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基于蒲公英优化随机森林模型的沙漠土壤Fe_(2)O_(3)含量高光谱遥感反演

中国沙漠 2025年第2期45卷 191-204页

作者：胡昕买买提·沙吾提张峰崔锦涛艾尼玩·艾买尔阿斯娅·曼力克新疆大学地理与遥感科学学院/绿洲生态教育部重点实验室/智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室/塔克拉玛干沙漠腹地绿洲过程新疆野外科学观测研究站新疆乌鲁木齐830017 新疆畜牧科学院草业研究所/天山北坡草地生态环境野外定位观测研究站新疆乌鲁木齐830057

沙漠土壤光谱与氧化铁(Fe_(2)O_(3))含量之间的关系尚不明确,且缺乏有效监测方法。以新疆古尔班通古特沙漠为研究区,采集沙漠样本,获取其Fe_(2)O_(3)含量和光谱数据。通过对原始光谱进行分数阶微分(FOD)和连续小波变换(CWT),利用相关性... 详细信息

沙漠土壤光谱与氧化铁(Fe_(2)O_(3))含量之间的关系尚不明确,且缺乏有效监测方法。以新疆古尔班通古特沙漠为研究区,采集沙漠样本,获取其Fe_(2)O_(3)含量和光谱数据。通过对原始光谱进行分数阶微分(FOD)和连续小波变换(CWT),利用相关性分析确定了沙漠土壤Fe_(2)O_(3)含量的最优光谱变换形式,并采用遗传算法(GA)进行敏感波段的提取。建立了蒲公英优化随机森林(DO-RF)模型估算沙漠土壤Fe_(2)O_(3)含量。结果表明:(1)随着Fe_(2)O_(3)含量的增加,沙漠土壤的反射率逐渐降低,即沙漠土壤Fe_(2)O_(3)含量和土壤光谱反射率负相关;(2)FOD和CWT均可以提高沙漠土壤反射率及其Fe_(2)O_(3)含量反演的相关性水平。其中,基于1.2阶次的FOD和1尺度下CWT的相关性最高,相关系数分别达0.840和0.839;(3)GA能够有效剔除共线性较强的冗余波段,在1.2阶次的FOD下,从512个光谱波段中优选出31个特征波段,压缩了93.945%,在1尺度的CWT下,从119个光谱波段中优选出13个特征波段,压缩了89.076%;(4)基于CWT处理的DO-RF模型精度和稳定性最佳,模型验证决定系数(R^(2))达0.908,均方根误差(RMSE)为0.340,相对分析误差(RPD)为3.390,比未优化的RF、PLSR和SVM,R^(2)分别提高了2.7%、22.6%、4%,RMSE分别降低了6.6%、27.8%、8.7%,RPD分别提高了54.9%、152.2%、68.6%。

关键词：沙漠土壤 Fe_(2)O_(3)含量高光谱遥感蒲公英优化随机森林

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多元自适应回归样条法的滑坡敏感性评价

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武汉大学学报（信息科学版） 2021年第3期46卷 442-450页

作者：赵忠国张峰郑江华新疆大学绿洲生态教育部重点实验室新疆乌鲁木齐830046 新疆交通职业技术学院新疆乌鲁木齐831401 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

针对一般滑坡敏感性评价方法不能有效筛选滑坡条件因子的问题,以中国新疆维吾尔自治区新源县为研究区,基于15个滑坡敏感性条件因子,利用多元自适应回归样条法构建了滑坡敏感性指数预测模型,并自动筛选出研究区滑坡敏感性条件因子,在此... 详细信息

针对一般滑坡敏感性评价方法不能有效筛选滑坡条件因子的问题,以中国新疆维吾尔自治区新源县为研究区,基于15个滑坡敏感性条件因子,利用多元自适应回归样条法构建了滑坡敏感性指数预测模型,并自动筛选出研究区滑坡敏感性条件因子,在此基础上,实现了新源滑坡敏感性制图。此外,使用逻辑回归方法与多元自适应回归样条法进行精度对比分析。结果显示,采用多元自适应回归样条法构建的滑坡敏感性模型精度优于逻辑回归,其成功率曲线的精度为0.9454,预测率曲线的精度为0.9238。同时,模型还筛选出新源县滑坡重要影响条件因子(高程、坡度、降雨量、距断层距离、归一化差分植被指数、平面曲率、岩组)。研究表明,利用多元自适应回归样条构建的新源县滑坡敏感性模型是滑坡预测的有效方法,可为防灾减灾提供决策支持。

关键词：多元自适应回归样条法逻辑回归滑坡敏感性指数敏感性分区

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天山北坡城市群气溶胶光学特性时空分布特征

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环境科学 2021年第5期42卷 2202-2212页

作者：张喆丁建丽王瑾杰陈香月刘兴涛阿提干·吾斯曼新疆大学地理学科博士后科研流动站乌鲁木齐830046 新疆大学资源与环境科学学院智慧城市与环境建模自治区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

