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  • 基于RF分类调优和SNIC 聚类的新疆红枣种植区遥感提取

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-07-11 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 论文旨在快速提取新疆红枣种植区分布信息和种植面积,为预测产量、价格,巩固脱贫攻坚成果和助力乡村振兴提供数据支持。基于Google Earth Engine云平台,快速获取覆盖全疆的Sentinel-1雷达影像、Sentinel-2光学影像及SRTM地形数据,从中提取光谱、纹理、地形等44个特征并进行特征优选过程,在对随机森林分类器进行超参数调优后,得到新疆2021年10 m分辨率红枣种植区空间分布图,运用超像素聚类的方法对全疆主要红枣种植区域进行分类后处理及分区统计,最终得到全疆红枣种植面积。结果表明:(1)通过基于简单非迭代聚类算法进行分类处理,得到全疆红枣种植面积为4253 km2,其主要分布在南疆的阿克苏、喀什、和田地区、巴音郭楞蒙古自治州和东疆的吐鲁番市、哈密市等地。(2)对随机森林分类器进行超参数调优后,能够有效提高提取精度,基于混淆矩阵计算的平均总体分类精度为0.86,平均Kappa系数为0.82,红枣提取的生产者精度为0.87,用户精度为0.80。(3)Sentinel-1极化波段特征在红枣信息提取中占据重要地位,光谱特征和纹理特征次之。结合多源遥感数据能够快速提取新疆红枣种植区分布与面积信息,对推动该地区农业现代化、资源保护和经济发展具有重要意义。

  • 阿克达拉大气本底站地表辐射收支特征

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-07-11 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 地表辐射收支变化影响区域乃至全球气候,利用阿克达拉大气本底站基准辐射观测系统的2021年11月1日至2022年10月31日地表辐射四分量数据,分析阿克达拉大气本底站地表辐射与反照率的变化特征。结果表明:(1)太阳总辐射年曝辐量为5772.74 MJ·m-2。太阳总辐射曝辐量的季节变化表现为夏季>春季>秋季>冬季,不同月份太阳总辐射和反射短波辐射日峰值集中在11:00—12:00,地面长波辐射日峰值集中在12:00—13:00,大气逆辐射日峰值出现时间没有明显规律。(2)净收入辐射最大值主要出现在正午,净支出辐射最大值出现时间主要在日落时。(3)降雨对太阳总辐射、反射短波辐射、地面长波辐射、地表反照率具有削弱作用,降雪过程太阳总辐射受到削弱,降雪后地面积雪导致地表反照率增大,地面反射短波辐射增强,日间地面长波辐射和地面净辐射减弱,由于雪对地面的保温作用,夜间地面长波辐射较降雪前增强;降雨与降雪均对大气逆辐射具有增强作用。(4)雨天地表反照率最小值为0.16;当积雪深度达到5 cm时,地表反照率可达0.96,新雪地表反照率大于老雪,且稳定积雪的地表反照率日均值在0.72~0.88。

  • 新疆绿洲生态系统固碳潜力研究

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-07-04 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)是表征陆地碳循环的重要指标,它可以反映陆地生态系统的碳汇能力。面对我国实现“碳达峰”与“碳中和”的“双碳”目标,提升陆地生态系统固碳能力是重要途径之一。新疆地域面积广阔、植被恢复潜力巨大,评估新疆生态系统碳固存现状,挖掘碳固存潜力,对积极响应并实现国家“双碳”目标具有重要的现实意义。本研究基于Carnegie Ames Stanford Approach(CASA)模型,结合土地利用数据、遥感数据以及气象(气温、降水和太阳辐射)数据,模拟2001—2020年新疆NPP,通过Sen-MK方法分析NPP的变化特征趋势,并利用Pearson相关分析法分析NPP变化与气候因子之间的影响关系,进一步采用2001年和2020年不同土地利用及植被情景,以及Miami模型模拟的纯气候情景下NPP的变化格局,最终获取新疆NPP的最大潜力及NPP的最大增量。结果表明:(1)2001—2020年间新疆NPP总体表现为波动上升趋势;(2)在气候因素的影响中降水对新疆NPP产生的影响最大;(3)新疆的主要土地利用类型中耕地的NPP较大且耕地面积呈现增加趋势;(4)新疆整体NPP的增量潜力达79.43 g C·m-2。本研究可以为新疆实施生态恢复以及耕地保护措施等提供参考依据。

