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热带地理 2020年第2期40卷 175-183页

作者：李丹黄钰辉孙中宇张卫强甘先华王佐霖孙红斌杨龙广东省遥感与地理信息系统应用重点实验室//广东省地理空间信息技术与应用公共实验室//广州地理研究所广州510070 广东省森林培育与保护利用重点实验室广东省林业科学研究院广州510520 广东省深圳市野生动物救助中心广东深圳518040

以深圳市坝光银叶园和大鹏半岛自然保护区19种湿地森林树种叶片可见光近红外光谱与全氮(Total Nitrogen,TN)、全磷(Total Phosphorus,TP)、全钾(Total Potassium,TK)含量关系为基础,分析了11种光谱预处理方式、3种光谱数据降维方式和2... 详细信息

以深圳市坝光银叶园和大鹏半岛自然保护区19种湿地森林树种叶片可见光近红外光谱与全氮(Total Nitrogen,TN)、全磷(Total Phosphorus,TP)、全钾(Total Potassium,TK)含量关系为基础,分析了11种光谱预处理方式、3种光谱数据降维方式和2种建模方法对模型精度的影响。结果表明,标准正态变换(Standard Normal Variate,SNV)结合一阶导数(first derivative,1st)预处理方式下模型精度最高;主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)降维处理对模型的降维效果最好;支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)的建模效果精度最高。对于TN、TP、TK最佳模型的预测确定系数均在0.80以上,模型RPD值也在2.0以上,SVR模型可以用于树种叶片TN、TP、TK的快速检测。

关键词：养分高光谱预处理降维

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半封闭大棚实验下广州市植被滞尘光谱特征分析

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热带地理 2020年第2期40卷 266-277页

作者：张晨周霞李勇杨骥李林广东省遥感与地理信息系统应用重点实验室//广东省地理空间信息技术与应用公共实验室//广州地理研究所广州510070 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广州511458 中交一公局第二工程有限公司苏州215000

基于广州市常见的绿化植物,采用高光谱遥感技术,通过设计半封闭的大棚实验方案,探讨了滞尘污染下不同植物叶片的光谱特征,结果表明:1)滞尘时间是影响绿化植物累积滞尘量的一个重要因子,滞尘量随着时间的增加而增加,但达到饱和之后会呈... 详细信息

基于广州市常见的绿化植物,采用高光谱遥感技术,通过设计半封闭的大棚实验方案,探讨了滞尘污染下不同植物叶片的光谱特征,结果表明:1)滞尘时间是影响绿化植物累积滞尘量的一个重要因子,滞尘量随着时间的增加而增加,但达到饱和之后会呈减少的趋势。2)在可见光波段,受叶面尘影响,叶片光谱反射率升高,且随滞尘量的增加而升高;在近红外波段则相反,光谱反射率随滞尘量的增加而降低。3)叶面尘对植物叶片的光谱特征参数具有直接或间接的影响,其中滞尘量与植物的三边位置无关,与归一化植被指数NDVI呈负相关关系,且不同植物的NDVI受叶面尘影响的程度不同,从大到小依次为:朱蕉>红花檵木>金叶榕。文章设计的半封闭大棚实验方案为植物滞尘效应的长时间可持续性研究提供了新思路。

关键词：高光谱遥感滞尘能力光谱特征绿化植物广州市

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基于Sentinel-1A影像和一维CNN的中国南方生长季早期作物种类识别

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农业工程学报 2020年第3期36卷 169-177页

作者：赵红伟陈仲新姜浩刘佳中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 农业农村部农业遥感重点实验室北京100081 Information Technology Division Food and Agriculture Organization of the United Nations(FAO)Rome 00153Italy 广东省遥感与地理信息系统应用实验室广州510070 广东省地理空间信息技术与应用公共实验室广州510070 广州地理研究所广州510070

作物的早期识别对粮食安全至关重要。在以往的研究中,中国南方作物早期识别面临的主要挑战包括:1)云层覆盖时间长、地块尺寸小且作物类型丰富;2)缺少高时空分辨率合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)数据。欧洲航天局Sentinel-1... 详细信息

