检索结果-内蒙古大学图书馆

1960—2020年新疆主要作物需水量时空特征分析

作物学报 2023年第12期49卷 3352-3363页

作者：何旭刚买买提·沙吾提夏梓洋师君银贺小宁盛艳芳李荣鹏新疆大学地理与遥感科学学院/新疆绿洲生态教育部重点实验室/新疆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830017

作物需水量和作物灌溉需水量的时空分析对水资源优化配置和灌溉制度制定至关重要。为了解新疆主要作物棉花、春小麦、冬小麦和玉米生育期需水量和灌溉需水量的时空特征及影响因素,本文基于1960—2020年逐日气象观测数据,采用Penman-Mont... 详细信息

作物需水量和作物灌溉需水量的时空分析对水资源优化配置和灌溉制度制定至关重要。为了解新疆主要作物棉花、春小麦、冬小麦和玉米生育期需水量和灌溉需水量的时空特征及影响因素,本文基于1960—2020年逐日气象观测数据,采用Penman-Monteith公式和单作物系数法,利用去趋势预置白(TFPW)的Mann-Kendall(TFPW-MK)研究4种作物需水量变化特征,并通过重标极差(R/S)分析法预测未来作物需水量和灌溉需水量的时空演变趋势;运用随机森林模型的重要协变量特征识别原理,分析气象因素与作物需水量的重要性排名,探究了作物需水量的变化成因。结果表明:1)61年来,新疆主要作物需水量总体呈现“先增后减又增”的变化趋势;作物需水量和灌溉需水量从大到小均依次为:棉花>玉米>冬小麦>春小麦;空间上呈现“南疆>北疆、东南>西北、东部>西部”的格局;主要作物需水量变化范围为:棉花为381.20~991.20 mm(均值为654.94 mm),玉米为350.26~924.48 mm(均值为607.98 mm),春小麦为361.96~709.69 mm(均值为464.89 mm),冬小麦为266.47~753.62 mm(均值为495.70 mm);灌溉需水量变化范围为:棉花为49.49~975.88 mm(均值为563.19 mm),玉米为52.47~910.85 mm(均值为530.18 mm),春小麦为42.58~701.29mm(均值为409.28 mm),冬小麦为21.94~741.77 mm(均值为418.26 mm),自80年代中后期开始,灌溉需水量下降幅度大于需水量。2)TFPW-MK分析中,近61年来,分布在塔里木盆地北部边缘的沙雅和阿克苏、东疆的巴里坤等12个站点需水量呈上升趋势;分布在塔里木盆地中部的塔中、北疆的克拉玛依和南疆的阿图什等区域的27个站点需水量逐步降低;其余站点呈上下波动。3)使用R/S方法对未来需水量的预测中,北疆的塔城、托里、富蕴和乌鲁木齐站,东疆的巴里坤,南疆的沙雅、乌恰、塔中、且末和柯坪等站点4种作物需水量和灌溉需水量在未来会减少,而东疆的红柳河、巴里坤与巴音布鲁克的春、冬小麦需水量在未来呈现上升趋势。4)在作物全育期中,风速和气温是新疆主要作物需水量的最重要影响因素,而降水对新疆主要作物需水量的重要性最小。该研究较为全面的为新疆农业高效用水和灌溉措施的制定提供决策和依据。

关键词：新疆农作物需水量 TFPW-MK法 R/S分析法随机森林

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基于SD-PLUS-InVEST的新疆土地利用及生境质量多情景分析

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环境科学与技术 2025年第3期48卷 10-22页

作者：张志浩何宝忠宋雅宁罗雪峰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

土地利用的改变对生物栖息环境有着强烈的影响,所造成的生境退化和破碎是生物多样性损失的主要原因之一。全面掌握共享社会经济路径下新疆土地利用和生境质量变化特征,对新疆“三区三线”的划定和生物多样性的保护有积极意义。该研究通... 详细信息

土地利用的改变对生物栖息环境有着强烈的影响,所造成的生境退化和破碎是生物多样性损失的主要原因之一。全面掌握共享社会经济路径下新疆土地利用和生境质量变化特征,对新疆“三区三线”的划定和生物多样性的保护有积极意义。该研究通过耦合SD-Markov-PLUS模型得出了SSP119、SSP245、SSP585三种气候情景下2035年土地利用分布,并利用InVEST模型评估了其生境质量,最后分析了生境质量对土地利用变化的响应。结果表明:(1)2000-2020年是新疆经济建设快速发展时期,耕地、林地、水域、建设用地分别扩张了25234.19、3588.47、2452.50和3722.37 km^(2),草地和未利用地面积分别减少17239.50、17758.06 km^(2),呈“四增两减”趋势。(2)2020-2035年新疆逐步过渡到平稳和高质量发展阶段,不同气候情景下,耕地、建设用地、未利用地面积SSP585>SSP245>SSP119,林地、草地面积SSP119>SSP245>SSP585,水域面积较为波动。(3)2000-2020年新疆生境指数均值从0.3110下降到0.3056,多年均值为0.3095,各情景中生境指数均值SSP119>SSP245>SSP585,山地林草区域较高,荒漠较低,形成“三屏两环”格局。(4)2000-2020年生境贡献率总和为-1.3259,SSP119、SSP245、SSP585情景生境贡献率总和分别为-0.7932、-0.9973、-1.1589。研究结果可为新疆协调经济发展与生态保护提供科学依据和参考。

