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矾山铜钼矿区铜胁迫对柚叶光谱特征影响分析
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作者 李书 史超 +1 位作者 丁凡桠 黄超 《遥感信息》 北大核心 2025年第1期19-26,共8页
针对植被覆盖区遥感技术无法识别隐伏信息的问题,提出了一种利用金属胁迫后植被光谱发生变异的特点,开展植被覆盖区重金属污染监测和矿产勘查遥感新方法。该方法基于植被叶片光谱曲线反射和吸收特征的原理,结合地球化学数据,间接实现铜... 针对植被覆盖区遥感技术无法识别隐伏信息的问题,提出了一种利用金属胁迫后植被光谱发生变异的特点,开展植被覆盖区重金属污染监测和矿产勘查遥感新方法。该方法基于植被叶片光谱曲线反射和吸收特征的原理,结合地球化学数据,间接实现铜元素分布遥感制图。采集矿区和背景区柚叶样本及对应光谱数据,基于化学分析测定获得矿区和背景区柚叶铜元素含量,明确矿区柚叶受到了重金属元素影响,对比分析了矿区和背景区柚叶在波形、红边位置、叶绿素及水吸收、植被指数上的差异。结果表明,受铜金属胁迫后柚叶光谱在光谱曲线和吸收特征中较背景区均存在明显差异,其中970 nm处的水吸收特征差异最明显。该方法可为遥感技术在植被覆盖区开展矿产勘查提供新思路。 展开更多
关键词 矾山铜钼矿区 高光谱遥感 铜胁迫 柚叶光谱特征 影响分析
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水中重金属的光学参数计算方法及光谱分析——以典型铅化合物为例
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作者 梁业恒 欧阳宇纯 +6 位作者 许敏端 邓孺孺 雷聪 徐丹 郭昱 谷钰泽 刘蓉 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第8期2149-2155,共7页
基于遥感的水体重金属反演一直是环境遥感领域中的难点方向,其中一个重要原因是与重金属相关的光学参数未被系统地测量形成完整的光谱库,导致遥感反演模型中输入参数的缺失,从而限制了学者们向更深入的方面开展研究。鉴于此,选择四种在... 基于遥感的水体重金属反演一直是环境遥感领域中的难点方向,其中一个重要原因是与重金属相关的光学参数未被系统地测量形成完整的光谱库,导致遥感反演模型中输入参数的缺失,从而限制了学者们向更深入的方面开展研究。鉴于此,选择四种在重金属污染企业生产废水中常见的铅化合物:硫酸铅、四氧化三铅、铬酸铅、硫化铅,测量其在波长范围350~2500 nm的反射率光谱,并对四者的光谱特征进行分析和对比讨论;在此基础上,通过设计反射率和透射光相配合的室内外实验,提出一种能应用在水体重金属遥感模型的化合物样品液吸收系数、散射系数和消光系数计算方法。反射率测量结果发现:四种铅化合物的光谱曲线各自呈现独有的特征,具有明显的可区分性。其中,硫酸铅和硫化铅的反射率总体变化不大,硫酸铅反射率大部分波长维持在80%以上,值域变化幅度约为17%,而硫化铅反射率则总体在15%以下,值域变化幅度约7%;而四氧化三铅和铬酸铅的反射率变化特征均呈较为丰富的“S”型,存在特征的反射峰和谷。四种化合物的反射率大小关系,以波长747 nm为分界处,在此之前变化丰富;之后则趋于稳定,具体为硫化铅<铬酸铅<硫酸铅<四氧化三铅。进一步地,以硫酸铅样品液为例,计算得到其波长范围400~900 nm的吸收系数在0.001 m^(-1)·mg^(-1)·L上下波动,在波长451和848 nm附近出现极小值,725 nm附近出现极大值;散射系数从0.019 m^(-1)·mg^(-1)·L缓慢增加至0.027 m^(-1)·mg^(-1)·L,近似为斜率很小的斜线。结果说明水中硫酸铅对入射光的消光作用主要来自于散射,吸收影响很小,而且散射和消光系数随波长变化不大,近似为粒子散射类型中的“无选择散射”,符合“大颗粒”的散射特征。以上工作不仅为遥感反演过程中敏感波段选择提供参考依据,同时也是实现水中铅浓度遥感反演所必需的基础数据,也为其他重金属化合物光学参数的测量提供方法支撑,进一步为水体重金属遥感理论打下基础。 展开更多
关键词 水体重金属遥感 反射率 散射系数 光谱分析 铅化合物
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不同水体类型背景下的硫酸铁遥感反演下限浓度数值光谱模拟与特征分析
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作者 梁业恒 邓孺孺 +5 位作者 陈锦琳 刘旭拢 佟天仁 李嘉怡 李依玲 劳小敏 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第4期1183-1189,共7页