为探究天山北坡城市群大气气溶胶光学特性时空分布特征,本文利用卫星遥感MCD19-A2气溶胶产品分析了2000~2019年研究区气溶胶光学厚度(aerosol optical depth,AOD)时空分布特征及变化趋势,针对AOD较为稳定的2016~2019年,利用多波段太阳... 详细信息

为探究天山北坡城市群大气气溶胶光学特性时空分布特征,本文利用卫星遥感MCD19-A2气溶胶产品分析了2000~2019年研究区气溶胶光学厚度(aerosol optical depth,AOD)时空分布特征及变化趋势,针对AOD较为稳定的2016~2019年,利用多波段太阳光度计地基遥感技术,对AOD及Angstr9m波长指数(α)等参数进行特征分析.结果表明:(1)空间上,研究区AOD空间分布与地形呈现较好的一致性,高值现象主要分布在低海拔地区;AOD空间分布表现出较强烈季节变化,春季(0.15±0.03)>秋季(0.14±0.03)>夏季(0.14±0.02);(2)时间上,2000~2019年间研究区AOD年均值为0.12,年增幅1.03%,整体呈现增加趋势;AOD月均值的年际变化表现为双峰型,5月和11月为第一峰值和第二峰值,自然尘源粉尘的释放和传输以及人类社会燃煤供暖是造成AOD增加的主要原因;(3)受沙尘天气的影响,春季AOD的变化幅度较为剧烈,气溶胶主控粒子粒径及变化幅度均大于夏季;研究区AOD高值主要受粗模态粒子气溶胶的影响,细模态粒子吸湿增长会引起AOD的波动,但不易导致AOD高值.

关键词：气溶胶光学厚度太阳光度计 Angstrom波长指数天山北坡城市群中分辨率成像光谱仪

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基于PSCF与CWT模型的乌鲁木齐市大气颗粒物源区分析

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环境科学学报 2021年第8期41卷 3033-3042页

作者：汪蕊丁建丽马雯张钧泳韩礼敬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

利用MeteoInfoMap软件和GDAS全球同化气象数据,对乌鲁木齐市2014—2019年四季72 h气团后向轨迹进行聚类分析.同时,结合小时PM_(2.5)和PM_(10)浓度数据,运用潜在源贡献因子分析法(PSCF)和浓度权重轨迹分析法(CWT)分析了乌鲁木齐市颗粒物... 详细信息

利用MeteoInfoMap软件和GDAS全球同化气象数据,对乌鲁木齐市2014—2019年四季72 h气团后向轨迹进行聚类分析.同时,结合小时PM_(2.5)和PM_(10)浓度数据,运用潜在源贡献因子分析法(PSCF)和浓度权重轨迹分析法(CWT)分析了乌鲁木齐市颗粒物不同季节潜在源区及其对研究区颗粒物浓度的贡献.结果表明:(1)影响乌鲁木齐市大气质量的气团轨迹可分为长、短两支,短支气流主要来自研究区及周边城市,对研究区颗粒物浓度贡献大;(2)长支气流输送距离较远,主要来自哈萨克斯坦、俄罗斯等国家,对研究区颗粒物浓度贡献小;(3)影响乌鲁木齐市PM_(2.5)浓度的主要潜在源区是吐鲁番地区、巴音郭楞蒙古自治州、伊宁市和阿克苏地区;(4)潜在源区分布呈现显著季节变化特征,冬季潜在源区分布广、贡献度高,而夏季源区分布狭窄、贡献度低,春季和秋季源区分布与贡献特征介于两者之间.

关键词：大气颗粒物潜在源贡献浓度权重轨迹后向轨迹聚类分析

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基于地基遥感探讨MODIS AOD产品在干旱区的适用性

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环境科学与技术 2021年第S02期44卷 21-31页

作者：张燚丁建丽马雯陈香月玛依拉·热西丁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

该研究在新疆地区选取了3个典型环境下的气溶胶地基遥感观测站点——喀什、精河和乌鲁木齐,利用地基遥感观测的气溶胶光学厚度(AOD)数据,探讨MODIS 1 km和10 km AOD产品在新疆地区的适用性。结果表明:(1)MODIS 1km和10 km AOD产品与地... 详细信息