  • 基于PLUS-InVEST 模型吐哈盆地陆地生态 系统碳储量时空变化及多情景模拟

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-03-15 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 土地覆盖变化能够改变区域碳储存能力,从而引起全球气候变化。研究土地覆盖变化对碳储量的影响,预测未来不同土地覆盖情景下的碳储量,对实现区域“碳中和”战略目标具有重要意义,然而目前针对中国西部生态脆弱区的研究仍有待探究。以新疆吐哈盆地为研究区,基于土地覆盖产品数据,结合PLUS模型和InVEST模型,探讨了土地覆盖变化与区域碳储量的时空变化关系,预测和评估了2025、2030年可持续发展情景,维持现状发展情景,经济优先发展情景下土地覆盖和碳储量的时空动态特征。结果表明:(1)近20 a来,吐哈盆地耕地和裸土地面积增加最大,其次是建设用地,而草地表现出最大的减少趋势,草地转为耕地和建设用地是最主要的转移类型。(2)2000、2010年和2020年吐哈盆地平均碳储量分别为26.01 t·hm-2、25.68 t·hm-2、25.73 t·hm-2,呈现出先降低后增加的趋势,平均碳储量累计减少了0.28 t·hm-2,其中土壤有机质碳储量占比最高,约占总碳储量的94%,裸土地、草地贡献了最多的碳储量。(3)2030年3种情景下,森林、灌木林、湿地几乎无明显变化,裸土地呈现出减少的趋势,而建设用地呈现增加的趋势。(4)到2030年可持续发展情景下吐哈盆地总碳储量较2020年增加了0.18×106 t,维持现状发展情景和经济优先发展情景下分别减少了0.30×106 t、1.01×106 t,经济优先发展情景下碳储量损失最大。研究结果可为吐哈盆地土地利用优化以及制定生态系统可持续发展措施提供依据。

  • 深度学习方法下GEDI数据的天然云杉林地上生物量反演

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 森林作为陆地最大碳库,对人类的生活与发展至关重要,精准掌握森林资源动态变化并对其进行现代化可持续发展已成为当下研究热点。本文以天山山脉的天然云杉林为研究对象,利用地面实测数据、直升机机载激光雷达点云数据以及全球生态系统动态调查激光雷达(Global Ecosystem Dynamics Investigation,GEDI)数据,构建多源融合数据框架,通过使用AutoKeras框架下的深度学习算法,实现GEDI数据的多个相对高度百分位数(RelativeHeight Percentile,RH)与其光斑内地上生物量的回归模型预测,验证GEDI数据在较大范围的地上生物量反演方面的可行性,主要结论如下:(1)GEDI数据用于森林地上生物量估测研究具有较高可行性,通过自动化深度学习算法,训练集、验证集、整体数据的决定系数(Coefficient of Determination,R2)分别为0.69、0.63和0.67,平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)分为3.73 mg·hm-2、4.22 mg·hm-2和3.89 mg·hm-2,具有较高的预测精度。(2)直升机激光雷达作为GEDI数据估算地上生物量的中间技术,整个研究区内的单木识别准确率高于0.75。最终本次研究通过多模态数据融合,定量化描述研究区单木基础结构参数的同时,验证GEDI数据在获取森林地上生物量方面的潜力,也为相近区域大面积的森林碳源汇、生物量、蓄积量估算、森林管理与经营、生物多样性保护等多个项目研究提供理论基础,具有一定的指导意义和基础数据支撑作用。

  • 基于多植被指数组合的棉花叶片叶绿素含量估算

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-12-16 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 叶绿素含量是表征植被生长状况的重要参考指标,利用高光谱技术快速,精确地监测棉花叶片叶绿素含 量,以新疆125个苗期棉花叶片样本为研究对象,通过测定其叶绿素含量与光谱数据,采用多种光谱预处理和多植 被指数相结合的方法,构建了WOA-RFR棉花叶片叶绿素含量定量反演模型,并与SVR和RFR模型结果进行对比 分析。结果表明:(1)光谱变换方法中对数变换、分数阶微分和连续小波变换均能有效地提高植被指数与叶绿素含 量的相关性。(2)基于分数阶微分0.9阶变换的Vogelmann3、RVI、DVI、SR[675-700]、Mndvi705、ND、VOG1、NVI、TVI和 VOG2植被指数组合的WOA-RFR模型反演效果最佳,其建模集和验证集模型R2分别为0.920和0.955,RMSE分别 为0.987和0.986,MRE分别为0.013和0.014,与RFR和SVR模型相比,预测精度有所提高,WOA算法优化模型效果 明显。研究结果可为棉花叶片叶绿素含量定量反演提供决策依据。

