基于GEE的洱海流域土地利用/覆被分类算法对比研究 被引量：3

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作者 董亚坤 王钰 +3 位作者 何紫玲 王鹏 赵昊 曾维军 《西北林学院学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期28-35,共8页

快速准确地进行复杂高原山区的土地覆被长时序自动分类,可为国土规划、资源利用提供依据。利用GEE云平台,选取Landsat影像地表反射率、植被指数、水体指数、DEM 4种空间数据集作为土地覆被分类的基础和辅助数据,分别运用CART、RF和SVM ... 快速准确地进行复杂高原山区的土地覆被长时序自动分类,可为国土规划、资源利用提供依据。利用GEE云平台,选取Landsat影像地表反射率、植被指数、水体指数、DEM 4种空间数据集作为土地覆被分类的基础和辅助数据,分别运用CART、RF和SVM 3种分类算法,实现洱海流域土地覆被信息的自动提取和精度对比。结果表明:(1)3种分类算法中,RF的总体分类精度最高,SVM的总体精度最低;RF是洱海流域LULC的最适宜分类算法。(2)采用光谱指数、地形特征等辅助数据集会进一步提高解译精度,而样本点的选取是最主要的影响因素。(3)Erhai_RF能够达到较高的精度,同时更加突出细节特征,在局部实际分类精度上会更高。研究结果可为洱海流域长时序土地覆被数据产品智能快速提取以及最优分类算法筛选提供方法和技术支撑。 展开更多

关键词 GEE 洱海流域 土地利用/覆被变化 分类算法 RF

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不同重构材料对云南红壤保水及入渗特性的影响

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作者 赵顺琪 张川 +7 位作者 侯召雷 黄钊 李淑芳 刘淑霞 段青松 张玉锴 余东嵘 王立鹏 《水土保持研究》 北大核心 2025年第5期59-68,79,共11页

[目的]揭示不同重构材料对红壤保水及入渗特性的影响机理,为红壤区的水土保持和退化土地修复提供科学依据。[方法]在红壤中添加不同含量(0,0.5%,2.5%和5.0%)的糯米胶(J)、木纤维(X),采用烘干法和常水头法,测定红壤重构土的含水率和入渗... [目的]揭示不同重构材料对红壤保水及入渗特性的影响机理,为红壤区的水土保持和退化土地修复提供科学依据。[方法]在红壤中添加不同含量(0,0.5%,2.5%和5.0%)的糯米胶(J)、木纤维(X),采用烘干法和常水头法,测定红壤重构土的含水率和入渗率,并采用Kostiakov,Philip和简化Philip入渗模型对不同重构材料含量的红壤复合土累积入渗量进行拟合。[结果]添加适量的重构材料能够提高红壤保水能力;添加相同重构材料时,随着容重的增加,复合土稳定入渗率和累积入渗量均减小,其中J2.5%对入渗性能影响最大,降幅最大,稳定入渗率是J0.5%的2%~3%;随着重构材料含量增加,红壤复合土累积入渗量先增后减;土壤入渗性随重构材料含量增加呈先提高后降低的趋势;Kostiakov入渗模型对累积入渗量随时间的变化有较好的拟合效果。[结论]重构材料的含量和容重的增加都会降低红壤复合土的水分流失,添加适量的重构材料增强红壤的持水性。 展开更多

关键词 保水特性 入渗特性 变化模拟 红壤重构 糯米胶 木纤维

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根土复合体力学效应及其模型构建研究进展与展望 被引量：9

3

作者 谢祥荣 陈正发 +6 位作者 朱贞彦 徐兴倩 阎凯 李博 段青松 李淑芳 张川 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期13-28,196,共17页

