检索结果-内蒙古大学图书馆

中国农业科学 2018年第24期51卷 4659-4676页

作者：王飞杨胜天魏阳杨晓东丁建丽新疆大学智慧城市与环境建模新疆普通高校重点实验室新疆大学资源与环境科学学院绿洲生态教育部重点实验室

【目的】试图通过优先在干旱区绿洲的子区构建模型以提高绿洲全局土壤盐度的预测精度。同时量化全局模型和子区模型之间精度的差异性和不确定性。【方法】利用随机森林(Random Forest,RF)和随机梯度增进算法(Stochastic Gradient Treebo... 详细信息

【目的】试图通过优先在干旱区绿洲的子区构建模型以提高绿洲全局土壤盐度的预测精度。同时量化全局模型和子区模型之间精度的差异性和不确定性。【方法】利用随机森林(Random Forest,RF)和随机梯度增进算法(Stochastic Gradient Treeboost,SGT)定量化上述不确定性,同时,对比本地尺度多个情景(景观)优先建立模型再合并预测值对于模拟全局土壤盐度的精度影响。基于驱动因子(土地利用和地貌),响应因子(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI和土壤电导率,EC),研究设计了27个能够相对覆盖典型绿洲不同土壤盐度变异性的环境情景。【结果】70.37%(19/27)的情景证明SGT的预测精度高于RF。单独建模的10个情景的预测精度高于全局模型下10个再分类情景(根据情景设定规则将全局模型预测值再分类)的精度。特别是,EC≤4 dS·m-1和2 dS·m-1建模预测。4个情景(两两合并)预测值合并后的精度高于全局模型再分类后的精度。需要指出的是,用于绿洲尺度子区情景构建的首选分割变量是EC,其次是地貌和土地利用。【结论】研究推荐基于SGT在绿洲内部不同景观尺度上优先建模,再将各景观尺度的预测值进行合并,以提高绿洲土壤盐度的推理精度。

关键词：土壤盐分机器学习干旱区 Landsat OLI 空间异质性随机森林算法随机梯度增进算法

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基于三维荧光技术的艾比湖流域地表水盐分快速诊断研究

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光谱学与光谱分析 2018年第5期38卷 1468-1475页

作者：王小平张飞杨胜天阿依努尔·玉山江陈芸新疆大学资源与环境科学学院新疆乌鲁木齐830046 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室新疆乌鲁木齐830046 新疆智慧城市与环境建模普通高校重点实验室新疆乌鲁木齐830046 北京师范大学地理学与遥感科学学院北京100875 CSIRO Land and WaterCanberra 2601Australia

如何快速获取干旱区地表水盐分含量是干旱区绿洲地表水有效管理的关键问题。研究以艾比湖流域为研究区,三维荧光光谱技术为诊断手段,利用荧光激发发射矩阵(EEM)结合平行因子分析(PARAFAC)法,提取艾比湖流域地表水水体荧光组分,构建干旱... 详细信息

如何快速获取干旱区地表水盐分含量是干旱区绿洲地表水有效管理的关键问题。研究以艾比湖流域为研究区,三维荧光光谱技术为诊断手段,利用荧光激发发射矩阵(EEM)结合平行因子分析(PARAFAC)法,提取艾比湖流域地表水水体荧光组分,构建干旱区地表水三维荧光光谱指数。通过线性回归方法,建立基于三维荧光光谱技术的地表水盐分含量的诊断模型。结果表明:(1)艾比湖流域地表水溶解性有机质含有四种荧光组分即:微生物腐殖质(C1),腐殖酸等有机物质(C2,C4),蛋白质类有机物质(C3)。(2)通过三维荧光指数分析发现,流域地表水有机污染类型为"陆源型",受人类干扰比较严重,水体有机污染差异较大,且三维荧光指数、荧光组分分别与地表水水体含盐量呈显著相关性,W2,W4,W7,F355,HIX和BIX与水体盐分含量的关系显著,0.516科学依据。