  • 基于特征波段选择和机器学习的陆地棉叶片水分估算

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-12-06 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 棉花叶片含水量的及时准确监测对于评价棉花生长状态具有重要作用。为了精准估算棉花叶片含水量,以新疆渭干河-库车河三角洲绿洲田间尺度上棉花叶片的高光谱数据和叶片水分数据为基础,采用分数阶微分对原始光谱进行处理,通过相关系数分析法、竞争性自适应重加权采样算法(Competitive adaptive reweighted sampling,CARS)、连续投影算法(Successive projections algorithm,SPA)、遗传算法(Genetic algorithm,GA)、蒙特卡罗无信息变量消除算法(Monte Carlo uninformative variables elimination,MC-UVE)以及将CARS与SPA耦合等方法筛选特征波段,采用基于鲸鱼优化算法(Whale optimization algorithm,WOA)改进随机森林回归(Random forest regression,RFR)建立全波段和特征波段的叶片水分含量反演模型,并使用独立样本进行验证分析。结果表明:(1) 不同特征波段筛选方法得到的波段数量与位置不同,其中MC-UVE所得特征波段数量为8个,CARS所得特征波段数量为38个。SPA、GA与CARS-SPA方法中特征波段位置较为一致,基本集中在近红外的950~1050 nm范围内。(2) CARS-SPA-WOA-RFR模型反演效果最好,模型预测值决定系数(R2)=0.93,均方根误差(Root mean square error,RMSE)=0.032。最终构建的模型可为准确快速地监测棉花旱情以及精准灌溉提供决策依据。

  • 基于GEE平台渭库绿洲棉花水分生产率遥感估算

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-11-13 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 作物水分生产率的准确和定量化评价是提高干旱区作物产量的基础,对缓解水资源短缺和农业可持续发展具有重要意义。以塔里木盆地北岸的渭干河-库车河绿洲(渭库绿洲)为典型区域,基于Google Earth Engine(GEE)云平台,通过建立20092020年流域SEBAL遥感蒸散发模型、棉花分布识别模型及估产模型,对流域棉花水分生产率进行评价。结果表明:(1) 渭库绿洲棉花产量从2009年的1610.10 kghm-2增长到2020年的1855.05 kghm-2,增长率为13.20%,棉花种植面积逐年向绿洲边缘延伸,棉花产量重心整体自西向东移动2485 m。(2) 棉花生长期2009年蒸散发均值为686.80 mm,2020年为738.66 mm,整体呈上升趋势,其增长率为7.02%,棉花生长期蒸散发最大值为花铃期和吐絮期,蒸散发较高值主要分布在绿洲内部与塔里木河北岸边缘。(3) 2009年水分生产率均值为0.21 kgm-3,2020年均值为0.25 kgm-3,12 a间水分生产率均值增长率为16%。在空间上,渭库绿洲水分生产率重心在红旗镇自东北向西南移动1832 m,年均移动速度为152.67 ma-1。绿洲棉花水分生产率呈现东西方向大于南北方向扩张趋势,空间分布方向趋势增强,空间格局趋向集聚化。(4) 12 a间产量的增长速度超过了蒸散发的上升速度,促使水分生产率提高。其次,水分生产率与棉花种植面积和合理的水量灌溉技术密切相关,水分生产率高值主要分布于沙雅县新垦农场和新和县桑塔木农场,由于农场规模化种植和集约化管理,促进了棉花增产、农业水资源的稳定分配和高效利用。