该研究在新疆地区选取了3个典型环境下的气溶胶地基遥感观测站点——喀什、精河和乌鲁木齐,利用地基遥感观测的气溶胶光学厚度(AOD)数据,探讨MODIS 1 km和10 km AOD产品在新疆地区的适用性。结果表明:(1)MODIS 1km和10 km AOD产品与地基观测站点的产品相关系数均>0.51,相对平均偏差分别为0.74和0.78,均<1,说明MODIS AOD产品在新疆地区存在一定的低估现象;(2)从不同季节来看,2种产品夏秋两季表现良好,MODIS 1 km AOD产品在夏、秋、冬3季表现优于MODIS 10 km AOD产品,春季则相反;(3)综合来看,MODIS 1 km AOD产品总体精度较高,具有良好的空间差异性,在新疆地区表现更好。对比2种产品多年的时空分布特征,可为后续的AOD研究和利用提供参考。

关键词： AOD 地基遥感太阳光度计 AOD产品验证

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乌鲁木齐PM_(2.5)时空演变及扩散轨迹模拟

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环境科学与技术 2021年第S02期44卷 13-20页

作者：汪蕊丁建丽马雯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

为了解乌鲁木齐市大气颗粒物PM_(2.5)污染现状,该文基于2014-2019年乌鲁木齐空气质量监测站点PM_(2.5)小时数据与同期GADS气象数据,分别从年、月、日等时间尺度探索了乌鲁木齐市PM_(2.5)浓度时空变化特征,并利用HYSPLIT模型对PM_(2.5)... 详细信息

为了解乌鲁木齐市大气颗粒物PM_(2.5)污染现状,该文基于2014-2019年乌鲁木齐空气质量监测站点PM_(2.5)小时数据与同期GADS气象数据,分别从年、月、日等时间尺度探索了乌鲁木齐市PM_(2.5)浓度时空变化特征,并利用HYSPLIT模型对PM_(2.5)扩散轨迹进行模拟分析。结果表明:(1)乌鲁木齐市PM_(2.5)年均浓度总体呈现了2016年之前上升,2017年之后下降趋势;4-9月PM_(2.5)月均浓度总体低于年均二级标准35μg/m^(3),10月-次年3月PM_(2.5)月均浓度远高于35μg/m^(3);日均值浓度也呈现先下降后上升的趋势,2015年优良率为71.6%,2017年为66.3%,2019年为73.4%。(2)PM_(2.5)浓度空间分布上呈现出西北城区高、东南城区低的变化趋势,四季变化较分明:冬季(148.9μg/m^(3))>秋季(50.9μg/m^(3))>春季(49.8μg/m^(3))>夏(28.0μg/m^(3))。(3)受地形与气象等因素的影响,PM_(2.5)扩散轨迹主要分布于尘源区附近,极少轨迹通过高空输送到达较远的地区。

关键词： PM_(2.5) 时空变化 HYSPLIT模型乌鲁木齐市

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采用地理探测器和GWR模型的喀什地区农村居民点时空演变及影响因素分析

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华侨大学学报（自然科学版） 2023年第3期44卷 381-390页

作者：钱琮晖张永福徐华君新疆大学地理与遥感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

探究农村居民点的时空演变与影响因素,以喀什地区为例,采用网格分析、核密度估计等空间分析手段,研究喀什地区2009-2019年农村居民点时空分布特征及演变规律,选取坡度、地形起伏度、人口密度、耕地面积、距道路距离、距河流距离、距最... 详细信息

探究农村居民点的时空演变与影响因素,以喀什地区为例,采用网格分析、核密度估计等空间分析手段,研究喀什地区2009-2019年农村居民点时空分布特征及演变规律,选取坡度、地形起伏度、人口密度、耕地面积、距道路距离、距河流距离、距最近耕地距离、增减挂钩政策8个影响因子,进行地理探测和地理加权回归(geographically weighted regression, GWR)分析.结果表明:2009-2019年喀什地区农村居民点集聚特征显著,主要集中在叶尔羌河冲积平原和喀什噶尔河冲积平原,呈现集聚中部、西密东疏的分布特征,在2019年达到核密度峰值;2009-2019年喀什地区农村居民点的数量和面积逐年增加,但农村居民点平均面积由0.011 0 km2减少至0.010 7 km2,10 a间喀什地区农村居民点演变方式为自身扩展、新生/合并和消亡;坡度、地形起伏度、人口密度、耕地面积、距河流距离、距道路距离和距最近耕地距离是影响喀什地区农村居民点空间分布的主导因子,增减挂钩政策对喀什地区农村居民点空间分布影响不明显;各影响因子对农村居民点分布的影响存在显著空间差异,距道路距离和距河流距离起主导作用.