利用卫星遥感技术对水中重金属浓度进行监测具有重要研究意义。但由于自然水体重金属含量低,其遥感反演可行性仍被学界怀疑,以致该领域发展比较缓慢。鉴于此,以中国环境卫星(HJ-1A)高光谱成像仪(HSI)反演水中硫酸铁浓度为例,采用遥感敏... 利用卫星遥感技术对水中重金属浓度进行监测具有重要研究意义。但由于自然水体重金属含量低,其遥感反演可行性仍被学界怀疑,以致该领域发展比较缓慢。鉴于此,以中国环境卫星(HJ-1A)高光谱成像仪(HSI)反演水中硫酸铁浓度为例,采用遥感敏感性分析模型(DDE模型),模拟得到硫酸铁在理论清深水体和三种常见自然水体:富营养化水体、浑浊水体与重金属尾矿污染水体,共计四种水体类型背景下的可遥感反演下限浓度光谱曲线,明确地给出不同情形遥感反演下限浓度最小值及其所在波长,进而分析不同水体类型的遥感敏感性变异规律。研究结果发现,在不同水体类型背景下,硫酸铁的遥感反演下限浓度最小值及所在波长位置均是变化的。在理论清深水体背景下,该值的最小值为4.63×10-4mg·L^(-1),出现在468.530 nm处(对应HSI传感器第5波段,简写为Band5,下同),而扩充至最小值10%增量后,覆盖的波段范围为460.040~479.600 nm(Band 1—10)。但在波长范围721.605~951.540 nm(Band 81—115),下限浓度值已不存在。同样地,富营养化水体、浑浊水体、重金属尾矿污染水体三种自然水体背景下,下限浓度最小值分别为:6.30×10^(-2)、2.78×10^(-2)和1.64×10^(-1)mg·L^(-1);对应所在波长分别为:577.865 nm(Band 46)、587.900 nm(Band 49)、669.285 nm(Band 70);对应的扩充最小值10%增量后的覆盖波段范围分别为555.725~587.900 nm(Band 39—49)、568.160~612.740 nm(Band 43—56)、627.895~687.410 nm(Band 60—74)。以上特征波段,均是未来硫酸铁遥感反演模型敏感波段集合的重要参考依据。这四种水体背景下的下限浓度最小值大小关系是:理论清深水体<<浑浊水体<富营养化水体<重金属尾矿污染水体,说明相比理论清深水体,三种自然水体背景下遥感敏感性相对有所下降。从该最小值出现的波长位置(或范围)来看,三种自然水体背景下的下限浓度最小值所在波长相比理论清深水体均向卫星图像受大气影响作用越来越小的长波方向移动。这个波长位置的移动方向由硫酸铁自身的吸收系数光谱和背景水体反射率光谱二者共同决定。以上研究成果为将来实现水中硫酸铁浓度遥感反演打下了理论基础,进一步推动水体重金属遥感领域发展。 展开更多
关键词 水体重金属遥感 敏感性分析 下限浓度 光谱模拟 变异规律
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长江沙洲水道洲滩植被阻水影响分析
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作者 李达 杨中华 +1 位作者 张松 张为 《水电能源科学》 北大核心 2025年第2期67-71,48,共6页
针对水库修建后下游洪水位抬升的现象,以长江中游沙洲水道为例,基于现场查勘并结合遥感影像解析和平面二维水动力模型分析洲滩植被对沙洲水道的阻水影响。结果表明,洲滩植被会引起沙洲水道区域平均水位抬升、流速减小,且水位自下游至上... 针对水库修建后下游洪水位抬升的现象,以长江中游沙洲水道为例,基于现场查勘并结合遥感影像解析和平面二维水动力模型分析洲滩植被对沙洲水道的阻水影响。结果表明,洲滩植被会引起沙洲水道区域平均水位抬升、流速减小,且水位自下游至上游抬升幅度沿程增大,洪水流量影响大于中等流量影响;水道断面流速分布呈现洲滩减小,主槽增大的变化趋势,可能造成“槽冲滩淤”;植被阻水影响随植被生长而增大,但影响变幅在减小;防浪林对于沙洲水道右岸流速的调整大于左岸,而矮草/灌木对流速调整的影响则相反。 展开更多
关键词 沙洲水道 遥感解析 植被分布 等效Manning系数 阻水影响
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基于多时相Sentinel-1/2的黄河三角洲地区耕地不同地表覆盖土壤盐分反演
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作者 张俊艳 李贺 +2 位作者 黄翀 刘庆生 刘士爱 《农业工程学报》 北大核心 2025年第16期191-201,共11页
土壤盐渍化严重影响农业生产,是全球范围土壤退化的主要问题之一,及时、准确监测区域土壤盐渍化动态对于盐碱地改良具有重要意义。遥感技术在区域土壤盐分监测中具有重要作用,利用盐分/植被遥感指数可以实现土壤盐分反演。但由于地理环... 土壤盐渍化严重影响农业生产,是全球范围土壤退化的主要问题之一,及时、准确监测区域土壤盐渍化动态对于盐碱地改良具有重要意义。遥感技术在区域土壤盐分监测中具有重要作用,利用盐分/植被遥感指数可以实现土壤盐分反演。但由于地理环境、作物覆盖条件等差异,各遥感指数在不同时期土壤盐分反演中鲁棒性不足。该研究以山东省黄河三角洲地区为研究区,基于多时相Sentinel-1/2遥感数据,结合同步地面采样,在分析现有遥感指数与土壤盐分敏感性的基础上,通过构建针对不同作物覆盖的遥感盐分指数,对区域土壤盐分进行精准反演。结果表明:1)综合传统土壤盐分数据与35个遥感光谱指数相关性分析结果,盐分指数“蓝-近红外”指数(Salinity index 2,S2)、归一化盐分指数(normalized differential salt index,NDSI)和植被指数冠层盐度指数(canopy response salinity index,CRSI)和增强归一化植被指数(enhanced normalized differential vegetation index,ENDVI)4种遥感指数与土壤盐分具有更高的相关性;2)通过对2、3、4波段组合的盐分数据遥感不同波段/指数组合排列方案筛选,提出针对作物覆盖期和裸土不同地表覆盖的盐分指数SI_(YRDveg)和SI_(YRDbare),盐分指数相关性在多个时相下最高为0.77,显著提高遥感指数与土壤盐分的相关性;3)基于盐分指数结合随机森林方法进行的盐分反演在作物覆盖地表反演精度RMSE为2.23 g/kg,MAE为1.25 g/kg,裸土地表反演精度RMSE为1.00 g/kg,MAE为0.73 g/kg,相比仅利用遥感基础波段反演,精度提高31%。该研究为区域耕地植被/裸土覆盖地表土壤盐分反演提供了一种思路与方法。 展开更多
