检索结果-内蒙古大学图书馆

生态学报 2020年第22期40卷 8326-8335页

作者：唐普恩丁建丽葛翔宇张振华新疆大学资源与环境科学学院乌鲁木齐830046 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室乌鲁木齐830046 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乌鲁木齐830046

植被叶片叶绿素是农业遥感反演的重要参数,叶绿素含量的变化与植被生长环境的胁迫程度、生理变化密切相关,故将植被叶绿素进行实时、动态监测对农业生产极为重要。然而,传统经验模型及叶绿素精准测量存在困难。基于高分辨率的Sentinel-2... 详细信息

植被叶片叶绿素是农业遥感反演的重要参数,叶绿素含量的变化与植被生长环境的胁迫程度、生理变化密切相关,故将植被叶绿素进行实时、动态监测对农业生产极为重要。然而,传统经验模型及叶绿素精准测量存在困难。基于高分辨率的Sentinel-2A数据,在机器学习框架下,利用光谱信息、最适光谱指数和基于PROSAIL辐射传输模型的生物协变量构建3种建模方案(方案1:光谱信息和最适光谱指数联合,方案2:光谱信息和物理模型生物协变量联合,方案3:光谱信息、最适光谱指数和物理模型生物协变量联合)。最终基于优选出的建模方案进行棉花叶片叶绿素相对含量的空间数字制图。结果表明:(1)红边波段参与的最适光谱指数比值植被指数(RVI)与棉花叶片SPAD值相关性最高r=0.767,P**=0.195;(2)将构建的17个变量进行重要性分析可知,构建的最适光谱指数比值植被指数(RVI)与物理模型生物协变量LAI-Cab对估算模型的精度贡献率较大;(3)建模方案构建植被指数时红边波段被确定为最优波段,在增加精度方面起到决定性作用;通过模型评价标准来分析3种方案可知,预测精度大小顺序为模型方案3>模型方案1>模型方案2,其中方案3的决定系数R2最高为0.826,即估算模型方案3对棉花叶片SPAD值具有最好的预测能力,可以为干旱区农作物的生理参数反演提供新的思路,为农业安全监测,合理水肥配置提供科学数据支持。

关键词： Sentinel-2A 植被指数叶绿素 PROSAIL模型随机森林

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一种基于无人机高光谱影像的土壤墒情检测新方法

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光谱学与光谱分析 2020年第2期40卷 602-609页

作者：葛翔宇丁建丽王敬哲孙慧兰朱志强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 深圳大学海岸带地理环境监测自然资源部重点实验室广东深圳518060 新疆师范大学地理科学与旅游学院新疆乌鲁木齐830054 北京化工大学材料科学与工程学院北京100029

土壤含水量(SMC)是生物地球化学和大气耦合过程的关键变量,在干旱区农业、生态和环境中扮演着重要角色。相较于星载遥感系统,无人机(UAV)具有可控性强、分辨率高等特点从而被广泛应用,为中小尺度地表参量的快速监测提供新的遥感平台。... 详细信息

土壤含水量(SMC)是生物地球化学和大气耦合过程的关键变量,在干旱区农业、生态和环境中扮演着重要角色。相较于星载遥感系统,无人机(UAV)具有可控性强、分辨率高等特点从而被广泛应用,为中小尺度地表参量的快速监测提供新的遥感平台。机载高光谱传感器的引入,为UAV遥感系统提供了高维海量、纳米级的数据源。然而基于UAV高光谱数据的研究并未深度挖掘,也尚未形成一个标准的技术方案。该研究立足于新疆维吾尔自治区典型农业区,利用6种预处理方案,包括一阶导数(FDR),二阶导数(SDR),连续体去除(CR)、吸光度(A)、吸光度一阶(FDA)和吸光度二阶(SDA),对所获取的UAV高光谱数据进行处理。在此背景下构建4种类型的适宜光谱指数:差值型指数(DI),比值型指数(RI),归一化型指数(NDI)和垂直型指数(PI),并从光谱机理上讨论指数的合理性。最后利用梯度提升回归树(GBRT)、随机森林(RF)和eXtreme Gradient Boosting(XGBoost)算法,以28个最适光谱指数为独立变量建立SMC估算模型,并通过不同集成学习算法的重要性对变量进行排序,从线性和非线性的角度对所构建光谱指数的效果进行考量评价。结果表明:(1)预处理和最适光谱指数能有效地消除了大气干扰和土壤背景,其中预处理A突出更多的光谱信息,PI相关性显著;(2)通过分析比较相关性系数(r)和集成学习算法的重要性,发现A_PI(|r|=0.773)是最适光谱指数,在线性和非线性关系中均有较优的表现;(3)在3种基于集成学习的SMC预测模型中,XGBoost估算模型效果拔群(R 2 val=0.926,RMSEP=1.943和RPD=2.556),其预测值的统计学特征与实测值的最为接近。3种模型效果排序为:XGBoost>RF>GBRT。综上所述,基于UAV高光谱影像,结合不同预处理和光谱指数,为低空遥感监测土壤墒情提出新的方案。该研究的方案具有潜在的高精度,是检测干旱区SMC的有效方法,针对快速易行地监测地表属性提供了崭新视角。相关结果为干旱区精准农业、生态系统给予更好的管理和保护策略。

