检索结果-内蒙古大学图书馆

农业工程学报 2016年第3期32卷 155-162页

作者：刘轲周清波吴文斌陈仲新唐华俊农业部农业信息技术重点实验室/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 华中师范大学城市与环境科学学院武汉430079

近年来,高光谱遥感数据广泛应用于农作物叶面积指数(LAI)反演。与常用的多光谱遥感数据相比,高光谱数据能否提高农作物LAI反演的精度和稳定性还存在争议。针对这一问题,该研究利用实测冬小麦冠层高光谱反射率数据,构造了不同光谱分辨率... 详细信息

近年来,高光谱遥感数据广泛应用于农作物叶面积指数(LAI)反演。与常用的多光谱遥感数据相比,高光谱数据能否提高农作物LAI反演的精度和稳定性还存在争议。针对这一问题,该研究利用实测冬小麦冠层高光谱反射率数据,构造了不同光谱分辨率和波段组合的5种光谱数据。基于ACRM(a two-layer canopy reflectance model)模型、2套参数化方案及上述5种光谱数据,对冬小麦LAI进行反演,分析光谱分辨率、高光谱数据波段选择、模型参数不确定性3方面因素对LAI反演精度与稳定性的影响。研究结果表明:当波段选择适宜、模型参数不确定性较小且光谱数据分辨率较高时,LAI反演精度与稳定性更高,提高光谱分辨率对LAI反演精度的改进作用随光谱分辨率的升高而降低;反之,当高光谱数据波段选择不当或者模型参数不确定性较大时,提高光谱数据的分辨率并未提高LAI反演精度。该研究解释了"高光谱遥感数据能否提高植被参数反演精度"问题,为进一步发挥高光谱数据在农作物LAI反演中的潜力提供了科学参考。

关键词：植被遥感光谱分析叶面积指数高光谱反演波段选择

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1980～2010年中国耕地复种可提升潜力空间格局变化

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中国农业资源与区划 2016年第11期37卷 7-14页

作者：何文斯吴文斌余强毅胡文君谭杰扬胡亚楠农业部农业信息技术重点实验室/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所

利用1980~2010年中国分县农业统计数据和中国地面气候日值数据,分别估算20世纪80年代、90年代及21世纪初的中国县级实际复种指数(MCI)和潜力复种指数(PMCI),据此分析过去30年中国耕地复种可提升潜力(PIMCI)的空间格局变化,并进而探究复... 详细信息

利用1980~2010年中国分县农业统计数据和中国地面气候日值数据,分别估算20世纪80年代、90年代及21世纪初的中国县级实际复种指数(MCI)和潜力复种指数(PMCI),据此分析过去30年中国耕地复种可提升潜力(PIMCI)的空间格局变化,并进而探究复种可提升潜力对全国粮食增产潜力的贡献大小。结果表明:(1)在时间尺度上,中国耕地PIMCI从20世纪80年代的50.2%减少到90年代的48.7%,之后受PIMCI与MCI逆向变化的影响,到21世纪初耕地可提升复种指数扩大到59.6%。(2)从不同地理区域看,中国不同农业种植区耕地PIMCI变化具有明显的地理空间差异。黄淮海区和云贵区的PIMCI低于10%,且30年内变化相对稳定;西北区和北部高原区的PIMCI有减少的趋势;东北区、川陕区及青藏区连续增加;水热资源充沛的南方各农业区波动剧烈。(3)在现有耕地面积保持不变的基础上,通过提高土地集约化利用强度,充分挖掘耕地的复种潜力,可以新增约30%的农作物播种面积,粮食增产潜力达到全国粮食总产的32.2%。其中潜力较高的区域主要集中在南方的3个农业区(长江中下游区、华南区、南方丘陵区)及青藏区,这4个区域的粮食增产潜力可达到全国增产总潜力的70%。但该潜力的实际利用需要充分考虑区域的资源禀赋、技术水平、生态环境和经济政策等因素。

