南陆良为代表的云贵高原区、重庆丰都为代表的四川盆地区、陕西凤翔为代表的黄土高原区、新疆阿勒泰为代表的西北地区以及内蒙古达拉特为代表的内蒙古及长城沿线农牧交错区为例,基于农用地分等成果,对5区农用地质量等别特征进行了系统对比分析,查明了各区农用地质量等别主要限制因素,并提出相应的提升策略,为耕地质量保护和建设政策的制定提供科学依据。研究结果表明,以上述5区为代表的西部生态脆弱区农用地等别总体偏低,农用地多为中等地和低等地,高等地分布较少,优等地无分布;有效土层厚度、有机质含量、灌溉条件是5区耕地质量等级的共同限制因素。pH值、表层土壤质地、排水条件以及盐渍化程度为西北地区和内蒙古农牧交错区特有的限制因素,岩石露出度为云贵高原区特有的限制因素,灌溉水源为黄土高原区特有的限制因素,林网化程度为西北地区特有的限制因素。在制定区域耕地质量保护与建设政策时,既要考虑共性限制因素,更要着眼于区域特有的限制因素,根据各区耕地质量等别限制因素制定相应提升策略。     

1990—2017年河北省易县土地利用时空格局动态变化

[目的]河北省易县是太行山片区的典型区,土地利用与经济发展特征明显。研究该县土地利用时空格局动态变化,可以为区域生态建设与可持续发展提供一定的参考。[方法]通过对Landsat中分辨率遥感影像解译分析,获取易县1990年、2000年、2010年和2017年的土地利用格局,在深入分析土地利用转移矩阵、动态度、信息熵的基础上,对土地利用变化程度的进行有效空间化,探索土地利用在不同地形梯度上的变化规律。[结果]1990—2017年,研究区耕地和草地的面积均明显减少,主要转移为林地和建设用地,建设用地净增14241.38hm^2;动态度持续增大,表明土地利用变化日渐活跃,其中近7年的动态度达到2.50%;4个时间节点的信息熵值分别为1.309、1.330、1.349、1.353,呈不断升高趋势,表明快速城市化进程中各类产业发展所需的用地类型已经逐渐完善,区域发展逐渐走向成熟。土地利用变化总体趋向自然生态方向,平原地区城市化率最高,偏离自然生态方向较大;低山丘陵地区的城市化率较低,趋向自然生态方向程度显著。[结论]通过分层次、多算法相结合,能够深入有效地分析土地利用时空格局动态变化特征,对于该地区的生态建设和可持续发展具有重要意义。