关键词： UAV 遥感高光谱机器学习集成学习

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渭-库绿洲土壤盐渍化空间分布特征研究

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中国农村水利水电 2020年第8期 110-116页

作者：依克丽曼·阿布都米提买买提·沙吾提马春玥新疆大学资源与环境科学学院乌鲁木齐830046 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室乌鲁木齐830046 新疆智慧城市与环境建模普通高校重点实验室乌鲁木齐830046

为了研究渭-库绿洲土壤盐渍化空间分布特征,根据野外调查取样土壤数据,应用地统计分析方法中的普通克里格插值完成半变异函数计算以及理论模型的拟合,分析研究区土壤盐分空间分布特征。以土壤中的SO4^2-、Cl^-、HCO^-3、CO3^2-、Mg^2+、... 详细信息

为了研究渭-库绿洲土壤盐渍化空间分布特征,根据野外调查取样土壤数据,应用地统计分析方法中的普通克里格插值完成半变异函数计算以及理论模型的拟合,分析研究区土壤盐分空间分布特征。以土壤中的SO4^2-、Cl^-、HCO^-3、CO3^2-、Mg^2+、Na^+、Ca^2+、K^+等盐分离子作为解释变量,以土壤含盐量,电导率,纳吸收比,pH等作为响应变量,对土壤土层进行冗余分析(Redundancy Analysis,RDA),解析解释变量和响应变量的对应关系。最后利用Moran散点图和LISA集聚图,来探索研究区土壤含盐量空间自相关性特征。研究结果表明:研究区随土壤深度的增加,含盐量逐渐减少,呈重盐渍化到非盐渍化趋势;土壤含盐量东部高于西部,各土层盐分分布呈现出一定的区域差异性;Na^++K^+是阳离子中主控离子、SO4^2--Cl^-是阴离子中主控离子;土壤含盐量较高的区域和土壤含盐量较低的区域呈现出两极集聚。

关键词：渭-库绿洲土壤盐分空间分布冗余分析空间自相关

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微分算法的艾比湖湿地自然保护区土壤有机质多光谱建模

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光谱学与光谱分析 2019年第2期39卷 535-542页

作者：李雪萍张飞王小平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

针对以往利用高光谱数据来来反演土壤有机质(SOM)的可行性与可靠性,结合微分处理对光谱数据信息提取的高效性,提出了直接对多光谱遥感影像进行微分处理就可得出SOM建模研究,旨在为今后SOM速测提供参考。采用Landsat 8_OLI多光谱遥感影... 详细信息