关键词 土壤盐分 多作物覆盖 遥感指数 相关性分析 盐分指数
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基于优化温度植被干旱指数的亚热带干旱遥感分析——以鄂渝地区为例
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作者 张治梅 雷馨雨 吴立新 《地理与地理信息科学》 北大核心 2025年第3期27-34,共8页
针对中国亚热带地区炎热多雨、地形复杂的自然特征以及植被绿度饱和对干旱遥感监测的限制,采用改进的多光谱植被指数与地表温度(Land Surface Temperature,LST)特征空间,构建优化的温度植被干旱指数(Optimized Temperature Vegetation D... 针对中国亚热带地区炎热多雨、地形复杂的自然特征以及植被绿度饱和对干旱遥感监测的限制,采用改进的多光谱植被指数与地表温度(Land Surface Temperature,LST)特征空间,构建优化的温度植被干旱指数(Optimized Temperature Vegetation Drought Index,OTVDI),并以长江中游鄂渝地区为例,利用MODIS地表反射率和LST产品计算OTVDI,分析鄂渝地区2000—2023年干旱演化特征,同时结合海拔与地表覆盖数据探讨该区干旱的时空差异及其成因。结果表明:①OTVDI在鄂渝地区的干旱识别精度为79.6%,显著优于经典TVDI(63.4%);②鄂渝地区春、秋季干旱分别呈现显著减弱和先增强后显著减弱的变化趋势,而夏、冬季干旱变化较平稳;③中部山地因植被优化和地形效应长期较湿润,而东西部低丘与城市聚集区因植被脆弱和人类活动剧烈更易出现干旱现象,沿江平原的水稻种植和灌溉措施一定程度上削弱了植被干旱现象。 展开更多
关键词 亚热带 植被干旱 遥感分析 温度植被干旱指数 优化改进
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基于HST指数及HDT特征空间的森林植被光谱时序特征变化研究
7
作者 赵天宇 田家 《航天返回与遥感》 北大核心 2025年第4期73-87,共15页
森林植被的生理和生化参数会随着时间的变化而发生变化,从而使其光谱特征也随之改变,这导致了“同物异谱”现象。为分析森林植被光谱时序变化规律,文章基于PROSAIL模型模拟了典型落叶林冠层在一年典型物候期的时序光谱,构建了光谱三角... 森林植被的生理和生化参数会随着时间的变化而发生变化,从而使其光谱特征也随之改变,这导致了“同物异谱”现象。为分析森林植被光谱时序变化规律,文章基于PROSAIL模型模拟了典型落叶林冠层在一年典型物候期的时序光谱,构建了光谱三角高指数(HST),提出了三角高特征空间(HDT),应用于Sentinel-2 A/B多光谱遥感影像,探究了造成时序光谱差异的原因。以落叶植被占比大的安徽琅琊山、老嘉山和江苏铁山寺林场为例,分析并提取了森林植被光谱时序变化规律及特征。研究结果表明,HST指数能够表征森林植被时序变化特征:从叶芽萌动期(3月)到展叶期(5月)快速增高,从旺盛期(6月)到褐变期(11月)缓慢下降;而HDT特征空间能够表征随时序变化森林植被样点呈现出钝角三角形状的分布规律,为提取落叶森林植被光谱时序变化规律提供了新的方法和技术途径。 展开更多
关键词 光学遥感 光谱特征 森林植被 植被指数 特征空间
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基于高光谱遥感的克氏针茅群落生物量估算
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作者 程云湘 贾子玉 +2 位作者 庄前友 红梅 张凡凡 《草业科学》 北大核心 2025年第1期23-34,共12页