关键词： SD-PLUS模型 InVEST模型生境质量生境贡献率新疆

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基于Sentinel-2A/B的新疆典型城市不透水面提取及空间差异分析

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遥感学报 2022年第7期26卷 1469-1482页

作者：段潘张飞刘长江新疆大学地理与遥感科学学院乌鲁木齐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

随着城市化进程加快,自然地表物理结构及属性的变化使得城市不透水面不断增加,进而造成城市土地覆盖类型剧烈变化,极大地影响着其环境质量和生态循环。因此,探讨不透水面的空间变化规律,对建设生态、和谐、宜居城市变得极为重要。本文... 详细信息

随着城市化进程加快,自然地表物理结构及属性的变化使得城市不透水面不断增加,进而造成城市土地覆盖类型剧烈变化,极大地影响着其环境质量和生态循环。因此,探讨不透水面的空间变化规律,对建设生态、和谐、宜居城市变得极为重要。本文选取新疆维吾尔自治区(简称新疆)典型城市(乌鲁木齐、喀什、哈密及克拉玛依)主城区为研究区,通过对Sentinel-2A/B影像L2范数归一化处理,结合增强型归一化差值不透水面指数ENDISI(Enhanced Normalized Difference Impervious Surface Index),采用最大类间方差法(OTSU)自适应确定阈值,提取2017年和2019年新疆典型城市不透水面。结果表明:L2范数归一化处理与ENDISI结合能较好的突显不透水面与非不透水面的差异;OTSU自适应确定的阈值能够很好的区分不透水面,经示例验证(2019年乌鲁木齐主城区),不透水面提取结果总体精度为86.60%,Kappa系数为0.73。通过对不透水面空间差异分析可知:从剖面线角度分析得出乌鲁木齐北部、喀什中部和北部及哈密中东部和北部ENDISI指数值均显著增加,而克拉玛依北部和中西部区域ENDISI指数值增加较少;从不透水面盒维数分析中得出,新疆典型城市的盒维数值均呈增加趋势,城市结构复杂度不断增强,其中哈密盒维数值最大,乌鲁木齐盒维数值最低,且哈密的盒维数值变化幅度最大,克拉玛依的盒维数值变化最小。本文可为新疆典型城市内涵式发展提供科学指导,为干旱区城市生态环境保护提供理论依据。

关键词：遥感城市不透水面 Sentinel-2A/B ENDISI OTSU 盒维数新疆维吾尔自治区

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伊犁河流域土地利用/覆被变化对生态系统服务价值的影响——基于强度分析模型

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生态学报 2022年第8期42卷 3106-3118页

作者：王颖慧丁建丽李晓航张钧泳马国林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

人类活动引起的土地利用/覆被变化(Land Use/Cover Change, LUCC)和景观格局的改变会对生态系统服务价值(Ecosystem Service Value, ESV)产生影响,但大多数对LUCC的分析方法都缺乏对各土地利用类型内部转换过程的深入信息挖掘。因此,利... 详细信息

人类活动引起的土地利用/覆被变化(Land Use/Cover Change, LUCC)和景观格局的改变会对生态系统服务价值(Ecosystem Service Value, ESV)产生影响,但大多数对LUCC的分析方法都缺乏对各土地利用类型内部转换过程的深入信息挖掘。因此,利用强度分析模型在由浅入深的三个层次(时间间隔、地物类型、转换)上系统地,定量地分析新疆伊犁河流域1980—2015年土地利用变化强度时空分布的动态特征,同时对流域景观格局的演变和生态系统服务价值进行评估研究,探讨ESV对土地利用变化强度的响应特征。结果表明:(1)伊犁河流域土地利用强度呈现先增强后减弱的变化趋势(2)在1980—2015年期间,流域内景观格局斑块聚集性减弱、破碎化加剧、景观多样性增加、各地类景观均衡化发展,生态系统服务总价值增加了0.49亿元,其中水域和林地占流域总生态系统服务价值的47.94%。(3)伊犁河流域优势景观斑块面积的增加、形状多样化、各斑块聚集化发展会促使流域生态系统服务价值的增加,土地利用变化强度与ESV存在明显的正相关关系。通过系统地分析多个层次下的土地利用景观变化,以及生态系统服务价值对其的响应关系,可以对流域的生态发展科学决策提供数据基础和工作参考。