作物的早期识别对粮食安全至关重要。在以往的研究中,中国南方作物早期识别面临的主要挑战包括:1)云层覆盖时间长、地块尺寸小且作物类型丰富;2)缺少高时空分辨率合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)数据。欧洲航天局Sentinel-1A(S1A)卫星提供的SAR图像具有12 d的重访周期,空间分辨率达10 m,为中国南方作物早期识别提供了新的机遇。为在作物早期识别中充分利用S1A影像的时间特征,本研究提出一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network,1D CNN)的增量训练方法:首先利用生长季内全时间序列数据来训练1D CNN的超参数,称为分类器;然后从生长季内第一次S1A影像获取开始,在每个数据获取时间点输入该点之前(包括该点)生长季内所有数据训练分类器在该点的其他参数。以中国湛江地区2017年生长季为研究实例,分别基于VV、VH和VH+VV,评估不同极化数据在该地区的作物分类效果。为验证该方法的有效性,本研究同时应用经典的随机森林(random forest,RF)模型对研究区进行试验。结果表明:1)基于VH+VV、VH和VV极化数据的分类精度依次降低,其中,基于VH+VV后向散射系数时间序列1D CNN和RF测试结果的Kappa系数最大值分别为0.924和0.916,说明S1A时间序列数据在该地区作物分类任务中有效;2)在研究区域内2017年生长季早期,基于1D CNN和RF的5种作物的F-measure均达到0.85及以上,说明本文所构建的1D CNN在该地区主要作物早期分类任务中有效。研究结果证明,针对中国南方作物早期分类,本研究提出的1D CNN训练方案可行。研究结果可为深度学习在作物早期分类任务中的应用提供参考。

关键词：作物遥感识别早期一维卷积神经网络(1D CNN) 深度学习合成孔径雷达 Sentinel-1

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粤港澳大湾区生态系统服务供需关系及其对城市化多空间尺度的响应

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生态学报 2024年第20期44卷 9094-9107页

作者：邓丽明杨骥尹小玲贾凯孙嘉舒思京黄爱琳广东省科学院广州地理研究所、广东省遥感与地理信息系统应用重点实验室/广东省地理空间信息技术与应用公共实验室广州510070 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广州511458 上海海洋大学海洋生态与环境学院上海201306

城市化与生态系统服务供需相互作用关系在不同空间尺度下具有显著差异性。基于供需空间不匹配视角揭示生态系统服务对城市化的多尺度响应规律是实现城市可持续性发展的重要前提条件。研究从1 km×1 km、2.5 km×2.5 km、5 km... 详细信息

城市化与生态系统服务供需相互作用关系在不同空间尺度下具有显著差异性。基于供需空间不匹配视角揭示生态系统服务对城市化的多尺度响应规律是实现城市可持续性发展的重要前提条件。研究从1 km×1 km、2.5 km×2.5 km、5 km×5 km、10 km×10 km、区县域和市域等6个空间尺度分析了2020年粤港澳大湾区生境质量服务、固碳服务和土壤保持服务供需关系和空间分异规律,并探究不同空间尺度生态系统服务供需关系对城市化的响应。结果表明:(1)生态系统供需错配集中分布在中心城区,空间尺度的增加加剧了中心城区的赤字程度。(2)城市化指数与生态系统服务供需比率在多空间尺度上均呈负相关关系。随着空间尺度增加,高城市化-生态系统服务赤字型逐渐向中心城区延伸,低城市化-生态系统服务盈余型向非城市化地区聚集。(3)在10 km和区县尺度上,生态系统服务供需对城市化响应最为剧烈,是解决二者不平衡发展的最佳尺度。本研究为高度城市化地区相关管理部门提供优化生态系统服务供需平衡的保护管理政策制定提供科学依据。

关键词：生态系统服务供需关系城市化尺度效应粤港澳大湾区

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粤港澳大湾区科技基础设施的空间集聚与区域发展效应

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地理科学进展 2022年第9期41卷 1702-1715页

作者：王洋张虹鸥岳晓丽云南师范大学地理学部昆明650500 广东省科学院广州地理研究所广东省遥感与地理信息系统应用重点实验室/广东省地理空间信息技术与应用公共实验室粤港澳大湾区战略研究院广州510070 广东工业大学建筑与城市规划学院广州510090