针对以往利用高光谱数据来来反演土壤有机质(SOM)的可行性与可靠性,结合微分处理对光谱数据信息提取的高效性,提出了直接对多光谱遥感影像进行微分处理就可得出SOM建模研究,旨在为今后SOM速测提供参考。采用Landsat 8_OLI多光谱遥感影像数据,对多光谱遥感影像进行辐射定标、几何校正、大气校正、镶嵌和裁剪,运用IDL软件对影像进行一阶微分处理和二阶微分处理,发现一阶微分图像能够更好地表达地物的真实情况,更好地区别水体与土壤。原始遥感影像包含大量的信息其中还包括噪声,通过微分处理后的遥感影像剔出了原始影像中反射率值突兀变化的部分。在研究区采用五点法采集土壤样品。室内实验用重铬酸钾氧化-容量法测得SOM数据。多光谱数据结合地面实测SOM数据,分析SOM与多光谱数据反射率的关系,发现一阶微分处理后的遥感数据与SOM含量的相关性存在敏感波段,说明一阶微分处理可以将原始遥感图像数据在多光谱范围内的一些隐含的土壤有机质信息释放出来。选取相关性高的数据建立基于原始遥感数据、一阶微分数据、二阶微分数据的单波段多光谱线性模型和多波段多光谱线性模型,选取最优模型来估算和反演土壤有机质含量。结论如下:(1)通过对原始影像进行微分处理发现,微分处理后的影像变化明显,一阶微分处理的影像噪声降低,更加突出了影像中土壤有机质隐藏的信息。二阶微分处理的影像抑制了土壤有机质信息。(2)原始遥感影像各波段数据对土壤有机质含量的相关性较低,一阶微分处理后的遥感影像数据反映出土壤有机质敏感波段即部分波段数据相关性明显高于原始数据,二阶微分处理后的遥感影像各波段数据对土壤有机质含量的相关性较弱。(3)多波段建模效果要优于单波段建模;一阶微分多波段模型预测精度最优,其模型的决定系数和模型拟合的决定系数分别为0.898和0.854,该模型对估算研究区内的SOM含量效果较好;综合比较了单波段模型和多波段模型的拟合精度,发现无论在单波段模型还是多波段模型一阶微分处理后的模型都具有更好的预测能力。(4)基于一阶微分多波段模型对研究区SOM进行反演,反演结果与实际情况相符合,对干旱区SOM含量制图提供了切实可行的方法和参考。

关键词：土壤有机质微分算法多光谱建模

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新疆人口与经济协调发展及空间分布研究

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西北师范大学学报（自然科学版） 2020年第5期56卷 109-116,134页

作者：古丽再娜甫·阿布都克热穆阿不都克依木·阿布力孜于苏云江·吗米提敏张文静郭瑞龙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

采用人口-经济增长弹性、地理集中度、不一致性指数和空间自相关分析法等研究方法,对新疆自治区15个地州市2000—2015年的人口与经济协调发展及空间分布关系进行分析.结果表明,在总体规模上,新疆地区作为整体,2000—2015年人口与经济增... 详细信息

采用人口-经济增长弹性、地理集中度、不一致性指数和空间自相关分析法等研究方法,对新疆自治区15个地州市2000—2015年的人口与经济协调发展及空间分布关系进行分析.结果表明,在总体规模上,新疆地区作为整体,2000—2015年人口与经济增长具有较好的协调关系,但各地州市人口增长与经济增长的协调程度存在比较明显的差异.从地理集中度来看,经济集中度在新疆不同地区之间表现出差异性,经济聚集度在大部分地区低于人口聚集度;从空间关联性看,Moran指数由2000年的-0.2683上升为2015年的0.7532,说明在这2个时间断面上该地区人口与经济不一致性存在显著的空间自相关特征,即这种特征从显著的负相关关系到正相关关系,从空间分散到空间聚集转变.新疆内部人口分布与经济发展不一致的地州市数量不断减少,即各地州市人口与经济的地域差异逐步缩小.

关键词：人口经济协调发展空间分布空间自相关

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北疆新型城镇化空间格局及驱动力分析

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西北师范大学学报（自然科学版） 2020年第2期56卷 125-134页

作者：张文静孜比布拉·司马义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市830046 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室新疆乌鲁木齐市830046

以北疆地区37个县市为研究对象,构建新型城镇化水平评价指标体系,运用熵值法得到指标权重和评价得分,采用ESDA方法对新型城镇化水平得分进行可视化表达、地理空间自相关分析及时空格局演变分析,运用GWR模型,分析各县市新型城镇化水平差... 详细信息

以北疆地区37个县市为研究对象,构建新型城镇化水平评价指标体系,运用熵值法得到指标权重和评价得分,采用ESDA方法对新型城镇化水平得分进行可视化表达、地理空间自相关分析及时空格局演变分析,运用GWR模型,分析各县市新型城镇化水平差异的驱动力.结果表明,2006—2017年北疆新型城镇化总体水平增幅高达47.37%,各县市年均增长率均值为16.1%,相对差距逐年缩小;各县市新型城镇化水平表现出高度空间相关性,冷点区主要集中在博州、伊犁州所辖县市,热点区主要集中北疆中部乌克昌县市单元;经济要素、社会要素与新型城镇化高度相关,人口要素次之,市政及生态要素对新型城镇化的影响最弱.北疆城镇化发展水平驱动力从大到小依次为金融驱动力、行政驱动力、内源驱动力、市场驱动力和基础驱动力.