  • 基于PlanetScope影像的典型绿洲土壤盐渍化数字制图

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-09-19 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 干旱半干旱地区急需高分辨率的土壤盐度图用于显示盐度空间分布的细微变化,指导盐渍化区域和潜在盐渍化区域制定土地资源管理政策和水资源管理政策,防止土壤进一步退化,保障农业经济可持续发展和粮食安全生产。基于PlanetScope影像,提取植被光谱指数和土壤盐度指数,共计21个变量,将其输入装袋回归(Bootstrap aggregating,Bagging)算法中,构建了土壤盐度预测模型Model-Ⅰ;使用最相关最小冗余(Max-relevance and min-redundancy,mRMR)方法筛选特征变量,将其输入Bagging中,构建了土壤盐度预测模型Model-Ⅱ,使用野外采样数据来辅助建模并进行验证。通过模型评价指标对Model-Ⅰ和Model-Ⅱ进行评估。结果表明:Model-Ⅱ的预测性能优于Model-Ⅰ(验证集决定系数为0.66,均方根误差为18.00 dSm-1,四分位数的相对预测误差为3.21),mRMR有效降低了多维特征冗余问题。PlanetScope影像结合mRMR方法成功绘制了高分辨率土壤盐度图,提供了更详细的土壤盐度空间分布信息,研究结果对利用PlanetScope数据监测土壤盐渍化信息起推动作用。

  • 昆仑山冰湖分布时空特征及驱动力

    分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2023-08-25 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 探究昆仑山冰湖变化特征对区域生态环境和发展至关重要。基于Google Earth Engine(GEE)遥感云平台进行监督分类,研究昆仑山近20 a的冰湖分布面积和数量变化情况,并结合气温、降水和冰川面积进行驱动力分析。结果表明:(1)20002020年昆仑山地区冰湖数量增加39.25%,面积增加81.35%,呈西多东少的分布特征。(2)昆仑山地区面积小于0.1 km2的冰湖对气候变化更敏感,增长速度最快;昆仑山冰湖主要集中在海拔4600~5600m,冰湖数量和面积分别占总量的71.58%和70.51%。(3)20002020 年昆仑山地区气温降低3.45%,降水减少6.27%,冰川面积减少了21.15%,冰川融化产生的冰川融水是冰湖增长的主要原因。研究结果可为干旱区水资源的保护和利用、灾害预警等方面提供科学支撑。

  • 低空遥感结合卫星影像的河道流量反演

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-04-07 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 中小型河流的径流量精准监测对干旱区生态稳定具有重要意义。然而中小型河流流量遥感精准反演存在困难。以新疆尼勒克县境内的喀什河种峰场河段为例,基于关系拟合法,依据实测水文数据、无人机数据和卫星数据,构建河宽、水深与流量之间幂函数关系模型,并利用卫星数据的时序性,反演监测河段24次不同时期的径流量。反演结果表明:当径流量为0~50 m3s-1和50~100 m3s-1时,基于河宽的水力几何形态径流量反演效果最优,均方根误差(RMSE)分别为7.15 m3s-1和2.81 m3s-1;当径流量为100~200 m3s-1和>200 m3s-1时,基于水深和河宽的水力几何形态径流量反演效果最佳,RMSE分别为13.37 m3s-1和1.06 m3s-1。研究结果可为水文资料缺乏区的中小型河流径流精细化监测与管理提供一种新方法,也对洪流灾害预测、水能资源开发与水生态系统修复具有较高的参考价值。

  • 基于同位素揭示艾比湖流域地下水特征

    分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2023-03-14 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 地下水对于调节干旱区水循环和生态系统具有重要意义,认识和管理地下水资源是防止河流基流减少,地面沉降和水质退化的关键。通过分析艾比湖流域地下水水化学参数和氢氧稳定同位素特征,结合线性回归、双端元混合模型和GIS空间分析等方法,探讨不同区域地下水补给来源和水化学组分动态变化。结果表明:(1)博尔塔拉河(简称博河)和精河中下游区域氢氧同位素(2H与18O)值最大,艾比湖周边区域次之,博河上游区域最小,流域地下水存在不同的循环过程。(2)地下水氘盈余(d-excess)和水化学特征反映了地下水不同的补给机制和影响因素,博河上游区域地下水主要受冰川积雪融水补给;博河和精河中下游地下水主要来源为地表水和降水,同时受岩层性质、农田开发和灌溉措施影响较大;艾比湖周边地下水主要来源于冰雪融水和降水。中下游区域和河湖交汇区地下水是防控和治理的重点区域。(3)地下水流动系统Ⅰ的电导率(Electrical con⁃ductance,EC)在210.00~2500.00 Scm-1 之间,d-excess 在6.47~9.70之间;流动系统ⅡEC 在141.60~5260.00 Scm-1之间,d-excess在9.61~17.45之间,地下含水层存在不同的水力联系。研究结果对艾比湖流域地下水氢氧同位素和水化学驱动机制的探讨,可以为流域地下水资源的合理利用及科学开发提供一定的理论参考依据。