利用高光谱遥感技术能够高效、无损、快速地获取草地地上生物量,对草地畜牧业的动态监测、高效管理及草畜供求关系平衡等具有重要意义。为了估算生长期克氏针茅(Stipa krylovii)群落地上生物量最适宜的光谱变量与植被指数,本研究在内蒙... 利用高光谱遥感技术能够高效、无损、快速地获取草地地上生物量,对草地畜牧业的动态监测、高效管理及草畜供求关系平衡等具有重要意义。为了估算生长期克氏针茅(Stipa krylovii)群落地上生物量最适宜的光谱变量与植被指数,本研究在内蒙古锡林郭勒盟镶黄旗牧场获取光谱反射率与地上生物量数据,通过原始高光谱数据以及一阶微分、植被指数、绿峰与红谷等变量,运用回归模型建立相应地上生物量估算模型并对比评价模型精度。结果表明:克氏针茅群落在7月-8月的牧草生长过程中,生物量逐渐增加,8月-9月牧草枯黄明显,生物量显著下降(P<0.05)。对原始高光谱进行微分处理有助于提高敏感波段与地上生物量的相关性;在高光谱变量中,利用红边斜率(Dr)构建的线性模型精度最佳,R2为0.94,均方根误差(RMSE)为1.97 g·m^(-2),平均相对误差(MAE)为1.97 g·m^(-2)。在植被指数中,利用土壤调整植被指数(SAVI)构建的多项式模型精度最佳,R2为0.92,RMSE为1.15 g·m^(-2),MAE为1.39 g·m^(-2)。本研究能够为不同高光谱变量估算针茅群落地上生物量提供科学依据,为牧区天然草地实现快速精准的遥感监测提供方法和技术支持。 展开更多
关键词 生物量 高光谱遥感 模型估测 波段优选 植被指数 光谱变量
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基于GRNDVI的某矿区近10 a植被修复状况监测与评价
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作者 万一 肖让 +1 位作者 黎明 佘佐明 《金属矿山》 北大核心 2025年第6期250-257,共8页
在对矿山进行生态修复的同时,为了快速且准确地获取修复植被生长状况,进而掌握生态修复的变化规律,为后续矿区资源开采和生态环境保护提供参考依据,对生态修复状况进行监测与评价至关重要。归一化植被指数(Normalized Differential Vege... 在对矿山进行生态修复的同时,为了快速且准确地获取修复植被生长状况,进而掌握生态修复的变化规律,为后续矿区资源开采和生态环境保护提供参考依据,对生态修复状况进行监测与评价至关重要。归一化植被指数(Normalized Differential Vegetation Index,NDVI)是遥感监测中使用最广泛的植被指数,但NDVI具有土壤背景和饱和问题等内在固有缺陷,会导致在低(高)植被覆盖度情况下NDVI被放大(缩小)现象。基于此,以山西省某矿区为例,基于2014—2023年的Landsat和GF系列遥感数据,使用准确率更高的生长根归一化差分植被指数(Growth Root Normalized Differential Vegetation Index,GRNDVI)对研究区采矿前及采矿中的植被修复状况进行了监测与评价。结果表明:2014—2023年,研究区内裸地面积不断增加,研究区处于边开采、边修复的状态,在植被修复作用下,研究区内的植被由低等植被占主导地位转变为中等植被占主导地位。线性回归分析得到年度生长根归一化差分植被指数的变化斜率为0.022,说明这10 a中研究区植被长势整体呈缓慢变好趋势,区内修复植被的综合恢复效果介于较低修复效果和中等修复效果之间,但仍有8.434 km2的植被呈负增长趋势。该研究结果对于了解矿山植被修复情况并因地制宜制定开采方案、平衡开采与环境可持续发展具有重要意义。 展开更多
关键词 遥感监测 植被长势 趋势分析 生态评价
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2013—2022年江苏省植被覆盖度时空变化趋势及其驱动因素
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作者 赵琛旭 刘兴冉 +1 位作者 朱骥 邓馥荣 《水土保持通报》 北大核心 2025年第3期397-406,共10页
[目的]探究江苏省2013—2022年植被覆盖度(fractional vegetation cover,FVC)的时空变化趋势及其驱动力,为全面掌握该省植被覆盖情况,宏观调控相关政策提供科学参考。[方法]基于GEE(Google Earth Engine),应用像元二分模型估算FVC,采用... [目的]探究江苏省2013—2022年植被覆盖度(fractional vegetation cover,FVC)的时空变化趋势及其驱动力,为全面掌握该省植被覆盖情况,宏观调控相关政策提供科学参考。[方法]基于GEE(Google Earth Engine),应用像元二分模型估算FVC,采用Sen趋势分析、Mann-Kendall显著性检验、变异系数、Hurst指数等方法,系统分析FVC的时空变化趋势与特征,并以FVC和夜间灯光指数(night light index,NLI)为变量构建一元线性回归模型,通过残差分析量化FVC变化的驱动因素及其贡献率。[结果]2013—2022年江苏省年均FVC为0.648,尽管年际变化呈波动下降趋势,但仍以极高和高FVC类型为主。FVC呈减少趋势的面积比例为51.85%,呈增加趋势的面积比例为45.91%;变异系数平均值为0.16,Hurst指数平均值为0.56。气候变化和人类活动共同作用FVC的区域占58%,人类活动对江苏省FVC变化呈正向贡献的区域比例为86.53%,气候变化对江苏省FVC变化呈正向贡献的区域比例为71.47%。[结论]2013—2022年江苏省整体植被覆盖良好,下降趋势趋于平缓,整体波动幅度较低,变化趋势以弱持续性为主、弱反持续性次之,交错分布,退化与改善并存。苏北和苏中的植被覆盖度显著高于苏南,但植被退化程度也更为严重。变化的主要驱动力以气候变化和人类活动的共同作用为主,人类活动对FVC变化的贡献总体上比气候变化的贡献更大。 展开更多