关键词：艾比湖流域三维荧光平行因子分析法水体含盐量

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艾比湖流域河流水化学季节特征及空间格局研究

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环境科学学报 2018年第3期38卷 892-899页

作者：朱世丹张飞张海威新疆大学资源与环境科学学院智慧城市与环境建模普通高校重点实验室乌鲁木齐830046 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室乌鲁木齐830046

基于2016年5月和10月两次野外水质数据,综合应用空间分析和多元统计方法,系统分析了艾比湖流域河水水质的季节性特征及空间分布格局.结果表明:流域大部分地表水的SO_4^(2-)、Cl^-和HCO_3^-浓度并无显著差异,水化学类型处于水化学类型易... 详细信息

基于2016年5月和10月两次野外水质数据,综合应用空间分析和多元统计方法,系统分析了艾比湖流域河水水质的季节性特征及空间分布格局.结果表明:流域大部分地表水的SO_4^(2-)、Cl^-和HCO_3^-浓度并无显著差异,水化学类型处于水化学类型易变的区域.但结合Piper图可以初步判断艾比湖周边的水化学类型为SO_4^(2-)-Na^+型,精河及博尔塔拉河为HCO_3^--SO_4^(2-)-Ca^(2+)-Na^+型,奎屯河为SO_4^(2-)-Cl^--Na^+型.流域水化学组成整体的自然起源主要受自身蒸发-结晶作用与以碳酸盐岩为主的风化溶解作用的共同影响,大气降水的输入作用十分微弱.10月河流部分地区受农业、工业等人类活动影响,说明人为因素对流域内的水化学组成产生影响.结果研究可以为艾比湖流域水环境管理提供科学依据.

关键词：艾比湖季节性水质水质变化精河博尔塔拉河

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艾比湖区域景观格局与河流水质关系探讨

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环境科学 2018年第4期39卷 1568-1577页

作者：曹灿张飞阿依尼格尔·亚力坤朱世丹郭苗阿丽米热·塔力甫江 Kung Hsiangte 新疆大学资源与环境科学学院、智慧城市与环境建模普通高校重点实验室乌鲁木齐830046 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室乌鲁木齐830046 美国孟菲斯大学地球科学系美国孟菲斯38152

为进一步明确景观格局对河流水质的影响.本研究选择新疆艾比湖区域为研究对象,以28个水质采样点为中心,建立100、200、300、400 m的河流缓冲区,并提取土地利用/覆被-景观格局数据.首先,通过主成分分析获得水环境的主要水质变量.其次,利... 详细信息

为进一步明确景观格局对河流水质的影响.本研究选择新疆艾比湖区域为研究对象,以28个水质采样点为中心,建立100、200、300、400 m的河流缓冲区,并提取土地利用/覆被-景观格局数据.首先,通过主成分分析获得水环境的主要水质变量.其次,利用多元线性回归探讨研究区不同宽度缓冲区土地利用/覆被-景观格局变化对河流水质的影响,获得水质管理的有效缓冲区.结果表明:(1)2015年5月,在艾比湖区域测得的18个地表水水质指标中提取TDS、SO_4^(2-)、NH_4^+-N、HCO_3^-、Na^+和TP这6个水质指标.(2)对斑块密度(PD)、最大斑块指数(LPI)、边缘密度(ED)、景观形状指数(LSI)、蔓延度指数(CONTAG)进行统计分析,发现人类活动在4个缓冲区内强弱不均.(3)本文在不同尺度的缓冲区下,将PD、LPI、ED、LSI、CONTAG和TDS、SO_4^(2-)、NH_4^+-N、HCO_3^-、Na^+、TP分别进行相关性分析,发现300m缓冲区相关性最为显著.(4)在300m缓冲区内,通过多元线性回归分析,将TDS、HCO_3^-与其各自对应的景观指数的关系进行定量化表达,进一步探明区域流域地表水与周围一定缓冲区范围内的景观格局的内在关系.