关键词：中国复种指数可提升潜力时空变化粮食增产潜力

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基于SPOT/VGT数据的中国北方耕地物候提取研究

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中国农业资源与区划 2016年第4期37卷 77-86页

作者：卫炜吴文斌李正国周清波中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业部农业信息技术重点实验室

耕地物候的空间格局综合反映了作物种植在环境因子及人类活动双重作用下的空间差异性,因此耕地物候识别成为农业遥感应用的热点之一。研究利用SPOT的植被指数产品开展我国北方耕地作物种植制度空间分布的遥感识别并分析耕地种植制度空... 详细信息

耕地物候的空间格局综合反映了作物种植在环境因子及人类活动双重作用下的空间差异性,因此耕地物候识别成为农业遥感应用的热点之一。研究利用SPOT的植被指数产品开展我国北方耕地作物种植制度空间分布的遥感识别并分析耕地种植制度空间分布特征。首先使用非对称高斯函数拟合法对时间序列植被指数进行重构,然后采用多项式和谐波函数拟合数据来确定耕地的生长季个数,最后通过比例阈值法提取耕地的生长季开始期和结束期。在上述过程中结合先验知识引入波峰阈值并通过对NDVI时间序列数据进行"掐头去尾"处理来保证耕地种植制度识别以及物候信息获取的准确性。基于SPOT/VGT数据对我国北方15省的耕地种植制度进行了识别,并在此基础上分别提取了不同生长季的耕地物候信息并分析了其空间格局特征。结果表明,适当引入先验知识有利于正确识别耕地种植制度和准确获取耕地物候信息,2005年我国北方耕地的种植制度以一年一熟为主,一年二熟制主要分布在北纬40°以南的平原地区。其中第一生长季的空间格局差异比第二生长季更加明显,同时生长季结束期分布的时间范围比开始期更为集中。总之我国北方耕地物候的空间格局与种植制度密切相关,受到自然资源和人类活动的共同影响。

关键词： NDVI 时间序列 SPOT/VGT 种植制度耕地物候

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基于SAR遥感的北方旱地秋收作物识别研究

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中国农业资源与区划 2016年第8期37卷 27-36页

作者：东朝霞王迪周清波陈仲新刘佳中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业部农业信息技术重点实验室

在我国北方旱地秋收作物生长关键期,云雨天气影响较大,无法及时、有效地获取光学遥感数据,因此利用雷达遥感进行旱地作物识别研究非常必要。文章以河北省衡水市为研究区,选择6期RADARAST-2全极化影像作为数据源,分类方法为随机森林法。... 详细信息

在我国北方旱地秋收作物生长关键期,云雨天气影响较大,无法及时、有效地获取光学遥感数据,因此利用雷达遥感进行旱地作物识别研究非常必要。文章以河北省衡水市为研究区,选择6期RADARAST-2全极化影像作为数据源,分类方法为随机森林法。首先通过对比不同时相间的组合结果,优选出了研究区典型秋收作物(玉米、棉花)的最佳识别时相及组合方式。其次,提取最优识别时相的后向散射信息、纹理信息、极化分解等3部分信息,依据信息间相互组合的结果及随机森林算法对变量的重要性评价,文中对上述3部分信息进行了重要性评估。结果表明:利用SAR识别旱地秋收作物时应着重关注作物生长前期的时相,其中玉米在6月27日单一时相下就可获得90%以上的高精度;棉花面积小、地块破碎,但通过6月3日与6月27日两个时相的结合也得到了70%以上的精度。在玉米识别中极化信息具有较大的贡献,极化变量的加入主要增加了玉米和建筑用地的可分离性,与单纯利用后向散射信息分类相比精度提高了近7%;同样,纹理信息和极化分解信息的加入也使棉花的精度提高了3%。最后,利用随机森林算法对变量的重要性评价机制,优选出对玉米识别最为重要的5个变量,依次为:VH、Alpha、Yamaguchi4-Odd、Freeman-Vol和Mean(HV)。该研究利用雷达数据进行旱地作物识别,验证了雷达影像对旱地秋收作物的识别能力,不仅保证了数据获取与天气状况的独立性,还凭借SAR独有的数据获取方式,为光学数据提供了补充。