[目的]为探究根土复合体的力学效应机理及模型方法应用。[方法]采用文献分析和对比分析法,归纳分析根土复合体概念和内涵、根土复合体力学效应及力学模型原理、优缺点以及适用范围。[结果](1)根土复合体是根系与土体之间力学耦合效应的... [目的]为探究根土复合体的力学效应机理及模型方法应用。[方法]采用文献分析和对比分析法,归纳分析根土复合体概念和内涵、根土复合体力学效应及力学模型原理、优缺点以及适用范围。[结果](1)根土复合体是根系与土体之间力学耦合效应的复合整体,根系在土体中交叉缠绕,起到加固作用;(2)根系与土体力学关系实质上是根土复合体土力、水力和复合力学特性作用的结果,土力特性、水力特性分别侧重研究根系对土体的影响和土中水分对土体和根系的影响,复合力学特性侧重于根土复合体自身特性对植物根系特征以及结构的直接影响,从而通过三者作用使根系与土体的力学关系处于动态平衡之中;(3)根土复合体复合力学模型研究较土力和水力学模型略少,土力学和水力学模型都是根据量化参数,通过参数间对比来衡量固土效果,但复合力学特性同时涉及土力特性和水力特性,考虑全面,应是未来研究的重点方向。[结论]未来在开展冻融循环、干湿交替、干热循环对不同地区根系与土体相互作用的影响、多类型植物混种抗剪强度、化学作用和微生物作用对土水特性影响机理及复合模型构建等方面有待深入研究。研究结果可为生态脆弱区植被恢复、水土保持和可持续发展等提供重要的理论价值和工程借鉴意义。 展开更多

关键词 根土复合体 土力学效应 水力学效应 力学模型 固土保水 生态恢复

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中国土壤重构及其土水特性研究进展 被引量：12

4

作者 张玉锴 阎凯 +6 位作者 李博 黎李杨 杨松 普建丹 王楚燕 杨国东 张川 《农业资源与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期511-524,共14页

土壤是土地生态系统的基底和基础,土壤重构对土地复垦、土地质量提升和生态环境恢复等具有重要意义。本文采用文献分析法和对比分析法,分析了我国土壤重构基本概念与内涵、土壤重构技术及其土水特性运行机理。根据研究对象、研究目的、... 土壤是土地生态系统的基底和基础,土壤重构对土地复垦、土地质量提升和生态环境恢复等具有重要意义。本文采用文献分析法和对比分析法,分析了我国土壤重构基本概念与内涵、土壤重构技术及其土水特性运行机理。根据研究对象、研究目的、填充材料和关键技术的对比分析,认为土壤重构与土体有机重构两者的概念与内涵存在交叉和包含关系,两者研究对象及目的均为损毁土地及缺陷土地的再生利用及其生态系统恢复,关键技术侧重土壤剖面结构和功能的重构;重构材料属于包含关系,土体有机重构填充材料多为有机物和生物材料,包含矿区副产品等。根据土壤损毁的特征,将土壤剖面重构类型分为功能退化型、土层损毁型、土层结构紊乱型和土层污染型。土壤重构材料的选取应因地制宜;土壤重构施工技术应更多关注如何减少对土壤结构的破坏和降低压实度,从而减轻对表土的破坏并提高土壤生产力。土壤重构主要针对矿区土地复垦,其对土水特性的影响侧重于模型模拟和土壤的保水性,重构后的土壤对土壤中水分和溶质运移有一定的阻碍作用,不利于降水入渗补给;土壤重构研究还应关注不同土壤重构模式下短时间序列土壤水分运移及其机理。针对目前土壤重构技术发展现状,建议今后深入开展土壤重构的生态材料研发、土壤与其他要素耦合机理、全过程监测和信息化技术融合、农区土壤重构和城市景观重构等方面的理论与技术研究。 展开更多

关键词 土壤剖面 重构材料 重构施工技术 水分运移 入渗特性 土水特征曲线

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基于最小累积阻力模型的洱海流域上游面源污染“源-汇”风险格局研究 被引量：7

5

作者 董亚坤 王钰 曾维军 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2022年第6期166-175,共10页