关键词：艾比湖景观格局空间尺度水质多元线性回归

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我国城市化-土地利用-经济增长-旅游耦合研究

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环境保护科学 2019年第3期45卷 25-32页

作者：约日古丽卡斯木孜比布拉·司马义杨胜天新疆大学资源与环境科学学院新疆乌鲁木齐830046 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室新疆乌鲁木齐830046 新疆大学资源与环境科学学院智慧城市与环境建模普通高校重点实验室新疆乌鲁木齐830046

文章梳理了国内有关生态环境耦合协调的理论体系,对城市化、土地利用、经济增长、旅游经济等方面与生态环境之间耦合协调进行了深入分析;再对国家自然科学基金资助的有关生态环境耦合协调的研究和国内主要学术期刊进行定量研究,同时对... 详细信息

文章梳理了国内有关生态环境耦合协调的理论体系,对城市化、土地利用、经济增长、旅游经济等方面与生态环境之间耦合协调进行了深入分析;再对国家自然科学基金资助的有关生态环境耦合协调的研究和国内主要学术期刊进行定量研究,同时对我国生态环境耦合协调研究趋势进行了展望,表明我国生态环境耦合协调理论研究起步较晚,理论创新不足,研究中主要引用国外的理论方法,实证研究成果丰富但能够指导实践的不多,研究内容、方法单一,研究领域不广泛。2005~2016年间国家自然科学基金资助的有关生态环境耦合协调方面的研究总体呈现增长趋势;通过分析国内主要学术期刊论文统计结果显示,陕西师范大学在核心期刊上发表的论文数最多,陕西、新疆等5个省份成为研究生态环境耦合协调的核心区域,说明我国西北干旱生态脆弱区的生态环境已经受国家及相关研究者的关注,保护干旱区生态环境显得尤为重要。

关键词：生态环境耦合协同发展

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基于DMSP/OLS夜间灯光数据的新疆城市变化驱动力分析

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江苏农业科学 2019年第24期47卷 308-313页

作者：乔雪伟高敏华孜比布拉·司马义新疆大学绿洲生态教育部重点实验室新疆乌鲁木齐830046 新疆大学资源与环境科学学院新疆乌鲁木齐830046 新疆大学智慧城市与环境建模普通高校重点实验室新疆乌鲁木齐830046

使用2001年、2005年、2009年、2013年的DMSP/OLS夜间灯光数据,以新疆10个主要城市作为研究对象,分析其夜间灯光强度分布特征,构建能够反映城市发展程度的夜间灯光指数CNLI(compounded night light index),并借助统计数据建立能预测灯光... 详细信息

使用2001年、2005年、2009年、2013年的DMSP/OLS夜间灯光数据,以新疆10个主要城市作为研究对象,分析其夜间灯光强度分布特征,构建能够反映城市发展程度的夜间灯光指数CNLI(compounded night light index),并借助统计数据建立能预测灯光指数的回归模型。结果表明:(1)近年来,新疆夜间灯光数据呈现出以主要城市为中心不断向四周扩张的动态发展趋势。城市之间联系越来越紧密,主要城市在自身发展的同时带动了沿线城市的发展。(2)在时间序列上新疆主要城市的夜间灯光指数呈不断上升趋势,增幅较高的有石河子市、伊宁市与喀什市,说明在新疆小面积城市发展速度较快。(3)经相关性分析发现,交通运输用地和城镇村及工矿用地对夜间灯光指数的影响较大,且均与夜间灯光指数呈正相关关系。(4)运用逐步回归法构建的回归模型具有较高的可信度和预测能力,利用城镇村及工矿用地占地区总面积的比例能准确预测地区灯光指数。

关键词：新疆城市夜间灯光数据灯光指数回归分析城市发展程度

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基于高光谱多尺度分解的土壤含水量反演

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激光与光电子学进展 2018年第1期55卷 400-409页