关键词：合成孔径雷达(SAR) 旱地农作物分类随机森林变量优选

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近30年中国农作物种植结构时空变化分析

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地理学报 2016年第5期71卷 840-851页

作者：刘珍环杨鹏吴文斌李正国游良志中山大学地理科学与规划学院国土资源与环境系广州510275 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业部农业信息技术重点实验室北京100081 国际食物政策研究所美国华盛顿20006

综合运用时序变化趋势、空间集聚分析等方法,从种植结构类型和种植比例变化趋势分析了1980年以来中国县域种植结构的时空特征。结果表明:1近30年来中国前10位的种植结构类型有16种,2002年后多元种植结构逐步替代单一型种植结构。粮食作... 详细信息

综合运用时序变化趋势、空间集聚分析等方法,从种植结构类型和种植比例变化趋势分析了1980年以来中国县域种植结构的时空特征。结果表明:1近30年来中国前10位的种植结构类型有16种,2002年后多元种植结构逐步替代单一型种植结构。粮食作物占优的单一种植结构类型呈逐年递减趋势,其中1980年全国82.7%的县级农业种植结构是水稻、小麦、玉米及其组合种植类型,2002年后的果蔬类型增加改变了种植结构格局。2全国种植县中有47%的水稻、61%的小麦和29.6%的玉米的种植比例显著减少,其他作物呈现增加趋势。粮食作物由以水稻为主的格局调整为水稻、小麦和玉米共存格局,其中玉米种植面积比例在空间上变化最为显著,在中国形成北东—西南向的"玉米减少带"。种植结构调整热点的城市地区,城市化对种植结构变化影响显著,水果和蔬菜类种植比例在城市化地区快速增加。3种植结构变化趋势在1300个县形成空间集聚效应,水稻的高高聚集占全国县数的2.86%、小麦占5.64%、玉米占6.11%、大豆为4.53%、麻类为1.62%、棉花占7.77%、蔬菜占8.24%、薯类占12%、水果占10%、糖料占1.41%、油料占9.35%,主要分布于中国东北、新疆和沿海的城市化地区。

关键词：农作物种植结构类型时空变化中国

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若尔盖高原湿地研究进展

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地理与地理信息科学 2016年第4期32卷 76-82,89页

作者：申格徐斌金云翔陈实张文博郭剑刘航张玉静杨秀春农业部农业信息技术重点实验室/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 农业部智能化农业预警技术重点开放实验室/中国农业科学院农业信息研究所北京100081

若尔盖高原湿地是我国第一大高原沼泽湿地,也是世界上最大的泥炭沼泽。若尔盖高原湿地对黄河上游的水源涵养与补给及生态平衡的维持起着极其重要的作用,此外对全球气候与环境变化有着紧密联系。随着沼泽旱化、沙化、土壤退化等生态问题... 详细信息

若尔盖高原湿地是我国第一大高原沼泽湿地,也是世界上最大的泥炭沼泽。若尔盖高原湿地对黄河上游的水源涵养与补给及生态平衡的维持起着极其重要的作用,此外对全球气候与环境变化有着紧密联系。随着沼泽旱化、沙化、土壤退化等生态问题的出现,对若尔盖高原湿地的研究越来越受到重视。以湿地退化为主线,在对各种文献资料归纳整理的基础上,该文从湿地分类及信息提取、湿地生物多样性、湿地土壤和湿地温室气体、湿地与全球变化、湿地退化五方面评述了若尔盖高原湿地的研究进展。在此基础上,对若尔盖高原湿地未来的研究方向进行了展望,提出加强若尔盖高原湿地退化的过程和驱动机制研究、湿地生物多样性研究、加强湿地生态恢复与管理保护三方面建议。