关键词：新型城镇化熵值法空间格局探索性空间数据分析地理加权回归模型

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1961—2016年中国天山不同级别降雪事件变化特征分析

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水科学进展 2019年第4期30卷 457-466页

作者：秦艳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

为了更好地理解降雪对气候变化的响应及机理,利用天山山区及周边49个站点日气象资料,采用参数化降雪判识方案提取降雪序列,以百分位阈值法分级别分析天山山区1961—2016年降雪事件变化特征。结果表明:①天山山区降雪量和降雪频次呈山区... 详细信息

为了更好地理解降雪对气候变化的响应及机理,利用天山山区及周边49个站点日气象资料,采用参数化降雪判识方案提取降雪序列,以百分位阈值法分级别分析天山山区1961—2016年降雪事件变化特征。结果表明:①天山山区降雪量和降雪频次呈山区大于盆地,北坡大于南坡,自西北向东南递减的分布特征。②过去56年来,天山山区降雪量显著增加,降雪频次微弱增加;各级别降雪量和降雪频次变化趋势表现为:小雪显著减少,中雪变化平稳,大雪和极端降雪显著增加;降雪显著增加区域集中分布于天山北坡中部和伊犁河谷地区,降雪量的增加主要由极端降雪量和频次的增加所致。③年降雪量、大雪降雪量和频次、极端降雪量和频次在20世纪80年代中期发生突变增加,其他级别降雪量和频次无明显突变。④天山山区降雪量和极端降雪量的增加与气温变暖有关。

关键词：降雪时空变化强度温度天山

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基于VIC模型模拟的干旱区土壤水分及其时空变化特征

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生态学报 2020年第9期40卷 3048-3059页

作者：包青岭丁建丽王敬哲刘婕马春玥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乌鲁木齐830046 新疆财经大学乌鲁木齐830046

土壤水分在陆地水循环中起着十分重要的作用,大尺度、长时间及高精度的土壤水分监测是旱情预警、生态恢复与精准农业决策部署的重要指导依据,而陆面过程模式模拟在时空尺度上可获得更准确的土壤水分特征。以渭⁃库绿洲为目标靶区,结合VI... 详细信息

土壤水分在陆地水循环中起着十分重要的作用,大尺度、长时间及高精度的土壤水分监测是旱情预警、生态恢复与精准农业决策部署的重要指导依据,而陆面过程模式模拟在时空尺度上可获得更准确的土壤水分特征。以渭⁃库绿洲为目标靶区,结合VIC陆面过程模型和土地利用类型变化,探讨2009—2016年研究区年际间不同地类土壤水分时空变化规律,并用实测数据进行精度验证,结果表明:(1)东北区域土壤含水率模拟值较高,土壤含水量低值集中在研究区西部与南部区域。(2)盐渍土壤表层含水量高于耕地,每年雨季,灌丛土壤含水量高于其他3种地类,由于大量荒地转为耕地,绿洲荒地土壤含水量与耕地土壤相互接近,在28.784—53.741 mm之间。(3)渭⁃库绿洲近7年耕地与盐渍地面积大幅度增加,耕地与盐渍地面积增幅达35%以上,荒地面积相较2009年减少约46%,灌丛面积增幅约15%。(4)荒地土壤含水量伴随面积大幅度下降,土壤含水量数值集中在正态曲线28.6 mm以上区域。VIC模拟值与实测值均方根误差(RMSE)范围在1.4—2.80之间,RE范围在0.90—2.20之间,R2范围在0.40—0.60之间,模拟效果较好。

关键词：土壤含水量 VIC陆面过程模型土地利用类型时空变化

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环塔里木盆地绿洲城市发展与水环境质量协调度

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中国沙漠 2020年第1期40卷 88-96页

作者：孜比布拉·司马义杨胜天杨晓东王蕾肖合来提·巴义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/绿洲生态教育部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

解决好新疆环塔里木盆地绿洲城市发展与水环境质量之间的关系,对"一带一路"倡议顺利实施及新疆社会稳定具有十分重要的作用。基于2004-2017年环塔里木盆地绿洲城市发展与水环境变化状况,构建城市发展与水环境质量的综合评价... 详细信息