为探究科技基础设施的空间分布特征和区域发展效应,论文以粤港澳大湾区688个科技基础设施为研究对象,以56个县区为基本研究单元,采用平均最近邻距离法分析粤港澳大湾区科技基础设施的空间集聚性与空间差异格局。基于地理探测器从经济水... 详细信息

为探究科技基础设施的空间分布特征和区域发展效应,论文以粤港澳大湾区688个科技基础设施为研究对象,以56个县区为基本研究单元,采用平均最近邻距离法分析粤港澳大湾区科技基础设施的空间集聚性与空间差异格局。基于地理探测器从经济水平、居住收入、住房价格、人口学历结构4个方面分析粤港澳大湾区科技基础设施的区域发展效应。结果表明:①粤港澳大湾区科技基础设施呈现高度的空间集聚性分布,主要集中在广州核心区、深圳南山区和香港南部地区,在县区尺度上具有显著的空间差异和空间极化现象;②粤港澳大湾区科技基础设施分布对人口学历结构、经济水平、住房价格的空间格局具有显著的正向影响,显示出区域发展效应;③不同性质科技基础设施的区域发展效应有所差别,基础研究类科技基础设施对人口学历结构的影响强度最高,应用类科技基础设施对经济水平的影响最为明显。该研究可为粤港澳大湾区创新地理的学术研究提供案例补充,也为粤港澳大湾区科技基础设施的合理布局和优化配置提供决策支撑,具有学术意义和现实价值。

关键词：科技基础设施创新地理创新的区域效应粤港澳大湾区

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中国梯田撂荒程度及空间格局分异研究

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地理学报 2023年第1期78卷 3-15页

作者：董世杰辛良杰李升发谢花林赵宇鸾王学李秀彬宋恒飞卢亚晗中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 广东省科学院广州地理研究所广东省遥感与地理信息系统应用重点实验室/广东省地理空间信息技术与应用公共实验室广州510070 江西财经大学生态文明研究院南昌330013 贵州师范大学地理与环境科学学院贵阳550001

在城镇化和工业化的驱动下,中国丘陵山区耕地逐渐被边际化,耕地撂荒范围也迅速从劣质的坡耕地延展至优质的梯田,大规模梯田撂荒将会引发一系列社会和生态效应,科学评估中国山区梯田的撂荒程度及空间分布将有助于有效地应对耕地撂荒问题... 详细信息

在城镇化和工业化的驱动下,中国丘陵山区耕地逐渐被边际化,耕地撂荒范围也迅速从劣质的坡耕地延展至优质的梯田,大规模梯田撂荒将会引发一系列社会和生态效应,科学评估中国山区梯田的撂荒程度及空间分布将有助于有效地应对耕地撂荒问题。本文通过全国抽样调查的方式对中国梯田的撂荒程度进行了调查,利用获取的中国329个县的560份村问卷测算了中国梯田撂荒规模,并进一步分析了梯田撂荒空间分异特征及驱动因素。结果显示:①全国梯田撂荒现象分布广泛,发生梯田撂荒的村庄占总调查村庄的比例为54%,撂荒面积占梯田总面积的比例达到9.79%;②梯田撂荒程度呈现“南高北低”的特征,南方丘陵山区较为严重,尤以长江中下游地区为最;③梯田撂荒的主要因素可归结为农业劳动力外出务工、梯田耕作机械化程度、灌溉条件、耕作交通条件等。减缓梯田撂荒,应因区精准施策,提高梯田区机械化水平等措施具有普适性,针对质量较差的梯田,可有序“退耕”,对于质量较好的梯田,可采用调整种植结构、加强农业基础设施建设、鼓励流转与规模经营等方式。

关键词：梯田耕地撂荒全国抽样调查空间分异中国

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1960-2018年珠江流域极端气温时空变化特征

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山地学报 2022年第3期40卷 343-354页

作者：徐飞张汶海赵玲玲王钧宫清华广东省科学院广州地理研究所广州510070 广东省遥感与地理信息系统重点实验室广州510070 广东省地理空间信息技术与应用公共实验室广州510070 澜湄水资源合作中心北京100038

分析流域尺度极端气温事件时空变化特征及其原因,是区域气象灾害预警与风险防控的科学基础。中国疆域辽阔、气候复杂多变,加之地形与地理位置差异、各地极端气温变化表现不一,极端气候呈现出区域差异性的时空变化特征。珠江流域作为我... 详细信息

