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中国沙漠 2022年第4期42卷 99-109页

作者：罗晶黄晓霞程宏蒋宁莫旭昱王琇瑜云南大学地球科学学院/云南省高校低纬高原大气环境与边界层过程重点实验室云南昆明650091 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室/地理科学学部北京100875 云南省气象局云南省大气探测技术保障中心云南昆明650034

京津风沙源治理是中国政府实施的具有重大战略意义的生态工程,实施近20年,区域生态环境状况发生了根本转变。为了定量评估京津风沙源治理工程实施以来景观结构变化及其对生态系统服务价值的影响,以浑善达克沙地为研究区域,以生态调节服... 详细信息

京津风沙源治理是中国政府实施的具有重大战略意义的生态工程,实施近20年,区域生态环境状况发生了根本转变。为了定量评估京津风沙源治理工程实施以来景观结构变化及其对生态系统服务价值的影响,以浑善达克沙地为研究区域,以生态调节服务(风蚀防治、水蚀防治、碳固存)、生态供给服务(牲畜养殖、粮食生产)、生境支持服务(自然生境多样性、人口居住支持服务)等指标,利用生态系统服务复合指数(Multiple ecosystem services landscape index,MESLI)和景观格局指数,运用冗余分析(redundancy analysis,RDA)和变差分解(Variation Partitioning)方法,研究了生态系统服务及集成的时空格局,以及植被景观组成与景观配置对区域生态系统服务贡献的变化。结果表明:(1)2000—2015年,浑善达克沙地的林地、草地面积减少,沙地面积则增加了110%;林地的景观结构改善,而草地与沙地的景观破碎化明显,连通度降低。(2)研究区东部和南部的生态系统服务价值增加了19%—85%,主要与林地景观的空间配置结构改善有关;中部和西部生态系统服务总体降低了28%—43%,主要与草地面积缩减、沙地面积扩张、植被景观破碎化有关。(3)景观格局对区域生态系统服务供给的贡献从2000年的60.88%增加到2015年的69.21%,且二者共同作用的比例明显增加,植被景观组成的贡献整体大于植被景观配置的贡献。植被景观配置对生态系统服务的相对贡献增加,表明植被恢复等治理工程的实施,在景观空间结构方面提升了防风固沙的效果,改善了区域生态系统服务功能。

关键词：生态系统服务景观组成景观配置土地利用变化京津风沙源区

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基于趋势单产和干旱指数的河南省冬小麦单产估算

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麦类作物学报 2021年第4期41卷 508-516页

作者：李石波朱秀芳侯陈瑶郭锐刘莹地表过程与资源生态国家重点实验室北京师范大学北京100875 土地科学技术学院中国地质大学(北京)北京100083 地理科学学部遥感科学与工程研究院北京师范大学北京100875

为了探究相关气象因子对小麦生产的影响,获取极端气候条件下满足精度需求的作物估产模型,以河南省为研究区,对研究区的历史小麦单产数据进行时间序列分解,得到趋势单产,再结合不同时间尺度干旱指数作为输入变量,以实际单产作为输出变量... 详细信息

为了探究相关气象因子对小麦生产的影响,获取极端气候条件下满足精度需求的作物估产模型,以河南省为研究区,对研究区的历史小麦单产数据进行时间序列分解,得到趋势单产,再结合不同时间尺度干旱指数作为输入变量,以实际单产作为输出变量,建立随机森林回归单产估计模型。选择典型干旱年份(2011年)与非干旱年份(2015年)进行小麦单产模型的精度验证,并对输入变量的重要性进行了分析。结果显示,随机森林回归单产估计模型拟合精度整体较高,各市模型的决定系数平均为0.87,平均绝对值误差的均值为17.69 kg·hm^(-2),平均绝对相对误差的均值为0.07。面积加权和简单平均估计得到的各市小麦估产的精度平均值在2011年分别为96.16%和95.12%,在2015年分别为92.99%和92.26%。干旱年份估产精度整体上高于非干旱年份估产精度,面积加权后的小麦单产估计精度略高于简单平均的小麦单产估计精度。对建模贡献最大的输入变量是趋势单产。就干旱指数来说,1个月时间尺度的干旱指数重要性整体高于2和3个月时间尺度的干旱指数;4月份的干旱指数重要性整体高于生长季其他月份的干旱指数。该模型能够准确及时地获取极端气候下小麦产量信息以及变量对小麦产量的影响,可以为研究气候变化对小麦产量的影响和提高极端气候条件下的估产精度提供方法参考。