解决好新疆环塔里木盆地绿洲城市发展与水环境质量之间的关系,对"一带一路"倡议顺利实施及新疆社会稳定具有十分重要的作用。基于2004-2017年环塔里木盆地绿洲城市发展与水环境变化状况,构建城市发展与水环境质量的综合评价模型及二者的协调度模型,以探讨环塔里木盆地绿洲城市发展、水环境质量变化及二者的协调关系。结果表明:2004-2017年,(1)环塔里木盆地绿洲城市发展综合指数呈现出逐年稳定上升的趋势,经济发展和城镇空间规模扩大是环塔里木盆地绿洲城市发展的主要形式;(2)环塔里木盆地绿洲城市的水环境质量综合指数呈现出逐年降低的趋势,水环境质量形势严峻;(3)环塔里木盆地绿洲城市发展-水环境质量系统的协调度呈现倒U型的稳定发展趋势,但总体上两者的协调度较低,城市发展和水环境质量之间的矛盾日益突出。

关键词：绿洲城市城市发展水环境质量协调度塔里木盆地

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渭库绿洲土壤盐渍化时空变化特征

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林业科学 2019年第9期55卷 185-196页

作者：何宝忠丁建丽刘博华王敬哲新疆大学资源与环境科学学院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大学绿洲生态教育部重点实验室

【目的】探明渭库绿洲土壤盐渍化时空变化特征,分析影响土壤盐渍化遥感监测的植被物候特征和陆面地表参数的重要性,为干旱区绿洲盐渍化及荒漠化的治理提供科学依据。【方法】基于MODIS-NDVI数据反演得到历年植被物候特征,耦合植被指数... 详细信息

【目的】探明渭库绿洲土壤盐渍化时空变化特征,分析影响土壤盐渍化遥感监测的植被物候特征和陆面地表参数的重要性,为干旱区绿洲盐渍化及荒漠化的治理提供科学依据。【方法】基于MODIS-NDVI数据反演得到历年植被物候特征,耦合植被指数、干旱指数、影像反射率等陆面地表参数和植被物候特征作为Cubist回归树模型的输入因子,预测渭库绿洲2006—2016年土壤含盐量。【结果】渭库绿洲生长季开始时间集中于5—6月,生长季结束时间集中于11—12月;绿洲内部累积生物量值较高,集中于6.08~9.20;绿洲荒漠过渡带的累积生物量值较低,集中于3.64~6.08;仅用物候参数预测土壤含盐量的精度较低,而耦合物候参数和陆面地表参数预测土壤含盐量的精度(均方根误差RMSE=9.02,可决系数R2=0.72)显著高于只用陆面地表参数(RMSE=12.66,R2=0.22)或只用物候参数预测土壤含盐量的精度(RMSE=13.29,R2=0.12);温度干旱植被指数、绿洲内部累积生物量值、盐分指数、修改型土壤调整植被指数和蓝波段反射率等参数在预测土壤含盐量方面具有较高的相对重要性,表明土壤含水量、植被长势情况、植被累积生物量和可见光反射率是监测盐渍化的重要参数;渭库绿洲区域主要分布的是非盐渍化地和轻盐渍化地,土壤含盐量年平均值为7.08 g·kg^-1a^-1;绿洲农业区内部的土壤含盐量较低,基本上是非盐渍化地;在绿洲东部和南部外围绿洲的土壤含盐量较高,主要是中度盐渍化地;土壤盐渍化主要呈不显著减少趋势,减少幅度集中于0.00~0.764 g·kg-1a^-1;少部分区域呈增加趋势,主要分布在绿洲中部区域和靠近塔里木河的南部区域,增加的幅度集中于0.00~0.742 g·kg^-1a^-1;2007年盐渍化程度最重,土壤含盐量均值为12.68 g·kg^-1, 2011年盐渍化程度最轻,土壤含盐量均值为4.61 g·kg^-1。【结论】运用回归树模型能够建立完备的土壤-环境关系知识,能有效地提取区域土壤盐渍化信息。耦合植被物候参数使预测土壤盐渍化的精度显著提高,不同物候特征与土壤含盐量有明显的对应关系。渭库绿洲区域土壤盐渍化主要呈减少趋势,少部分区域呈增加趋势,盐渍化治理效果显著。主要受人为因素影响,渭库绿洲部分区域的土壤含盐量呈增加趋势,因此需要针对这些区域制定合理的盐渍化治理和生态环境保护措施。

关键词：土壤盐渍化植被物候陆面地表参数 Cubist回归树 MODIS

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