关键词 植被覆盖度 趋势分析 驱动力 遥感 江苏省
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重金属污染水体背景下的底质反射率光谱特征及其对离水反射率贡献影响分析 被引量：1
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作者 梁业恒 邓孺孺 +4 位作者 梁钰婕 刘永明 吴仪 袁宇恒 艾先俊 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期111-117,共7页
水体重金属遥感反演是水环境遥感领域中的难题,目前仍有相当多的基础性问题有待解决,而浅水区底质对离水反射率贡献规律是将来遥感反演模型精度其中一个重要影响因素,尤其在重金属污染这种特殊的背景下,揭示其贡献规律对提升水体重金属... 水体重金属遥感反演是水环境遥感领域中的难题,目前仍有相当多的基础性问题有待解决,而浅水区底质对离水反射率贡献规律是将来遥感反演模型精度其中一个重要影响因素,尤其在重金属污染这种特殊的背景下,揭示其贡献规律对提升水体重金属遥感模型精度有重要作用,测量结果对研究重金属尾矿底泥的反射率光谱特征以及区分常见水底底质有参考意义。首先利用光谱仪测量获得广东大宝山尾矿底质反射率,发现其在波长755、 1 280、 1 620和2 200 nm存在反射峰,有明显光谱特征,并与河床常见的粗沙、淤泥和石头三类底质反射率进行了对比分析,结果表明:一方面,粗沙和淤泥反射率呈一缓慢上升的曲线,与存在多个特征反射峰的矿区底泥有明显区别;另一方面,石头反射率则在波长范围550~650 nm出现一个宽而扁平的反射峰后随即在波长675 nm处出现波谷然后增大至波长750 nm后趋于平缓,其特征波长与矿区底泥均不一样。上述特征波长可作为重金属污染背景下底泥光谱的重要区分波段。测量水深为1 cm、 10 cm和深水区的离水反射率,结合水质遥感模型计算出1 cm水深情况下底质反射光、水体散射光,并将其对离水反射率贡献进行讨论。离水反射率测量结果表明,底质对浅水区影响极大,随着水深变浅,离水反射率总体不断被抬升。而水底反射光和水体散射光对离水反射率贡献规律则以波长515 nm为分界线,向短波方向以水体散射光贡献为主,向长波方向则以水底反射光为主,贡献量由底质反射能力和水体散射能力共同决定。对考虑了底质反射光后的遥感模型精度进行评价,模型计算得到波长范围350~950 nm内的离水反射率与野外测量值对比结果,二者具有显著的线性相关(R^(2)=0.964 2),相对误差在波长范围560~830 nm低于10%,甚者可低于5%,模型总体模拟精度较好,远比在不考虑底质影响时精度高,模型满足将来水中重金属遥感反演要求。研究结果对今后水体重金属遥感反演时处理底质影响提供了重要的参考数据和理论依据,有助推动该领域进一步发展。 展开更多
关键词 水体重金属遥感 重金属矿区 底质反射率 光谱特征分析 模型精度评价
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农田土壤理化参数快速获取技术研究进展与展望 被引量：8
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作者 齐江涛 程盼婷 +2 位作者 高芳芳 郭丽 张瑞瑞 《智慧农业（中英文）》 CSCD 2024年第3期17-33,共17页
[目的/意义]土壤是农业基本的生产资料,其质量与农业高效生产和可持续发展密切相关。由于以往对农田的高强度利用以及土壤侵蚀等原因,导致部分农田出现土壤有机质明显下降、地力减弱和生态功能退化等现象。土壤理化参数作为揭示土壤空... [目的/意义]土壤是农业基本的生产资料,其质量与农业高效生产和可持续发展密切相关。由于以往对农田的高强度利用以及土壤侵蚀等原因,导致部分农田出现土壤有机质明显下降、地力减弱和生态功能退化等现象。土壤理化参数作为揭示土壤空间特征、评估土壤肥力的关键指标,对农田可持续利用起着至关重要的作用。因此,土壤理化参数信息的快速获取极为必要。[进展]探讨了农田土壤理化参数获取技术的研究意义,总结了当前用于农田土壤理化参数信息获取的主要技术,包括以电化学分析和光谱分析为主的实验室快速检验技术,以电磁感应、探地雷达、多光谱、高光谱和热红外为主的近地快速感知技术,以直接反演法、间接反演法和结合分析法为主的卫星遥感技术,以及近年的新型快速获取技术,如生物传感、环境磁学、太赫兹光谱和伽马能谱等,梳理了各方法的优缺点及适用情况。[结论/展望]结合农田环境的作业需求,依据未来研究的侧重方向提出发展建议,包括开发便携化、智能化和经济型的近地土壤信息获取系统及设备,实现土壤信息的原位快速检测。优化低空土壤信息获取平台的性能,完善数据的解译方法;联合多因素构建卫星遥感反演模型,利用多种共享开放的云计算平台实现数据的深度挖掘。深入探索多源数据融合在土壤理化参数信息获取中的研究与应用,构建泛化能力强、可靠性高的土壤信息感知算法和模型等,从而实现土壤理化参数信息快速、精准和智能化获取。 展开更多
关键词 土壤理化参数 光谱分析 电磁感应 探地雷达 卫星遥感 快速感知
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2001—2021年巢湖流域植被覆盖时空变化及驱动分析 被引量：7