[目的]对洱海流域上游面源污染“源—汇”风险格局进行研究,为保护洱海生态和快速识别面源污染“源—汇”风险的关键区域提供理论依据。[方法]以2005,2010,2015和2020年数据为例,构建阻力基面评价体系,基于最小累积阻力模型建立阻力面,... [目的]对洱海流域上游面源污染“源—汇”风险格局进行研究,为保护洱海生态和快速识别面源污染“源—汇”风险的关键区域提供理论依据。[方法]以2005,2010,2015和2020年数据为例,构建阻力基面评价体系,基于最小累积阻力模型建立阻力面,划分面源污染风险等级并探讨洱海流域上游16 a来面源污染的风险等级变化。[结果]①阻力因子的空间异质性使阻力基面的分布存在区域性差异,而“源”的分布则影响阻力面的分布,2020年比2005年阻力面值提高了7485.40。②研究区极高风险区面积所占比例达30%,而中风险区以上所占比例超过60%,面源污染风险等级偏高;16 a间,极高风险区面积减少最多,为35.74 km^(2),而中风险区面积增加最多,为38.69 km^(2)。③面源污染风险等级距离“源”越近,风险等级越高,表现为中部高于边界,南部高于北部,而极高风险区是面源污染的关键区域。④16 a间中风险区转出面积最多,为80.93 km^(2)。茈碧湖镇、凤羽镇和右所镇三镇交界处以及牛街乡的北部是面源污染风险等级转移的主要区域。[结论]关键区域的景观优化、种植业调整等措施对减少氮磷的流失及风险等级格局的改变具有更积极的作用,可进一步改善洱海未来水环境。 展开更多

关键词 洱海流域上游 最小累积阻力模型 “源—汇”风险格局 面源污染 风险等级转移矩阵

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木纤维重构红壤下根系特征对根土复合体抗剪特性的影响 被引量：4

6

作者 张川 谢祥荣 +5 位作者 段青松 张玉锴 李效顺 李淑芳 徐兴倩 陈正发 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期138-146,共9页

红壤黏性重、水分变化大、抗剪性能较低,通过根系特征参数研究草本植物根土复合体的力学特性具有一定意义。为探明不同质量分数(0、0.5%、2.5%和5.0%)木纤维重构红壤下,根系特征对草本植物根土复合体抗剪特性的影响机理,该研究通过直剪... 红壤黏性重、水分变化大、抗剪性能较低,通过根系特征参数研究草本植物根土复合体的力学特性具有一定意义。为探明不同质量分数(0、0.5%、2.5%和5.0%)木纤维重构红壤下,根系特征对草本植物根土复合体抗剪特性的影响机理,该研究通过直剪试验测定白三叶和黑麦草根土复合体的抗剪强度,并采用WinRHIZO根系分析系统测定根表面积指数、根系体积比、根系长度、地下生物量4个根系特征参数,并进一步揭示其对抗剪强度影响机理及规律。结果表明:适量的木纤维添加有利于须根系草本植物的生长,木纤维质量分数较低时,黑麦草的根系特征参数值高于白三叶3~5倍,木纤维质量分数较高时,黑麦草和白三叶的根系长度分别为456.27和438.35 cm,地下生物量分别为0.410和0.150 mg;随根系特征参数增加黑麦草根土复合体的抗剪强度增幅大于白三叶根土复合体,增幅范围分别为26.55%~47.20%、26.21%~35.07%,但存在一定的变化阈值。采用摩尔-库伦模型对根土复合体的抗剪特性参数的模拟效果较好,根系特征参数达到变化阈值时,黏聚力变化差异明显,对内摩擦角影响较小。该研究对深入研究红壤区的边坡防护、植被恢复和土地整治等具有重要的理论和工程实践价值。 展开更多

关键词 土壤 抗剪特性 根土复合体 根系特征 木纤维 红壤

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洱海流域土壤侵蚀强度时空变化及景观格局分析 被引量：2

7

作者 王钰 董亚坤 +3 位作者 何紫玲 王鹏 赵昊 曾维军 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期626-630,共5页

采用改进的土壤流失方程(RUSLE)及热点分析研究了洱海流域2000—2020年的土壤侵蚀强度时空变化,并应用Fragstats软件从类型水平与景观水平分析土壤侵蚀影响下的景观格局变化趋势。结果表明:(1)20年间,年平均土壤侵蚀模数持续下降,微度... 采用改进的土壤流失方程(RUSLE)及热点分析研究了洱海流域2000—2020年的土壤侵蚀强度时空变化,并应用Fragstats软件从类型水平与景观水平分析土壤侵蚀影响下的景观格局变化趋势。结果表明:(1)20年间,年平均土壤侵蚀模数持续下降,微度侵蚀类型面积增加,而更强侵蚀类型的面积减少,说明洱海流域土壤侵蚀状况得到改善。(2)随着坡度增大,洱海流域年平均土壤侵蚀模数先增大后减小,在坡度为15°~25°时达到最大。(3)2000—2020年,洱海流域的景观格局也得到了优化。 展开更多