关键词：单产估计随机森林标准化降水蒸散指数趋势单产

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高光谱图像分类的Wasserstein配置熵非监督波段选择方法

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测绘学报 2021年第3期50卷 405-415页

作者：张红吴智伟王继成高培超华东师范大学全球创新与发展研究院上海200062 华东师范大学城市与区域科学学院上海200241 西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都611756 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

高光谱图像波段选择需考虑波段信息。传统香农信息熵指标仅考虑图像的组分信息(像元的种类和比例),忽略了图像的空间配置信息(像元的空间分布),后者可由玻尔兹曼熵刻画。其中,Wasserstein配置熵删除了连续像元的冗余信息,但局限于四邻域... 详细信息

高光谱图像波段选择需考虑波段信息。传统香农信息熵指标仅考虑图像的组分信息(像元的种类和比例),忽略了图像的空间配置信息(像元的空间分布),后者可由玻尔兹曼熵刻画。其中,Wasserstein配置熵删除了连续像元的冗余信息,但局限于四邻域,本文将Wasserstein配置熵拓展至八邻域。以印度松木试验场和意大利帕维亚大学高光谱图像为例,使用Wasserstein配置熵差异值测度波段相关性,通过非监督次优搜索法确定最优波段组合,并用支持向量机分类。比较基于Wasserstein配置熵差异值、互信息、4种标准化互信息和两种相对熵变体的图像分类精度。结果表明,四邻域和八邻域Wasserstein配置熵差异值均可用于高光谱图像波段选择,当选择少量波段时优势尤为明显,且八邻域整体优于四邻域。

关键词：高光谱图像图像分类香农熵 Wasserstein配置熵波段选择

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激光衍射法与湿筛-吸管法测定中国3种典型土壤粒径分布的差异分析

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水土保持研究 2021年第4期28卷 84-90页

作者：白雪杨扬黄婷婷吴欣桐何涛王丽娟刘宝元北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部地理学院北京100875 北京市十三陵林场北京102200

为探究激光衍射法(Laser Diffraction Method,LDM)与湿筛—吸管法(Sieve-Pipette Method,SPM)测定不同土壤粒径分布的差异,以中国3种典型土壤--黑土、褐土和紫色土为研究对象,采用LDM和SPM分别测定其250~2000μm,100~250μm,53~100μm,20~53μm,10~20μm,5~10μm,2~5μm和<2μm粒级的百分比含量,并对SPM所得各粒级土壤悬液进行了LDM测定。结果表明:LDM相比SPM显著高估了3种土壤10~20μm,5~10μm,2~5μm粒级含量,低估了<2μm粒级含量,且二者的绝对差异随粒级减小而增大;两种方法在>20μm各粒级的差异因土壤类型而异。LDM在SPM所得250~2000μm,100~250μm悬液中仅分别检出34.6%~70.1%和58.1%~70.6%的对应粒级颗粒。在SPM所得<100μm各粒级悬液中,LDM检出的对应粒级占比介于52.7%~98.4%;偏大颗粒主要分布在对应悬液的相邻粒级,且占比随悬液粒级减小呈增大趋势。LDM与SPM在土壤粒径分布测定方面的差异主要源自土壤颗粒尤其是细颗粒的不规则形状,二者之间的具体差异因土壤类型和粒级而异。