  • 基于光学和雷达多源遥感的于田绿洲土壤盐渍化时空分析

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-03-13 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 目前土壤盐渍化是全球重要的环境问题,探明于田绿洲土壤盐渍化的时空变化规律,挖掘雷达遥感探测 土壤盐分的优势,对干旱区绿洲的土壤盐渍化时空变化进行监测评估。以于田绿洲为研究区,基于PALSAR-2、 Sentinel-1极化合成孔径雷达数据和Landsat 8 OLI等多源数据集,筛选雷达影像的最优后向散射特征与主成分分析 后的光学影像组合,最后利用随机森林方法进行图像分类,定量提取于田绿洲土壤盐渍化信息,对土壤盐渍化时空 变化进行分析。结果表明:(1)在同时使用随机森林分类方法下,各年的光学影像总体精度平均为80.36%,Kappa 系数平均为0.77;光学影像结合雷达影像的分类精度比光学影像分类精度高,总体精度平均为85.62%,Kappa系数 平均为0.82。(2)20152021年于田绿洲产生土壤盐渍化的区域主要分布于研究区北部的绿洲边缘和荒漠交错 带。(3)20152021年盐渍地面积年均变化量为-1120.55 hm2a-1,变化率为-10.67%。于田绿洲盐渍化程度总体呈 下降趋势,盐渍化以轻中度盐渍地为主。

  • 新疆区域经济联系网络时空格局演变

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-02-02 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 以新疆15个地州市为研究对象,运用区域流强度模型和引力模型,分析20102019年新疆辐射能力以及区域间的经济联系,采用社会网络分析方法探究经济联系网络结构演变特征,为优化新疆区域经济网络结构和区域经济一体化发展提出建议。结果表明:(1)区域流强度整体表现为北高南低的发展格局,10 a间平均提升率达60%,以乌鲁木齐市和喀什地区为首区域流强度相关指标增长最为显著,但中心区域的辐射带动能力总体较弱。(2)2019年新疆弱经济联系数量占比降 至48.57%,低等级经济联系格局显著,逐步形成以乌鲁木齐市为中心、克拉玛依市和石河子市为次中心的放射状空间联系格局,10 a间经济联系整体略有增长,过程中虹吸效应远大于涓滴效应。(3)网络中心势2019年达63.61%,整体中心性水平以极化效应为主,区域经济发展不均衡,凝聚子群内部成员不断发生变化,空间分割现象显著。新疆整体经济联系时空网络格局核心-边缘现象显著,呈现出东北强、西南弱的空间分布格局。

  • 基于Sentinel-2 时间序列数据及物候特征的 棉花种植区提取

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-02-02 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 棉花是中国重要的经济作物,在新疆大面积种植。及时、准确获取棉花种植面积,对农业政策制定与农业经济发展有重要意义。以渭干河库车河三角洲绿洲棉花为主要研究对象,利用20182020年(1景/1月)36景哨兵2号(Sentinel-2)数据,构建归一化植被指数(Normalize differ⁃ence vegetation index,NDVI)和红边归一化植被指数(Red edge normalize difference vegetation index,RENDVI783)时序数据;采用Savitzky-Golay(S-G)滤波法对时序数据进行平滑、重构并提取11个物候特征;利用袋外误差法对11个物候特征进行特征优选;在此基础上利用重构后的时序数据(NDVI Fit)、(RENDVI783 Fit)、物候特征(RENDVI783 Ph)、物候特征优选组合构建6种不同的特征数据集,利 用随机森林分类(RFC)方法分别进行分类和提取,并采用最大似然分类方法和支持向量机分类方法对分类效果进行验证。结果表明:(1)NDVI和RENDVI783时序数据变化趋势较为一致,棉花在5月(苗期)到8月初(开花盛期)有明显的上升趋势,在8月末至9月(花铃期)达到峰值。相比NDVI,红边波段构成的RENDVI783时序曲线峰值从0.7提高到0.9,棉花区分效果更佳。(2)11个物候特征中拟合函数最大值、生长季长度、生长季振幅、生长季结束、生长季大积分和生长季小积分对分类的贡献性最大,重要性得分分别为1.43、1.40、1.23、1.16、1.02和1.01。(3)RFC方法对特征数据集(RENDVI783 Fit+物候特征优选组合)分类精度最佳。总体精度和Kappa 系数分别为92.20%和0.92。(4)研究区内棉花分类精度达到了91.02%,种植面积约为3424 km2,占研究区总面积的24.67%。