作者：蔡亮红丁建丽新疆大学资源与环境科学学院智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室新疆乌鲁木齐830046 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室新疆乌鲁木齐830046

土壤水分含量(SMC)的快速估测能促进干旱、半干旱地区精准农业的发展。以渭干河-库车河绿洲为研究区,采用小波变换对反射光谱进行1~8层小波分解,通过相关性分析确定最大分解层数,并对原始反射率至最大分解层数以内的各层特征光谱进行9... 详细信息

土壤水分含量(SMC)的快速估测能促进干旱、半干旱地区精准农业的发展。以渭干河-库车河绿洲为研究区,采用小波变换对反射光谱进行1~8层小波分解,通过相关性分析确定最大分解层数,并对原始反射率至最大分解层数以内的各层特征光谱进行9种常规数学变换处理,然后将土壤反射率与SMC进行相关性分析,并从每层特征光谱的各种变换中筛选出相关系数最大的波段,将其作为敏感波段,通过灰色关联分析(GRA)从中筛选出最佳波段组合,利用偏最小二乘回归建立SMC预测模型并进行分析。结果显示:在小波变换过程中,随着分解层数增加,土壤反射率与SMC的相关性呈先增后减的趋势,L6处通过0.01水平下的显著性波段最多,L6的特征光谱在去噪的同时还能最大限度地保留光谱细节,为本研究中的最大分解层;将小波变换和微分变换相结合可以深度挖掘光谱的潜在信息,提高土壤反射率与SMC之间的关联度;根据所有SMC模型的统计参数综合对比分析可以确定基于L-GRA建立的模型精度最优,其建模集均方根误差为0.026,建模集决定系数为0.710,预测均方根误差为0.030,验证集决定系数为0.965,相对分析误差为2.800;小波变换和灰色关联分析的结合在建立模型时能尽可能少地损失光谱细节,较为彻底地去除噪声,同时还能对无信息变量进行有效去除。

关键词：光谱学高光谱土壤水分含量小波变换灰色关联分析

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基于竞争适应重加权采样算法耦合机器学习的土壤含水量估算

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光学学报 2018年第10期38卷 385-392页

作者：葛翔宇丁建丽王敬哲王飞蔡亮红孙慧兰新疆大学资源与环境科学学院新疆乌鲁木齐830046 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室新疆乌鲁木齐830046 新疆大学智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室新疆乌鲁木齐830046 新疆师范大学地理科学与旅游学院新疆乌鲁木齐830054

土壤含水量是干旱区地表水-热-溶质耦合运移的关键指标;以干旱区典型样点实测土壤含水量及其室内可见光-近红外光谱数据作为数据集,通过蒙特卡罗交叉验证确定77个有效样本;基于竞争适应重加权采样算法筛选出最优光谱变量子集,利用3种机... 详细信息

土壤含水量是干旱区地表水-热-溶质耦合运移的关键指标;以干旱区典型样点实测土壤含水量及其室内可见光-近红外光谱数据作为数据集,通过蒙特卡罗交叉验证确定77个有效样本;基于竞争适应重加权采样算法筛选出最优光谱变量子集,利用3种机器学习方法——BP神经网络、随机森林回归和极限学习机建立土壤含水量预测模型,进而实现土壤含水量估算模型的优选。结果表明:竞争适应重加权采样算法能有效剔除无关变量,从2151个光谱波段中优选出20个特征波段,其中R1848与土壤含水量的最大相关系数为0.531;引入偏最小二乘模型和机器学习方法进行对比,分析发现机器学习方法的预测结果比偏最小二乘模型更高;分析比较BP神经网络、随机森林回归和极限学习机的建模结果可知:极限学习机模型建模在机器学习方法中的效果最佳,决定系数R2=0.918,均方根误差RMSE=0.015,相对分析误差RPD=3.123,四分位数间隔RPIQ=3.325;机器学习能显著提升光谱建模反演土壤含水量的精度和稳定性,显示出其在非线性问题中具有很强的透析力和较好的模型稳健性,针对干旱区土壤水分的精准预测和定量估算具有可行性,可为干旱区土壤墒情、精准农业等研究提供科学参考。