关键词：土壤粒径分布激光衍射法湿筛—吸管法中国典型土壤

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磁化率技术在土壤侵蚀领域的研究进展

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中国水土保持科学 2022年第3期20卷 135-141页

作者：于悦张科利刘亮张威辽宁师范大学地理科学学院辽宁大连116029 北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部地理学院北京100875 南京林业大学林学院南京210037

磁化率技术在土壤侵蚀领域的应用日趋增多,利用土壤磁化率变化可以有效地探究地表过程中土壤运移的规律。通过回顾分析近70年来有关土壤磁化率的研究成果,以自然土壤和人工磁性物质2种磁性载体,以及土壤侵蚀定性描述和定量评价2种量定... 详细信息

磁化率技术在土壤侵蚀领域的应用日趋增多,利用土壤磁化率变化可以有效地探究地表过程中土壤运移的规律。通过回顾分析近70年来有关土壤磁化率的研究成果,以自然土壤和人工磁性物质2种磁性载体,以及土壤侵蚀定性描述和定量评价2种量定标准为主线,系统地梳理土壤磁化率技术在土壤侵蚀领域的研究进展,旨在为土壤侵蚀新方法研究提供有依据。结果表明:1)研究从单一地区向全球发展,中国地区的研究比例不断增加;2)以自然土样磁性研究为基础,人工磁性示踪剂为实验条件下的研究提供新的载体,使实验场景中的土壤磁性可调可控;3)磁化率技术在土壤侵蚀领域的应用仍处于定性研究阶段,侧重于经验型的定量评价模型稳步发展。因此,基于土壤磁性的土壤侵蚀研究呈点源分布,尚处于发展阶段,定性研究多于定量研究,经验模型估算土壤侵蚀速率占主导,今后的研究应聚焦土壤侵蚀过程和机理的定量表达。

关键词：土壤侵蚀磁化率技术土壤磁化率土壤再分配土壤侵蚀速率

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社会-生态网络方法研究进展

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生态学报 2021年第21期41卷 8309-8319页

作者：张萌萌王帅傅伯杰刘焱序武旭同南京信息工程大学地理科学学院南京210044 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

社会-生态系统是由一个或多个社会和生态子系统交互作用形成的复杂的、非线性的、动态耦合系统。理解社会与生态子系统之间的复杂交互关系对于实现有效、可持续的环境治理至关重要。社会-生态网络方法是网络理论在社会-生态交互作用研... 详细信息

社会-生态系统是由一个或多个社会和生态子系统交互作用形成的复杂的、非线性的、动态耦合系统。理解社会与生态子系统之间的复杂交互关系对于实现有效、可持续的环境治理至关重要。社会-生态网络方法是网络理论在社会-生态交互作用研究中应用与发展的产物,在定量刻画社会-生态系统结构、分析系统动态变化、推动系统适应性治理等方面具有重大的应用潜力。系统梳理了国内外现有的社会-生态网络研究,首先从网络的类型、构建模式、分析方法3个方面介绍社会-生态网络方法,并阐述其在资源管理、社会-生态匹配、社会-生态适应性治理领域中的应用,探讨社会-生态网络方法在研究社会-生态交互作用中的优势和挑战,最后提出未来社会-生态网络研究的重点方向,即社会-生态网络的动态变化过程以及社会-生态网络结构与功能关系。研究旨在深化网络分析可用于描述人—自然关系的认识,为社会-生态系统的网络研究提供实践指导,以期促进社会-生态网络方法在我国社会-生态系统研究中的应用。