关键词 土壤侵蚀 景观格局 洱海流域 热点分析

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2000-2020年洱源县生态敏感性时空变化分析 被引量：1

8

作者 王钰 董亚坤 曾维军 《湖北农业科学》 2024年第1期11-17,共7页

以云南省大理白族自治州洱源县为研究对象,采用ENVI与ArcGIS进行数据处理,构建多因子生态敏感性评价指标体系,开展单因子、综合敏感性评价。结果表明,2000-2020年洱源县植被覆盖指数、土地利用类型、综合生态敏感性的不敏感区、轻度敏... 以云南省大理白族自治州洱源县为研究对象,采用ENVI与ArcGIS进行数据处理,构建多因子生态敏感性评价指标体系,开展单因子、综合敏感性评价。结果表明,2000-2020年洱源县植被覆盖指数、土地利用类型、综合生态敏感性的不敏感区、轻度敏感区、中度敏感区面积占比呈减少趋势;植被覆盖指数、土地利用类型、综合生态敏感性的高度敏感区面积占比呈增加趋势,分别增加了31.47、21.85、20.76个百分点;植被覆盖指数的高度敏感区从零星分布到“川”字型分布;土地利用类型的高度敏感区分布在除三营镇、邓川镇山间盆地外的大部地区;综合生态敏感性的不敏感区和轻度敏感区分布范围逐步缩小,主要分布于山间盆地,高度敏感区主要分布在洱源县东部及中部的罗坪山脉。洱源县高度敏感区面积快速增加,洱海流域生态保护政策的实施是其根本原因。 展开更多

关键词 生态敏感性 时空变化 云南省大理白族自治州洱源县

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干湿交替下木纤维重构红壤的水力特性 被引量：11

9

作者 张川 张玉锴 +6 位作者 李淑芳 王楚燕 普建丹 刘武江 谢祥荣 段青松 李效顺 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期103-110,共8页

红壤黏性重,干湿交替容易结块和形成裂隙,通过土-水特征曲线研究重构红壤的持水保水能力具有一定的意义。为探明干湿交替下木纤维重构对红壤水力特性的影响,该研究应用4种添加量(0、0.5%、2.5%和5.0%)的木纤维重构红壤,采用滤纸法测定... 红壤黏性重,干湿交替容易结块和形成裂隙,通过土-水特征曲线研究重构红壤的持水保水能力具有一定的意义。为探明干湿交替下木纤维重构对红壤水力特性的影响,该研究应用4种添加量(0、0.5%、2.5%和5.0%)的木纤维重构红壤,采用滤纸法测定木纤维复合土的基质吸力,并利用Logistic模型拟合其土-水特征曲线。结果表明,随着木纤维添加量的增加,干湿交替作用对红壤基质吸力降幅和土-水特征曲线的滞后现象逐渐减缓,2.5%木纤维复合土是提高土壤持水能力最优配比;木纤维添加提高红壤进气值和残余值,干湿交替下残余值变化较大,随着干湿交替次数增加而残余值的降幅逐渐较小,2.5%木纤维复合土的斜率受干湿交替影响较小,其持水能力最优,体积含水率变化速率减小;添加木纤维后土-水特征曲线的决定系数均在0.97,说明Logistic模型适用于拟合木纤维重构的红壤土-水特征曲线。研究对于深入研究红壤区的土壤重构、边坡防护和生态恢复等具有重要的理论和工程实践意义。 展开更多

关键词 土壤 干湿交替 木纤维 红壤 土壤重构 基质吸力 土-水特征曲线

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基于Sentinel-2A影像的复合轮作种植结构提取 被引量：2

10

作者 王钰 董亚坤 +3 位作者 何紫玲 王鹏 赵昊 曾维军 《南方农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2490-2498,共9页