关键词：农村居民点地理探测器地理加权回归时空演变影响因素喀什地区

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基于FFT和小波变换的台风天气GNSSZTD周期特征分析

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大地测量与地球动力学 2023年第10期43卷 1032-1038页

作者：娄泽生张高博贾相宇杨晶刘雨青河北水利电力学院水利工程系河北省沧州市061001 沧州市遥感与智慧水利技术创新中心河北省沧州市061001 新疆大学地理与遥感科学学院乌鲁木齐市830017 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室乌鲁木齐市830017 新疆大学智慧城市与环境建模普通高校重点实验室乌鲁木齐市830017

利用中国内地构造环境监测网络GNSS观测数据,结合台风事件资料,开展台风事件对中国内地地区水汽变化周期影响研究。分析发现,在台风影响下,GNSS天顶对流层延迟(zenith tropospheric delay,ZTD)水汽变化周期与正常天气相比会缩短,同时降... 详细信息

利用中国内地构造环境监测网络GNSS观测数据,结合台风事件资料,开展台风事件对中国内地地区水汽变化周期影响研究。分析发现,在台风影响下,GNSS天顶对流层延迟(zenith tropospheric delay,ZTD)水汽变化周期与正常天气相比会缩短,同时降水增加。通过与降雨进行对比发现,台风过程中降雨发生之前ZTD会发生较为剧烈的变化,并保持在一个峰值。通过选取台风中心不同距离的GNSS站点进行对比分析发现,台风最先经过的区域站点ZTD产生波动要比之后经过的站点早,且台风先经过区域的降水量比后经过区域的降水量大。本文研究可为台风轨迹预报和气象部门的台风灾害及极端降水等预警提供参考。

关键词： GNSS ZTD 台风小波变换快速傅里叶变换周期特征

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基于GF-2影像融合方法的棉花种植面积提取

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测绘与空间地理信息 2023年第4期46卷 81-84,88页

作者：阿依谢姆·米吉提买买提·沙吾提新疆大学资源与环境科学学院新疆乌鲁木齐830046 新疆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

首先,针对研究区GF-2影像进行Brovey变换、G-S变换、NNDpansharp变换、PC变换4种融合,对融合结果进行定量评价;其次,利用随机森林分类方法对研究区作物进行分类,并进行精度验证,提出了研究区域农作物信息。结果表明:1)对研究区进行4种... 详细信息

首先,针对研究区GF-2影像进行Brovey变换、G-S变换、NNDpansharp变换、PC变换4种融合,对融合结果进行定量评价;其次,利用随机森林分类方法对研究区作物进行分类,并进行精度验证,提出了研究区域农作物信息。结果表明:1)对研究区进行4种方法融合,提高遥感影像分辨率;2)从评价结果可知,4种融合影像中,NNDpansharp融合影像质量最佳。分类结果说明,NNDpansharp融合影像的随机森林分类总精度和Kappa系数最高,该方法和结果可为农业部门将高分二号遥感影像融合提取棉花面积方法提供选择性参考。

关键词： GF-2影像融合图像信息熵随机森林分类

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艾比湖绿洲实际蒸散量变化特征及与景观格局的关系

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冰川冻土 2021年第6期43卷 1829-1839页

作者：张桉赫丁建丽张钧泳董煜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 新疆师范大学地理科学与旅游学院新疆乌鲁木齐830054

基于Budyko曲线方程计算新疆艾比湖绿洲1960—2013年实际蒸散量的年际和季节变化特征,选取研究区四期遥感影像进行土地利用/覆被分类,使用Fragstas 4.2软件计算景观格局指数,并分析实际蒸散量与景观格局指数之间的关系。结果表明:艾比... 详细信息

基于Budyko曲线方程计算新疆艾比湖绿洲1960—2013年实际蒸散量的年际和季节变化特征,选取研究区四期遥感影像进行土地利用/覆被分类,使用Fragstas 4.2软件计算景观格局指数,并分析实际蒸散量与景观格局指数之间的关系。结果表明:艾比湖绿洲实际蒸散量多年平均值为162.97mm,并呈上升趋势,变化速率为7.76mm·(10a)^(-1);夏季和秋季的实际蒸散量为上升趋势,春季则呈下降趋势;年实际蒸散量在1987年发生突变性增加,夏季和秋季实际蒸散量的突变年份分别为1992年和1975年,春季不存在突变点,这与降水量的突变状况一致,说明降水量的变化对实际蒸散量的变化有很大影响。四期土地利用/覆被图中荒漠占主导地位,耕地和城镇用地增长较为明显,分别增长了409.69%和704.56%。斑块类型级别上,不同地类的景观格局指数差异明显;景观级别上,各景观格局指数均为波动增加趋势。斑块类型级别上,仅有水域斑块数量NP和斑块密度PD与实际蒸散量呈显著负相关;景观级别上,实际蒸散量与最大斑块指数LPI、蔓延度指数CONTAG及景观连通性指数COHESION呈负相关,与斑块数量NP、斑块密度PD等指数呈正相关。实际蒸散量与聚集度指数AI的相关性最高,达到0.953(P<0.05);与NP和PD的相关性最低,仅为0.148。因此,AI指数在艾比湖绿洲可以较好地表征实际蒸散量的变化。

关键词：绿洲艾比湖实际蒸散量景观格局

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