分析流域尺度极端气温事件时空变化特征及其原因,是区域气象灾害预警与风险防控的科学基础。中国疆域辽阔、气候复杂多变,加之地形与地理位置差异、各地极端气温变化表现不一,极端气候呈现出区域差异性的时空变化特征。珠江流域作为我国经济发展的重要增长区,是气候变化和生态环境的敏感区,极端高温事件频发,造成严重的经济损失。珠江流域极端气温时空变化方面的研究,过去并没有考虑地理因子对极端气温变化特征的影响。本文基于1960—2018年珠江流域内57个气象站点逐日平均、最高和最低气温资料,采用12个极端气温指数分析极端气温时空变化特征,预测其未来变化趋势。研究表明:(1)1960—2018年珠江流域极端气温暖指数呈增加趋势,而极端气温冷指数减少,并且极端低温变化趋势大于极端高温变化趋势,致使气温日较差下降。极端气温夜晚变化趋势较白天更为剧烈。(2)基于Hurst指数分析,所有极端气温指数Hurst指数值都大于0.5,表明未来珠江流域极端气温指数仍将保持目前的趋势方向。(3)珠江流域极端气温指数的变化具有明显的空间差异性,东南部低海拔区增温更为剧烈。(4)极端气温冷指数受涛动指数的影响较大,而极端气温暖指数受夏季风指数影响较大。本研究量化区域极端气温时空变化特征,可为流域极端气温预警决策提供科学指导。

关键词：极端气温暖指数冷指数变化趋势珠江流域

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河口最大浑浊带研究的回顾与展望

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科学通报 2021年第18期66卷 2328-2342页

作者：王重洋周成虎陈水森 Yichun Xie 李丹杨骥周霞李勇王丹妮刘杨晓月广东省科学院广州地理研究所广东省地理空间信息技术与应用公共实验室广东省遥感与地理信息系统应用重点实验室广东省遥感大数据应用工程技术研究中心广州510070 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广州511458 Institute for Geospatial Research&Education Eastern Michigan UniversityYpsilantiMI 48197USA 中山大学新华学院资源与城乡规划系广州510520

最大浑浊带是河口近岸泥沙含量显著高于上下游,并在一定范围内有规律迁移的浑浊水体,是河流入海泥沙输移过程中的特有现象.它显著体现了河流、海洋及物质能量的耦合作用,其发展动态、研究进展备受关注.本文通过回顾国内外河口最大浑浊... 详细信息

最大浑浊带是河口近岸泥沙含量显著高于上下游,并在一定范围内有规律迁移的浑浊水体,是河流入海泥沙输移过程中的特有现象.它显著体现了河流、海洋及物质能量的耦合作用,其发展动态、研究进展备受关注.本文通过回顾国内外河口最大浑浊带80多年来的研究现状和历程,总结经验、展望未来.既有研究已对河口最大浑浊带的泥沙含量、物质来源及组成等基本特征进行了较为全面的总结,认识到不同类型河口最大浑浊带的形成发育存在不同的主导动力过程和主控影响因素;此外,河口最大浑浊带在中短尺度上的时空变化也得到了比较充分的分析和讨论.相关研究在多方面都取得了瞩目的成果和进展,具有重要的科学价值与现实意义.但是,分析认为仍亟待继续开展并进一步加强最大浑浊带的精准定量识别方法研究、空间立体分布整体特性研究,特别是人类活动加剧和全球自然环境显著变化影响下的长期时空动态特征研究,以促进对河口最大浑浊带现象及其时空演变规律和趋势更加全面、更加深刻的认识和理解,助力社会经济和自然环境健康可持续发展.