  • 基于遥感生态指数的吐哈地区生态环境变化研究

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2022-10-21 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 以吐鲁番市和哈密市(简称吐哈地区)为研究对象,基于MODIS多光谱传感器2000、2006、 2012年和2018年的遥感数据,采用4个表征湿度、干度、热度和绿度的指数,建立和绘制吐哈地区 多个时期的遥感生态指数(Remote sensing ecology index,RSEI),并对该地区的生态环境质量及土 地利用转换情况进行了定量分析。结果表明:近20 a来,吐哈地区的绿度指数平均增加0.0244,热 度指数平均降低0.0241,而湿度和干度指数整体的变化接近于0;其中,热度指数与RSEI具有负相 关性。总体而言,20002018年吐哈地区的生态环境质量表现为略微下降的趋势;其中,吐鲁番市 的鄯善县RSEI变化幅度最大,环境质量表征数据在区域下降幅度中排列首位,哈密市的巴里坤哈 萨克自治县环境质量减少的幅度最小。近20 a来,吐哈地区的草地面积有明显增加,但需控制草 地开垦及过度放牧,防止区域生态环境恶化。

  • 新疆典型盐渍土微波介电特性响应分析与建模

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2022-10-21 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 土壤盐渍化对区域经济和生态可持续发展产生负面影响。微波介电常数是微波遥感探测 土壤的关键因素,然而介电常数与盐分的关系仍不清晰。为分析盐分类型及含盐量对土壤介电常 数的影响,在0.3~20.0 GHz 频率下,测量了新疆典型的2 种盐渍土类型(硫酸盐-氯化物型: Na2SO4 -NaCl ;氯化物-硫酸盐型:NaCl-Na2SO4)的介电常数,探讨含水量、含盐量、盐分类型及 质地对土壤介电特性的影响。结果表明:(1)含盐量对湿润土壤、干燥粉壤土的复介电常数实部 ( )和虚部( )均产生影响。(2)对于同等级的2 种湿润盐渍土在0.3 GHz 频率下,整体上 Na2SO4 -NaCl > NaCl-Na2SO4 。(3)虚部的电模量( M)与含盐量的关系更紧密,且0.3~5.0 GHz是重要的 频率范围。研究结果可为复杂下垫面下土壤盐渍化的微波遥感监测提供科学支持。

  • MODIS 和Landsat 时空融合影像在土壤盐渍化监测中的 适用性研究 ——以渭干河—库车河三角洲绿洲为例

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 土壤盐渍化的遥感监测依赖于高时空分辨率影像,但受经费预算、卫星回访周期及天气的影响,高时空分辨率的遥感影像较难获取,这就限制了根据采样时间来获取对应时期遥感影像进行土壤盐渍化监测反演的应用。为此,提出融合MODIS和Landsat影像生成高时空分辨率影像来提取土壤盐渍化信息,为时空影像进行土壤盐渍化监测研究提供数据参考。以渭干河库车河绿洲为研究区,利用增强型时空自适应融合率反射模型(Enhanced spatial and temporal adaptive reflec⁃tance fusion model,ESTARFM)和灵活的时空融合模型(Flexible spatiotemporal data fusion,FSDAF),对MODIS和Landsat影像进行时空融合,并基于融合影像数据构建了关于土壤电导率(EC)的随机森林(RF)预测模型,对比分析时空融合影像应用于土壤盐渍化遥感监测的适用性。结果表明:ES⁃TARFM融合影像的特征波段反射率与Landsat验证影像对应波段反射率一致性决定系数R2(Red)=0.8066、R2(SWIR2)=0.8444;FSDAF融合影像的特征波段与Landsat验证影像对应波段反射率一致性决定系数R2(Red)=0.6999、R2(SWIR2)=0.7493;基于ESTARFM融合影像构建的EC值预测模型精度最高,R2=0.9268,基于FSDAF融合影像构建的EC值预测模型精度良好,R2=0.8987,基于验证影像构建的EC值预测模型R2=0.9103;ESTARFM模型的融合精度高于FSDAF模型,并且基于融合影像构建的EC值预测模型效果良好。