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作者 王亚琼 高曼莉 +3 位作者 罗劲松 徐莹梅 徐伟 卢毅敏 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第6期58-68,共11页
基于2001—2021年Landsat遥感数据,研究巢湖流域植被覆盖多年变化,利用时空地理加权模型探讨地形、气候及人类活动的驱动影响。结果表明:(1)流域内平均植被覆盖度0.75,近20 a总体呈增加趋势,增速0.12%/a;2009年前,呈下降趋势,2009年后,... 基于2001—2021年Landsat遥感数据,研究巢湖流域植被覆盖多年变化,利用时空地理加权模型探讨地形、气候及人类活动的驱动影响。结果表明:(1)流域内平均植被覆盖度0.75,近20 a总体呈增加趋势,增速0.12%/a;2009年前,呈下降趋势,2009年后,呈增加趋势。(2)流域内89.79%的区域植被覆盖度高于0.6,不同土地利用的植被覆盖度为林地>旱作农田>稀疏植被>灌溉农田>城市建成区>湿地,湿地受蓄水排涝功能的影响,植被覆盖度相对较低。(3)近20 a,34.78%的区域植被覆盖度发生变化,以增加趋势为主,面积占比62.73%,集中在合肥市老城区、山区林地、沿江北岸平原地带以及环巢湖湿地区域,政策上的生态环境保护和流域治理对植被覆盖产生正影响成效显著;减少趋势发生在城市外围和部分耕地区域,体现城镇化建设、耕地种植模式等人类活动对植被覆盖的负影响,对于引江济淮(派河—东淝河)段施工沿线和柘皋河流域植被覆盖度减少,应值得关注。(4)2010年前,地形因素的影响逐年降低,气候作用逐年增加,2010年后,地形因素持续增加并成为主要因素。(5)人类活动对植被覆盖的影响程度整体呈增强趋势,生态环境得到改善,增强幅度为0.013%/(10 a)。 展开更多
关键词 植被覆盖度 时空分析 驱动影响 Landsat遥感数据 时空地理加权模型 巢湖流域
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2000—2020年昆仑山植被覆盖度时空变化驱动力分析及生态评价 被引量：6
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作者 袁江龙 赵宏慧 +7 位作者 刘晓煌 李洪宇 江东 赵传燕 邢莉圆 雒新萍 王然 王超 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1822-1838,共17页
【研究目的 】植被覆盖度是反映生态环境稳定性的重要指标,昆仑山地区生态脆弱,植被覆盖度变化的驱动因素研究较少。文章旨在分析昆仑山地区植被覆盖度时空变化及驱动因素和区域生态评价。【研究方法 】本文基于归一化植被指数(Normaliz... 【研究目的 】植被覆盖度是反映生态环境稳定性的重要指标,昆仑山地区生态脆弱,植被覆盖度变化的驱动因素研究较少。文章旨在分析昆仑山地区植被覆盖度时空变化及驱动因素和区域生态评价。【研究方法 】本文基于归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI),探究了2000—2020年昆仑山植被覆盖度的时空变化规律。使用地理探测器(GeoDetector, GD)和随机森林(Random Forest, RF)模型,识别了昆仑山地区NDVI变化的主导因子,使用RF和长短期记忆网络(Long Short-Term Memory Network, LSTM)开展了多因子NDVI的回归拟合。使用遥感生态指数(Remote Sensing Ecological Index, RSEI)评估了昆仑山环境质量变化状况。【研究结果 】2000—2020年昆仑山地区NDVI在时间上呈波动增加趋势,空间上呈“西高东低、北高南低”的分布格局。RF重要性最高的因子为高程(DEM)、降水(Pre)、到城镇距离(Town)和国内生产总值(Gross Domestic Product, GDP),GD解释力最高的因子为蒸散发(ET)、DEM、GDP和温度(Temp)。RF比LSTM更适用于昆仑山地区NDVI的回归拟合。RSEI数值上升的区域面积为80.52%,但整体波动较大,波动较大区域面积为78.86%。【结论 】DEM、GDP、Pre和ET是影响该区域植被覆盖度的主要因素,区域生态环境质量有明显改善,生态保护措施成效显著。保护昆仑山生态脆弱区的生态稳定对区域生态政策的实施具有重要意义。 展开更多
关键词 NDVI 随机森林模型 遥感生态指数 驱动力分析 生态评价 生态地质调查工程
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毛竹向杉木林扩张不同阶段叶面积指数地面高光谱遥感模型研究 被引量：1
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作者 李聪慧 李宝银 +4 位作者 毛振伟 李璐飞 余坤勇 刘健 钟全林 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2365-2371,共7页