关键词：社会-生态网络人地关系社会-生态系统社会生态匹配

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高分遥感共性产品生成和真实性检验技术体系

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遥感学报 2023年第3期27卷 544-562页

作者：柳钦火闻建光周翔赵坚李增元李新马明国王维真廖小罕刘绍民范闻捷肖青仲波李静辛晓洲李丽贾立高志海金家栋梁师邢进廖楚江吴一戎中国科学院空天信息创新研究院遥感科学国家重点实验室北京100101 国家国防科技工业局对地观测与数据中心北京100101 中国林业科学院资源信息研究所北京100191 中国科学院青藏高原研究所国家青藏高原科学数据中心北京100101 西南大学地理科学学院重庆金佛山喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站重庆400715 中国科学院西北生态环境资源研究院中国科学院黑河遥感试验研究站兰州730000 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京大学遥感与地理信息系统研究所北京100871 中科星图股份有限公司北京101399 航天宏图信息技术股份有限公司北京100195 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

随着高分辨率对地观测系统重大专项的成功实施,GF-1—GF-7七型卫星共19种主要载荷发射升空,形成了中国遥感卫星多谱段、多模式的观测能力,可为各种科研和行业遥感应用提供源源不断的高空间、高时间和高光谱分辨率的高质量遥感数据。如... 详细信息

随着高分辨率对地观测系统重大专项的成功实施,GF-1—GF-7七型卫星共19种主要载荷发射升空,形成了中国遥感卫星多谱段、多模式的观测能力,可为各种科研和行业遥感应用提供源源不断的高空间、高时间和高光谱分辨率的高质量遥感数据。如何打通高分卫星遥感数据到信息的转换链,降低高分卫星数据应用门槛、提升高分卫星应用服务成效已成为急需破解的迫切问题。遥感定量产品的误差来源包括传感器成像、几何与辐射定标、数据预处理、定量反演与产品检验等各个环节,提高定量遥感产品精度是一个复杂的系统工程,各行业应用部门和多领域用户难以独立完成全流程数据处理、产品生产和检验。本文在分析高分卫星遥感产品体系的基础上,针对多用户共同需求,梳理了7大类共45种共性定量遥感产品;从全链条误差溯源和质量检验需要出发,提出了高分遥感共性产品生成和检验的技术体系,分析了算法测评—算法优化—产品生产—真实性检验等环节面临的关键技术;进而提出了高分遥感共性产品真实性检验平台与产品定型分系统的初步设计方案,并介绍了系统研发的最新进展;最后对高分共性产品应用前景进行了展望,构建高分遥感共性产品生成与真实性检验技术体系,对于保障高分卫星遥感共性产品精度和质量、提升高分卫星应用服务效益具有重要的意义。

关键词：高分卫星遥感反演遥感共性产品算法测评像元真值真实性检验

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后疫情时代全球可持续发展目标加速行动的推动

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生态学报 2021年第20期41卷 7955-7964页

作者：冯思远赵文武华廷王涵北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部陆地表层系统科学与可持续发展研究院北京100875

"SDGs加速行动"是国际组织、政府部门、私营机构和其他利益攸关方为加快落实2030年可持续发展议程采取的全球行动。2019年联合国可持续发展目标峰会后,政府、国际组织、私营部门等提出了214项SDGs加速行动。2019年爆发的新型... 详细信息

"SDGs加速行动"是国际组织、政府部门、私营机构和其他利益攸关方为加快落实2030年可持续发展议程采取的全球行动。2019年联合国可持续发展目标峰会后,政府、国际组织、私营部门等提出了214项SDGs加速行动。2019年爆发的新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019,COVID-19)对实现可持续发展目标带来了系列影响,后疫情时代如何推动全球SDGs加速行动的实施成为重要的问题。对可持续发展评估报告(2019)和可持续发展目标加速行动等政策文件进行信息提取,建立加速行动匹配性指数模型和各国应对新冠疫情的恢复力指数模型,根据匹配性-恢复力分类体系将各国按照17项可持续发展目标分为9类,为推动后疫情时代全球可持续发展目标加速行动提供支撑。研究发现:(1)现有可持续发展目标加速行动的实施与区域需求不匹配,且这种不匹配的情况在COVID-19爆发前已经出现;(2)加速行动的实施受限于现有可持续发展水平和国家经济基础,区域关注的可持续发展目标与其自然地理位置和社会发展水平有着密切的关系,多边组织机构和其他利益攸关方需要在发展中国家大力推动可持续发展加速行动;(3)下一步实施加速行动需要加强国际间的合作,根据分类框架和可持续发展目标的关联关系,分重点推进加速行动的实施,完善可持续发展指标监测体系,分类设立后疫情时代不同时期的阶段目标,分阶段循序渐进,定期反馈追踪,以在2030年促进17项可持续目标的实现。