【目的】利用遥感技术探索云南大理洱海流域复合轮作种植结构提取方法,为流域作物种植结构的调整和管理提供理论参考。【方法】对洱海流域的Sentinel-2A影像进行多尺度分割,在光谱和纹理等常用特征的基础上加入位置特征构建分类特征集,... 【目的】利用遥感技术探索云南大理洱海流域复合轮作种植结构提取方法,为流域作物种植结构的调整和管理提供理论参考。【方法】对洱海流域的Sentinel-2A影像进行多尺度分割,在光谱和纹理等常用特征的基础上加入位置特征构建分类特征集,选用C5.0决策树算法挖掘分类规则,使用混淆矩阵进行分类精度评价。【结果】作物分类中,光谱特征Mean_Green为分类最重要的参数,位置特征Y_Center主要区分紫叶莴笋和玉米,X_Center为提取蚕豆的重要特征之一。依据C5.0决策树分类规则绘制大春和小春时期的作物精细地块图,大春作物分为水稻、玉米、紫叶莴笋及其他作物,小春作物分为蚕豆、油菜、紫叶莴笋及其他作物,得到复合轮作种植结构共16种,其中,水稻—蚕豆和玉米—蚕豆轮作占流域内耕地总面积比例最大,分别为29.54%和23.66%;水稻—油菜和玉米—油菜轮作所占面积较小,分别占耕地总面积的2.05%和1.58%;大春和小春时期均种植紫叶莴笋的区域占耕地总面积的4.26%;其余11种轮作方式面积之和为7726.77 ha,占耕地总面积的38.91%。大春作物分类总体精度为80.00%,Kappa系数为0.7142,小春作物分类总体精度为81.75%,Kappa系数为0.6983。【建议】提取复合轮作种植结构时,建议考虑C5.0决策树算法并加入位置特征提取作物信息,针对复合轮作种植结构存在分布不均等问题,建议当地农业部门加强宣传引导,遵循因地制宜的原则,优化调整洱海流域农作物种植结构,提高流域农业种植生态、经济与社会效益。 展开更多

关键词 洱海流域 面向对象 决策树 种植结构 复合轮作

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干湿交替下糯米胶重构对红壤持水特性的影响

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作者 张川 余东嵘 +5 位作者 陈平平 李继祥 李淑芳 段青松 张玉锴 李博 《长江科学院院报》 2025年第9期83-91,共9页

红壤具有黏性重、易开裂、持水性差、土壤水分变化大等特征,为明晰干湿交替作用下糯米胶重构对红壤持水特性的影响,以云南省红壤为研究对象,在干湿交替条件下设置素土为对照,分析3种不同含量(0.5%、2.5%和5.0%)糯米胶红壤重构土的土水... 红壤具有黏性重、易开裂、持水性差、土壤水分变化大等特征,为明晰干湿交替作用下糯米胶重构对红壤持水特性的影响,以云南省红壤为研究对象,在干湿交替条件下设置素土为对照,分析3种不同含量(0.5%、2.5%和5.0%)糯米胶红壤重构土的土水特性变化,采用滤纸法测定基质吸力,并利用Logistic模型拟合其土-水特征曲线(SWCC),提示糯米胶重构对红壤持水特性的影响机理。研究结果表明:①干湿交替作用对红壤基质吸力有显著影响,基质吸力降幅区间为8.56%~79.43%,随着糯米胶含量增加,基质吸力降幅逐渐减小;②糯米胶重构土在干湿交替影响下,SWCC滞后效应较素土影响较小,含水率变幅增大,5.0%糯米胶重构土在2次干湿交替过程中滞回度较素土降低了80.76%、72.42%;③Logistic模型拟合糯米胶重构土SWCC参数时决定系数均高于0.99,SWCC呈反S线型;④糯米胶能抑制干湿交替作用对红壤进气值、残余值和斜率的消减效应。研究结果对红壤区水土保持和生态修复提供科学依据,具有重要理论和工程实践意义。 展开更多

关键词 持水特性 土-水特征曲线(SWCC) Logistic模型 干湿交替 糯米胶重构 红壤

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