毛竹向杉木林扩张会引发“林退竹进”、林权纠纷等生态与经济问题。利用遥感有效反演毛竹演替过程对于科学管控森林资源意义重大。为了揭示地面高光谱在毛竹扩张不同阶段叶面积指数(LAI)反演的有效性,以毛竹在杉木林中扩张为研究对象,... 毛竹向杉木林扩张会引发“林退竹进”、林权纠纷等生态与经济问题。利用遥感有效反演毛竹演替过程对于科学管控森林资源意义重大。为了揭示地面高光谱在毛竹扩张不同阶段叶面积指数(LAI)反演的有效性,以毛竹在杉木林中扩张为研究对象,沿毛竹扩张方向设置四类杉竹比例样方,模拟扩张Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阶段,根据原始光谱及开方、对数、倒数、一阶微分、二阶微分等10种光谱变换数据与不同扩张阶段LAI相关性选取特征波段,构建归一化植被指数(NDVI)、黄光波段指数(YI)等7个LAI显著相关植被指数,分别建立光谱信息与植被指数的五类单因素回归模型,基于植被指数利用神经网络、决策森林回归、贝叶斯线性回归和线性回归四种机器学习方法构建多因素回归模型,探讨毛竹向杉木林不同扩张阶段LAI高光谱反演模型适用性。结果表明:原始光谱的一阶微分、二阶微分、对数一阶微分和倒数一阶微分四类微分变换能够丰富光谱信息,更好表征毛竹向杉木林的扩张过程;植被指数中,YI与毛竹LAI相关系数最大,表现出毛竹扩张过程的高敏感性,NDVI反演效果最佳,但基于传统植被指数建模的总体反演效果不佳;基于微分变换光谱的二次多项式和幂指数回归模型在各扩张阶段表现更佳,神经网络算法在LAI反演方面优于其他机器学习算法,总体来看,基于光谱变换的传统回归算法优于机器学习建模方法。扩张第Ⅲ阶段基于对数倒数一阶微分变换光谱构建的模型(y=5.2914e^(183.76x))拟合效果最佳,建模集和验证集R^(2)分别为0.735和0.742,RMSE分别为0.733和0.468,nRMSE分别为14.0%和9.9%,建议毛竹扩张管控选在竹林各半的混交林中。系统开展毛竹不同扩张阶段LAI高光谱反演模型的创新分析,将为科学营林造林管理奠定基础。 展开更多
关键词 毛竹扩张 LAI 遥感反演 光谱变换 植被指数 建模
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融合光谱和纹理特征的玉米产量预测研究
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作者 马元花 汪乐印 +7 位作者 张祯鑫 郑大圣 叶玉澜 崔志峰 杜冰笑 寸玉洁 李军 王瑞 《西北农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1827-1838,共12页
本研究采集夏玉米拔节、抽雄、灌浆和成熟4个时期的无人机可见光和多光谱影像,提取和筛选植被指数与纹理特征参数,构建植被指数与纹理特征融合变量,采用反向传播神经网络、随机森林和支持向量机3种机器学习方法构建玉米产量预测模型。... 本研究采集夏玉米拔节、抽雄、灌浆和成熟4个时期的无人机可见光和多光谱影像,提取和筛选植被指数与纹理特征参数,构建植被指数与纹理特征融合变量,采用反向传播神经网络、随机森林和支持向量机3种机器学习方法构建玉米产量预测模型。结果表明:相较于单一类型参数,融合植被指数和纹理特征进行产量预测模型精度更高;3种机器学习方法中以随机森林构建的玉米产量预测模型效果最好,且最佳预测时期为灌浆期(籽粒水泡期);综合评价建模和验证结果,基于多光谱影像植被指数与纹理特征融合变量和随机森林方法构建的模型玉米产量预测效果最佳。遥感信息的多特征融合与机器学习方法的搭配能够挖掘和利用更多信息并提高玉米产量预测的精度和鲁棒性。 展开更多
关键词 玉米 无人机遥感 可见光 多光谱 植被指数 纹理特征 产量
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考虑光谱变异性的多光谱植被识别最优特征空间构建
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作者 林怡 厉朗 +4 位作者 宇洁 高忱 钟代琪 陈鑫 杨羽轩 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期225-232,共8页
在中低分辨率遥感卫星影像上,植被识别受数据获取条件和不同生长期等因素的影响,会存在端元光谱变异现象,导致植被解混误差较大。提出了一种顾及端元光谱变异性的最佳距离遗传算法(IIDGA),通过自动特征选择方法减小端元类内差异,增大类... 在中低分辨率遥感卫星影像上,植被识别受数据获取条件和不同生长期等因素的影响,会存在端元光谱变异现象,导致植被解混误差较大。提出了一种顾及端元光谱变异性的最佳距离遗传算法(IIDGA),通过自动特征选择方法减小端元类内差异,增大类间差异,构建适用于中等分辨率影像的植被解混最优特征空间,提高Landsat影像的植被识别精度。通过比较传统波段组合、光谱和纹理特征全集与IIDGA优选特征的线性解混模型效果,验证了最优特征选择的重要性。结果显示,特征选择有助于提升解混精度(IIDGA的均方根误差最低,为0.180);同时,通过比较基于IID指数的Filter算法、基于标准GA的Wrapper算法和IIDGA在最优特征自动选取方面的性能,证实了IIDGA在平衡精度与效率方面的优势。 展开更多
关键词 多光谱遥感 植被识别 端元光谱差异 最佳距离遗传算法 自动特征选择算法
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2000—2020年黄河流域不同植被类型时空变化特征及其影响因素 被引量：3