关键词：高原湿地生态功能气候变化研究进展若尔盖高原

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不同引力范围下二次引力模型亚像元定位研究

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科学技术与工程 2016年第19期16卷 20-29页

作者：吴尚蓉任建强陈仲新中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业部农业信息技术重点实验室北京100081

为进一步提高亚像元级遥感影像分类精度,研究开展了基于空间引力模型(spatial attraction model,SAM)和像元交换模型(pixel swapping model,PSM)有机结合的二次引力计算模型(double-calculated spatial gravity model,DSGM)亚像元定位实验;并对不同引力范围下的模型精度进行验证。研究中,利用空间引力模型改进像元交换模型初始化算法;并相应的对像元交换模型优化算法进行改进。其中,实验数据为人工影像数据和美国威斯康星州典型农业区的Landsat 8遥感影像数据。结果表明,当退化尺度为4时,在环绕空间关系下,利用二次引力计算模型对人工影像和遥感影像进行亚像元定位精度较空间引力模型和像元交换模型均有所提高。可见基于二次引力计算的亚像元定位模型精度均优于空间引力模型和像元交换模型,证明所提亚像元定位方法具有一定可行性和适用性,为更好地突破遥感影像空间分辨率的限制提供了新的思路。

关键词：亚像元定位空间相关性空间引力模型像元交换模型万有引力

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不同耕地数据集在中国区域的对比研究

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中国科学：地球科学 2016年第11期46卷 1459-1471页

作者：陆苗吴文斌张莉廖安平彭舒唐华俊中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业部农业信息技术重点实验室北京100081 国家基础地理信息中心北京100830

耕地的数量和空间分布信息是国家粮食安全、全球环境变化、陆地生态系统地球物理和地球化学循环过程等研究的基础.本文以中国区域耕地为研究对象,从耕地的数量和空间位置两方面,对2010基准年的4套全球地表覆盖产品Globe Land30、FROM-GL... 详细信息

耕地的数量和空间分布信息是国家粮食安全、全球环境变化、陆地生态系统地球物理和地球化学循环过程等研究的基础.本文以中国区域耕地为研究对象,从耕地的数量和空间位置两方面,对2010基准年的4套全球地表覆盖产品Globe Land30、FROM-GLC、Glob Cover和MODIS Collection 5,以及耕地数据集MODIS Cropland进行了对比研究.结果表明,不管是从耕地数量还是空间位置,Globe Land30的准确度都要高于其他4套产品.从耕地的数量来看,5套数据集计算的耕地面积比例在多数省份都有差异,和统计数据相比,Globe Land30和统计数据的吻合度最好,MODIS Collection 5和FROM-GLC次之,MODIS Cropland和Glob Cover较低.在空间位置方面,Globe Land30的空间位置精度最高,其次是FROM-GLC和MODIS Collection 5,Glob Cover和MODIS Cropland的精度最低;同时,5套数据的空间一致性从农业主产区到草原牧区逐渐降低,且受高程和坡度的影响明显.本文发现,虽然MODIS Collection 5的空间分辨率最低,但其耕地的数量精度和空间位置精度都高于300m空间分辨率的Glob Cover和250m空间分辨率的MODIS Cropland.因此,在进行耕地遥感制图时,选择高的空间分辨率固然可以提高数据精度,选择合适的分类方法也同样重要.同时,地形复杂的西北和西南区域光谱混合现象严重,给制图带来更多的不确定性,导致数据间的一致性较差,这将是以后耕地制图需要重点关注的区域.