关键词：土地利用变化强度分析生态系统服务价值景观格局

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2001-2022年吐哈地区生境质量时空演变及影响因素分析

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西南农业学报 2024年第4期37卷 879-889页

作者：宋雅宁何宝忠马世龙罗雪峰杨文杜丹莹新疆大学地理与遥感科学学院乌鲁木齐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

[目的]吐哈地区(吐鲁番市和哈密市)是我国丝绸之路经济带的核心,在经济高质量发展过程中,旨在平衡当地生态环境与可持续发展。[方法]本文基于Google Earth Engine云平台利用MODIS遥感影像计算热度、绿度、干度、湿度,并通过主成分分析... 详细信息

[目的]吐哈地区(吐鲁番市和哈密市)是我国丝绸之路经济带的核心,在经济高质量发展过程中,旨在平衡当地生态环境与可持续发展。[方法]本文基于Google Earth Engine云平台利用MODIS遥感影像计算热度、绿度、干度、湿度,并通过主成分分析法构建遥感生态指数(Remote sensing ecological index, RSEI),采用Sen+Mann Kendall、Hurst指数、C_V和地理探测器,分析2001-2022年吐哈地区生态环境质量时空变化情况及未来趋势,并探究其影响机制。[结果](1) 2001-2022年吐哈地区生态环境质量呈改善趋势。(2) RSEI变化趋势以不显著改善为主,占总面积的71.79%,生态系统较为稳定,但北部山区和市县建成区周边的生态系统脆弱;RSEI未来变化趋势以持续改善为主,面积占比为54.02%。(3)过去22年间,草地面积增加最大,且整体绿化水平上升。(4)热度是生态环境质量空间分异的主要因素,且当热度与高程和绿度交互作用时,对生态环境质量的影响更加显著。[结论]由于绿化水平的提升,吐哈地区生态环境质量总体处于良好水平且呈上升趋势;该地生境质量在空间上具有明显的差异性,其中热度对吐哈地区生态环境的影响最大。该研究可为吐哈地区生态环境保护提供科学依据。

关键词：生态环境质量遥感生态指数 Google Earth Engine 主成分分析

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基于冠层光谱特征的长绒棉叶绿素含量估算

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激光与光电子学进展 2022年第5期59卷 317-327页

作者：安赛日丁·艾尔肯买买提·沙吾提李金朝新疆大学资源与环境科学学院新疆乌鲁木齐830046 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

探索了利用高光谱技术估算长绒棉叶片叶绿素含量的可行性,并野外测定了长绒棉的光谱数据和叶绿素含量,对光谱数据进行求一阶微分和包络线去除处理,然后构建了4种常见的植被指数与3种优化光谱指数。根据相关性分析,利用支持向量机(SVM)... 详细信息

探索了利用高光谱技术估算长绒棉叶片叶绿素含量的可行性,并野外测定了长绒棉的光谱数据和叶绿素含量,对光谱数据进行求一阶微分和包络线去除处理,然后构建了4种常见的植被指数与3种优化光谱指数。根据相关性分析,利用支持向量机(SVM)回归模型估算长绒棉叶片叶绿素含量。结果表明,在530~560 nm、700~750 nm波段范围内,叶绿素含量与光谱反射率呈负相关,一阶微分光谱相关性通过0.01显著性水平检验波段数最多;基于一阶微分建立SVM估算长绒棉叶绿素含量模型,决定系数达到了0.72,均方根误差和相对误差分别为1.99、0.72,其预测精度高于植被指数和优化光谱指数构建的SVM模型。该研究结果可为快速检测长绒棉叶绿素含量提供参考。

关键词：光谱学长绒棉叶绿素含量支持向量机高光谱估算模型

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多情景模拟下的新疆生态系统服务价值评估

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环境科学与技术 2023年第4期46卷 195-204页

作者：曲艺丁建丽包青岭王颖慧许梦珠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

研究多情景下的新疆土地利用变化及生态系统服务价值(ESV),探讨区域内最优的土地利用分布格局,对干旱区的可持续发展与土地利用规划具有重要意义。该研究耦合多目标优化和斑块生成土地利用模拟(PLUS)模型对自然发展情景、经济发展情景... 详细信息