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作者 魏潇 张立峰 +3 位作者 何毅 曹胜鹏 孙强 高秉海 《自然资源遥感》 CSCD 北大核心 2024年第4期229-241,共13页
掌握黄河流域植被生长的时空变化特征及其影响因素,对生态环境的保护和发展有重要意义。然而,现有的研究缺少对黄河流域内最新时段不同植被类型时空特征分析及其与影响因子间关系的研究。为此,基于2000—2020年获取的MODIS NDVI时间序... 掌握黄河流域植被生长的时空变化特征及其影响因素,对生态环境的保护和发展有重要意义。然而,现有的研究缺少对黄河流域内最新时段不同植被类型时空特征分析及其与影响因子间关系的研究。为此,基于2000—2020年获取的MODIS NDVI时间序列遥感数据,利用趋势分析、相关分析、偏相关分析和残差分析法,挖掘黄河流域不同植被类型时空特征,厘清在年尺度和月尺度上受气温和降水的影响机制,同时探究人类活动对不同植被类型时空特征的影响。结果表明:①2000—2020年黄河流域不同植被NDVI总体均呈上升趋势,其中以耕地和林地的增长尤为突出;然而不同植被类型NDVI增长趋势随着海拔的升高呈现出不同的下降特征。②21 a来各植被类型在大部分区域呈现改善,但少部分区域呈现出退化,主要集中在草地和耕地区域。各植被类型未来变化趋势呈反持续性的区域占比较大。③气温和降水对黄河流域各植被的生长表现出促进作用,但各植被对降水的响应高于气温,并且其响应存在明显的时滞性,其中草地和灌木的生长对降水和气温的响应更为敏感。④人类活动对黄河流域的整体植被起到积极作用,但在草地和耕地类型中存在部分消极影响,应在未来规划中引起重视。2000—2020年黄河流域大部分植被呈改善状态,但部分草地和耕地呈退化趋势,应对典型退化区域进行保护。研究结果可为黄河流域内生态环境建设和经济发展提供科学数据和理论支撑。 展开更多
关键词 植被类型 HURST指数 残差分析 遥感 黄河流域
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基于无人机多光谱影像的农田土壤水分监测 被引量：1
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作者 赵贵平 徐发俊 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第11期177-182,共6页
利用无人机进行土壤水分监测具有低成本、便捷、快速和准确的特点,对于农田地区智能化管理具有重要的实践意义。本文选取良丰农场作为研究区域,在该区域利用无人机搭载多光谱相机进行土壤水分监测。通过灰色关联度筛选,选择土壤水分敏... 利用无人机进行土壤水分监测具有低成本、便捷、快速和准确的特点,对于农田地区智能化管理具有重要的实践意义。本文选取良丰农场作为研究区域,在该区域利用无人机搭载多光谱相机进行土壤水分监测。通过灰色关联度筛选,选择土壤水分敏感的光谱数据,并与实测的土壤水分数据进行回归分析,构建了基于无人机多光谱遥感的土壤水分反演模型。通过对比NIR-RE-G模型和B-R-G-RE-NIR模型得出的结果,发现决定系数R^(2)均大于0.77。B-R-G-RE-NIR模型在R^(2)与RMSE的精度评估结果上较优于NIR-RE-G模型,因此两模型整体上反演结果均精度较高。故本文验证了NIR-RE-G模型和B-R-G-RE-NIR模型在该区域土壤水分监测中的有效性和可行性,这为快速监测大范围农田土壤水分提供了有效的方法和可靠的参考依据。 展开更多
关键词 土壤湿度 多光谱遥感 无人机 回归分析
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基于多源遥感数据的桂林主城区城市扩张与生态协调分析
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作者 刘桃林 任超 +1 位作者 闫志恒 刘启睿 《桂林理工大学学报》 北大核心 2024年第4期668-676,共9页
基于多源遥感数据对桂林主城区的统筹城市发展与生态保护进行了分析,将夜间灯光指数代表城市扩展指标,综合植被覆盖率、水体面积和遥感生态指数的生态环境指标,共同构建城市扩张与生态环境的耦合协调评价指标体系和耦合协调度基本类型... 基于多源遥感数据对桂林主城区的统筹城市发展与生态保护进行了分析,将夜间灯光指数代表城市扩展指标,综合植被覆盖率、水体面积和遥感生态指数的生态环境指标,共同构建城市扩张与生态环境的耦合协调评价指标体系和耦合协调度基本类型划分体系,分析了桂林主城区20年间的协调发展状况。结果表明:城区发展较快,平均夜间灯光指数从0.20发展到0.57;城区遥感生态指数从2000年的0.35增长到2020年的0.70,其中绿度和湿度因子对生态具有促进改善作用,干度和热度因子具有消极破坏作用,同时水体面积保持稳定,高植被覆盖面积过去20年增加了9%,环境生态得到有效保护;城市扩张与生态环境协调性好,通过对城市扩张下生态分析可为桂林市主城区优化发展提供参考。 展开更多
关键词 主城区发展 夜间灯光指数 遥感生态指数 植被覆盖率 城市生态协调分析 桂林
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