关键词：地表覆盖耕地耕地数量空间位置精度空间一致性

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气候变化背景下东北水稻的时空分布特征

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应用生态学报 2016年第8期27卷 2571-2579页

作者：陈浩李正国唐鹏钦胡亚南谭杰扬刘珍环游良志杨鹏中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业部农业信息技术重点实验室北京100081 中山大学地理科学与规划学院广州510275 国际食物政策研究所华盛顿20006

以受气候变化影响显著的中国东北地区（黑龙江、吉林和辽宁）为研究区域,以水稻为研究对象,利用1980—2010年东北三省分县水稻播种面积、水田分布以及水稻气候适宜性分布等多源数据,结合作物空间分配模型（SPAM）,在5＇×5＇的像元... 详细信息

以受气候变化影响显著的中国东北地区（黑龙江、吉林和辽宁）为研究区域,以水稻为研究对象,利用1980—2010年东北三省分县水稻播种面积、水田分布以及水稻气候适宜性分布等多源数据,结合作物空间分配模型（SPAM）,在5＇×5＇的像元尺度上模拟了东北地区水稻时空变化过程,结合气温、降水等气候因子的空间分异,重点分析了水稻分布在不同积温与降水区间的时空变化特征.结果表明：水稻分布的核心纬度由北纬39°—46°推移至41°—47°,经度则由122°—127°向东推移至131°,同时还呈现向200 m以上的较高海拔地区扩展的趋势;区域内积温带均向北偏移,新增的水稻面积主要集中在2800~3400℃·d的积温区间;研究期间区域内降水量2000年以前呈增加趋势,之后下降,水稻面积变化则主要发生于300~600 mm的降水区间内.

关键词：水稻作物空间分配模型空间响应气候变化东北地区

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1980—2010年东北地区种植结构时空变化特征

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中国农业科学 2016年第21期49卷 4107-4119页

作者：刘珍环唐鹏钦范玲玲杨鹏吴文斌中山大学地理科学与规划学院国土资源与环境系中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业部农业信息技术重点实验室

【目的】探讨过去30年东北地区像元尺度种植结构的时空分布特征和演变规律,为东北地区农业政策的调整提供科学基础。【方法】基于1980—2010年东北三省的玉米、大豆、水稻和小麦种植面积的县级统计数据,利用SPAM-China模型获取10 km像... 详细信息

【目的】探讨过去30年东北地区像元尺度种植结构的时空分布特征和演变规律,为东北地区农业政策的调整提供科学基础。【方法】基于1980—2010年东北三省的玉米、大豆、水稻和小麦种植面积的县级统计数据,利用SPAM-China模型获取10 km像元尺度上种植结构的分布信息,构建以像元内种植面积比例超过30%和占比前三位的种植结构类型的判定方式,利用空间叠加方法分析种植比例及其结构类型的时空变化特征。【结果】运用像元结果初步阐明了东北地区的种植结构变化特征,首先种植规模的优先顺序在2000年左右发生了变化,由玉米>大豆>小麦>水稻变为玉米>大豆>水稻>小麦;其次,30年间共出现14种组合类型,包括6种水稻及其组合类型由1980年的8.30%增至2010年18.64%,主要分布于辽河平原、松嫩平原和三江平原等地;7种玉米及其组合类型占比超过三分之二,累积比例增长3.7%,主要分布在东北的中西部,是该地区的主要种植作物;5种大豆及其组合类型累积比例减少4.2%,空间上发生了显著的置换,由散布在三省的格局迅速北移集中于黑龙江;7种小麦及其组合类型累积比例从26.82%降为3.17%,是变化最为显著的种植结构类型,现有少量集中于黑龙江嫩江附近。再次,3种种植结构类型变化较多,一是由开垦耕地带来的新类型,占所有变化类型比例为20.91%,特别是黑龙江省拓荒带来的大规模水稻种植;二是单一作物型变化为两种或以上作物类型组合,占比为34.90%,组合作物主要为水稻和大豆;三是多种作物组合型变为单一作物型,将种植结构类型集聚,占比为41.36%,主要为玉米种植区的调整。【结论】过去30年种植结构类型变化规律为种植结构类型分布受玉米和大豆主导,其中大豆空间转移至黑龙江,水稻正成为东北地区重要种植类型,而小麦则持续萎缩至局部地区,种植结构类型变化趋势将以玉米、大豆和水稻为主,单一化趋势显著。种植结构调整方向应从减少单一玉米型和增加水稻和大豆组合型入手。

关键词：农作物格局种植结构类型时空变化像元尺度东北地区

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