关键词：光谱学土壤含水量估算机器学习竞争适应重加权采样算法极限学习机随机森林

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西北地区人口-经济-水环境质量耦合协调发展研究

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黑龙江大学自然科学学报 2019年第6期36卷 679-687页

作者：李颖孜比布拉·司马义卢有斌盛永财赵学鹏新疆大学资源与环境科学学院乌鲁木齐830046 新疆大学资源与环境科学学院智慧城市与环境建模普通高校重点实验室乌鲁木齐830046 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室乌鲁木齐830046

基于2005~2014年西北五省人口-经济-水环境质量相关数据,构建耦合协调评价指标体系。运用统计学和GIS方法对近10年来西北地区人口-经济-水耦合协调发展的时空演变进行分析,发现2005~2014年,耦合类别变化情况为勉强耦合-初级耦合-中级耦... 详细信息

基于2005~2014年西北五省人口-经济-水环境质量相关数据,构建耦合协调评价指标体系。运用统计学和GIS方法对近10年来西北地区人口-经济-水耦合协调发展的时空演变进行分析,发现2005~2014年,耦合类别变化情况为勉强耦合-初级耦合-中级耦合,耦合协调度持续上升表明三个子系统之间的协调促进作用增强,系统逐步由无序走向有序;近10年来,西北五省耦合协调度均有不同程度提升,其中青海省提升幅度最大,达到了0.44,陕西省提升幅度为0.044,是五省中提升幅度最小的省区;不论是区域整体还是区域内部各个省份,经济和人口对系统的推动作用均逐步增强,而水环境质量则逐步失去对各区域发展的推动力,表明区域发展的动力逐步由资源转向经济和人口,发展的可持续性增强。

关键词：人口经济水环境质量耦合协调时空规律

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光谱指数的植物叶片叶绿素含量估算模型

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光谱学与光谱分析 2018年第5期38卷 1533-1539页

作者：李哲张飞陈丽华张海威新疆大学资源与环境科学学院新疆乌鲁木齐830046 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室新疆乌鲁木齐830046 新疆智慧城市与环境建模普通高校重点实验室新疆乌鲁木齐830046 新疆艾比湖湿地国家级自然保护区管理局新疆博乐833400

叶片叶绿素能够有效监测植被的生长状况,利用光谱指数反演植被叶绿素含量是目前的通用方法。实测了盐生植物光谱反射率和叶片叶绿素含量。对SPAD值进行变换,对比Pearson与VIP方法探讨盐生植被叶片叶绿素含量与植被指数的相关性并进行精... 详细信息

叶片叶绿素能够有效监测植被的生长状况,利用光谱指数反演植被叶绿素含量是目前的通用方法。实测了盐生植物光谱反射率和叶片叶绿素含量。对SPAD值进行变换,对比Pearson与VIP方法探讨盐生植被叶片叶绿素含量与植被指数的相关性并进行精度验证,从中选出最佳拟合模型。研究表明,通过对Pearson与VIP相关性分析,最终选定VIP方法建立植被指数的叶片叶绿素估算模型,NDVI_(705),ARVI,CI_(red edge),PRI,VARI,PSRI和NPCI的VIP值均大于0.8,因此选定这七个植被指数为最优植被指数;预测结果显示,所有模型的相关性都在0.7以上,预测值与实测值相关性最好的是经过倒数变换的SPAD值,R=0.816,RMSE=0.007。基于VIP方法的反演模型能较好地估算研究区植被叶绿素含量,该方法为植物叶绿素含量诊断的实际应用提供了重要的理论依据和技术支持。

关键词：叶绿素含量植被指数估算模型

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