研究多情景下的新疆土地利用变化及生态系统服务价值(ESV),探讨区域内最优的土地利用分布格局,对干旱区的可持续发展与土地利用规划具有重要意义。该研究耦合多目标优化和斑块生成土地利用模拟(PLUS)模型对自然发展情景、经济发展情景、生态优先情景、可持续发展情景4种情景下的土地利用需求及空间分布进行预测模拟,采用价值当量法计算新疆未来情景下的生态系统服务价值。结果表明:(1)2000-2020年,新疆土地利用类型以荒地为主,土地利用变化主要表现为耕地的增加和荒地的减少。2035年4种情景下的土地利用变化不同,空间模拟结果整体上扩张趋势一致,局部变化明显。(2)利用PLUS模型对新疆的土地利用变化模拟效果较好,Kappa系数均值达到0.8991,总体精度均值达到0.9548,可以有效模拟新疆2035年的土地利用空间格局。(3)2035年自然发展、经济发展、生态优先、可持续发展情景下的ESV分别为18717.25、17816.36、19221.52、18134.45亿元。加强草地、水域、林地、湿地等生态用地的保护,有利于提高ESV价值总量。可持续发展情景可作为兼顾生态保护和经济发展双重因素的优化情景,参与新疆未来的规划发展。

关键词：土地利用生态系统服务价值多情景模拟 PLUS模型多目标优化

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基于PlanetScope影像的典型绿洲土壤盐渍化数字制图

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干旱区地理 2023年第8期46卷 1291-1302页

作者：李科丁建丽韩礼敬葛翔宇顾永昇周倩吕阳霞新疆大学地理与遥感科学学院/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 新疆阿克苏地区渭干河流域管理局新疆阿克苏842000

干旱半干旱地区急需高分辨率的土壤盐度图用于显示盐度空间分布的细微变化,指导盐渍化区域和潜在盐渍化区域制定土地资源管理政策和水资源管理政策,防止土壤进一步退化,保障农业经济可持续发展和粮食安全生产。基于PlanetScope影像,提... 详细信息

干旱半干旱地区急需高分辨率的土壤盐度图用于显示盐度空间分布的细微变化,指导盐渍化区域和潜在盐渍化区域制定土地资源管理政策和水资源管理政策,防止土壤进一步退化,保障农业经济可持续发展和粮食安全生产。基于PlanetScope影像,提取植被光谱指数和土壤盐度指数,共计21个变量,将其输入装袋回归(Bootstrap aggregating,Bagging)算法中,构建了土壤盐度预测模型Model-Ⅰ;使用最相关最小冗余(Max-relevance and min-redundancy,mRMR)方法筛选特征变量,将其输入Bagging中,构建了土壤盐度预测模型Model-Ⅱ,使用野外采样数据来辅助建模并进行验证。通过模型评价指标对Model-Ⅰ和Model-Ⅱ进行评估。结果表明:Model-Ⅱ的预测性能优于Model-Ⅰ(验证集决定系数为0.66,均方根误差为18.00 dS·m-1,四分位数的相对预测误差为3.21),mRMR有效降低了多维特征冗余问题。PlanetScope影像结合mRMR方法成功绘制了高分辨率土壤盐度图,提供了更详细的土壤盐度空间分布信息,研究结果对利用PlanetScope数据监测土壤盐渍化信息起推动作用。

关键词： PlanetScope mRMR Bagging 土壤盐渍化数字制图技术

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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

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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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土壤盐渍化遥感监测模型构建方法现状与发展趋势

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自然资源遥感 2022年第4期34卷 11-21页

作者：李星佑张飞王筝新疆大学地理与遥感科学学院乌鲁木齐830017 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室乌鲁木齐830017 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830017

土壤盐渍化作为土壤退化的主要形式之一,会对农业生产和生态环境产生极大的危害。遥感手段能快速、宏观、及时地获取土壤光谱特征,通过构建遥感监测模型,可以实现大范围的土壤盐渍化监测和评估,开展土壤盐渍化遥感监测模型方法归纳讨论... 详细信息

土壤盐渍化作为土壤退化的主要形式之一,会对农业生产和生态环境产生极大的危害。遥感手段能快速、宏观、及时地获取土壤光谱特征,通过构建遥感监测模型,可以实现大范围的土壤盐渍化监测和评估,开展土壤盐渍化遥感监测模型方法归纳讨论,提高土壤盐渍化遥感监测精度,在盐渍土监测和治理中具有重要意义。通过梳理近期国内外土壤盐渍化遥感研究相关文献,对土壤盐渍化遥感监测模型构建过程中因子的选取、模型的建立以及精度验证等步骤进行总结,并针对当前研究热点对研究中的局限性与发展趋势进行讨论。主要得出:①土壤盐渍化遥感模型作为盐渍土监测和预测的重要手段,近年来该领域的研究热点在于通过新型数据源和模型的使用来提高土壤盐渍化遥感监测模型的精度;②不同研究在遥感数据源的使用上有所差异,但建模因子均是通过光谱敏感波段、先验光谱指数及遥感衍生数据优选获得;③用于土壤盐渍化遥感监测的模型主要包括线性回归模型以及机器学习模型,针对不同区域建立的遥感模型在模型精度和适用性上有所差异。

关键词：土壤盐渍化遥感监测建模因子模型构建精度验证

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