关键词：可持续发展目标加速行动可持续发展目标可持续发展 COVID-19

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典型黑土区坡耕地次产流径流曲线数计算方法

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中国水土保持科学 2021年第1期19卷 28-34页

作者：刘刚邢婉君焦剑北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 中国水利水电科学研究院北京100048

径流曲线数模型原理清晰简单、对参数和输入变量要求低,在地表径流预测中已得到广泛应用。为了提高该模型预报典型黑土区地表径流的精度,利用黑龙江省嫩江市鹤北小流域7个坡面径流小区共138场降雨-产流资料,通过量化次降雨过程中雨量在... 详细信息

径流曲线数模型原理清晰简单、对参数和输入变量要求低,在地表径流预测中已得到广泛应用。为了提高该模型预报典型黑土区地表径流的精度,利用黑龙江省嫩江市鹤北小流域7个坡面径流小区共138场降雨-产流资料,通过量化次降雨过程中雨量在时间上集中分布程度,分析其对地表产流影响,提出次产流径流曲线数CNt的计算方法。CNt/CN与降雨过程中最大时段Xmin内的降雨量和次雨量比值(PX/P)之间呈极显著正相关;当10≤X≤40时,两者相关程度更高。(P10/P)是对本区CNt影响最显著的降雨过程特征因子。可通过建立(CNt/CN)与(P10/P)之间的函数关系计算CNt,并提出该方程在不同耕作方式下的参数取值。使用径流曲线数模型时,若采用本文提出的计算方法,将CNt作为模型参数计算地表径流量,可显著提高模型在本区的预报精度。

关键词：径流曲线数模型次产流径流曲线数多年平均径流曲线数典型黑土区

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基于大数据的城市土地利用分类研究——以西宁市为例

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北京师范大学学报（自然科学版） 2021年第3期57卷 399-410页

作者：戴一华刘志锋王一航杨志鹏北京师范大学地理科学学部北京100875 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室人与环境系统可持续研究中心北京100875 国家自然科学基金委员会北京100875

以西宁市为例,基于宜出行和兴趣点(points of interest,POI)2类常用大数据以及最大似然、支持向量机和神经网络3种常用分类方法,开展了城市土地利用分类研究.通过对比不同数据与方法组合下的城市土地利用分类精度,确定了提取城市土地利... 详细信息

以西宁市为例,基于宜出行和兴趣点(points of interest,POI)2类常用大数据以及最大似然、支持向量机和神经网络3种常用分类方法,开展了城市土地利用分类研究.通过对比不同数据与方法组合下的城市土地利用分类精度,确定了提取城市土地利用信息的最优数据组合方式和分类方法.并基于分类结果对西宁市的城市土地利用格局进行了分析.结果显示,基于POI和宜出行数据的神经网络分类方法获取的研究区城市土地利用信息精度最高,总体精度为71.25%,Kappa系数为0.62.主要原因在于综合POI和宜出行可以更加充分地反映不同土地利用类型的特征,而神经网络可以有效综合多源大数据的信息.因此,基于多源大数据和神经网络为快速有效地获取城市土地利用信息提供了有效途径,具有较大的应用潜力.

关键词：城市土地利用大数据兴趣点宜出行机器学习

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