关键词：河口最大浑浊带形成机制时空变化

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南沙新区城市生态网络构建与连通胁迫分析

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热带地理 2023年第12期43卷 2332-2344页

作者：吕基新朱竞陈彩霞臧传富广州南沙新区规划设计研究院有限公司策划研究所广州511455 广东省科学院广州地理研究所//广东省遥感与地理信息系统应用实验室//广东省地理空间信息技术与应用公共实验室广州510070 华南师范大学地理科学学院广州510631

优化生态网络结构与增强生境连通性是保障城市生态安全的关键,结合城市大数据能更精确地揭示人类活动的空间异质性对生态连通的胁迫效应。现有研究受限于矫正阻力数据精度与源地廊道识别方法的不足而难以建立带属性的生态网络,因而对中... 详细信息

优化生态网络结构与增强生境连通性是保障城市生态安全的关键,结合城市大数据能更精确地揭示人类活动的空间异质性对生态连通的胁迫效应。现有研究受限于矫正阻力数据精度与源地廊道识别方法的不足而难以建立带属性的生态网络,因而对中小尺度城市生态网络构建与连通胁迫分析较为匮乏。文章基于POI数据与土地利用数据构建综合阻力面,利用InVEST模型与电路理论构建具有量化属性的生态网络,并明晰网络中影响廊道连通的胁迫因子与干扰强度。结果表明:1)南沙新区整体生境质量处于良好水平,生态源地中心性介于26.8~69.26,源地中心性与源地面积加权重心距离成反相关;多数生态廊道连通性为17.56~92.56,廊道连通性与廊道长度、阻力具有反比关系。2)南沙新区生态网络由18个高生境质量源地、40条最优生态廊道以及125.70km²的潜在廊道所组成,在空间上呈现“中部密、南北疏”的内敛格局,中部廊道分布较为密集、长度较短、连通性较高且源地分布集中,而南北两端则零散分布着低级源地且形成较多长距离、低连通性的廊道。3)胁迫生态廊道连通的POI设施由强到弱依次为公司企业、交通设施、生活服务与购物消费,削减与控制以上4类POI在潜廊道范围内的数量,将有效增强生态网络连通性并缓解源地孤岛化、生境碎片化趋势。

关键词：生态网络电路理论 InVEST模型连通性 POI 南沙新区

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基于被动声学监测技术的城市绿地景观格局与鸟类多样性关联分析

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生物多样性 2024年第10期32卷 154-168页

作者：李乐张承云裴男才高丙涛王娜李嘉睿武瑞琛郝泽周中国林业科学研究院热带林业研究所广州510520 广州大学电子与通信工程学院广州510006 广东省科学院广州地理研究所广东省遥感与地理信息系统应用重点实验室/广东省地理空间信息技术与应用公共实验室广州510070

城市化导致的生境破碎化与生境质量下降对生物多样性造成了负面影响。鸟类是全球生物多样性的重要组成部分,也是生态环境变化的重要指示物种。城市绿地在鸟类多样性保护中起着主导作用,理解绿地景观特征与鸟类多样性的关系对城市景观可... 详细信息

城市化导致的生境破碎化与生境质量下降对生物多样性造成了负面影响。鸟类是全球生物多样性的重要组成部分,也是生态环境变化的重要指示物种。城市绿地在鸟类多样性保护中起着主导作用,理解绿地景观特征与鸟类多样性的关系对城市景观可持续管理和生物多样性保护具有重要意义。为了探究不同取食集团鸟类多样性对城市绿地景观格局的响应差异,本研究基于被动声学监测技术对广州市30个城市公园开展了为期6个月的同步连续监测,并基于深度学习模型识别物种信息,采用冗余分析、随机森林回归、分类和回归树模型量化了鸟类物种数量与绿地景观特征之间的关系。结果表明:较高绿地面积比例和较大斑块面积对鸟类物种数量有积极的影响,而降低生境景观连通性对其有负面影响,但不同食性的鸟类对景观特征的响应存在差异。杂食鸟类更加适应破碎化的环境,食肉鸟对生境连通性高度敏感,食虫鸟则依赖绿地平均斑块面积。此外,夜间人造灯光与鸟类物种数量呈负相关关系,食虫鸟对其的响应更加敏感。鸟类物种数量与绿地景观特征之间呈非线性关系,具有不同的响应过程和阈值。当2 km圆形缓冲区内绿地平均斑块面积高于0.01–0.02 ha或孤岛面积比例低于0.92%–10.40%时,有助于增加专一食性鸟类物种数量。为提升城市鸟类整体多样性,建议减少人造灯光对鸟类的负面影响,并在景观管理中保护和恢复以本地物种为主的残存栖息地、建立廊道和补充性新栖息地、增强生境连通性。

关键词：被动声学监测鸟类多样性取食集团城市绿地景观连通性

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