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1.
基于BP神经网络的盐渍土盐分遥感反演模型研究 总被引：3，自引：0，他引：3
采用遥感技术和BP神经网络技术,结合野外实测的盐渍土光谱特征和实验室化验的土壤含盐数据,对盐渍土盐分的遥感反演进行了模型的设计与编程实现.BP神经网络模型的预测精度在62.5%,明显高于传统统计模型的预测精度,表明BP神经网络能较好地模拟土壤含盐量与光谱数据之间的关系,可用于建立土壤盐分遥感反演模型. 相似文献
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快速获取区域土壤盐渍化程度信息,对于盐渍化治理与生态环境保护具有重要意义。以银川平原为研究区,以盐分影响因子和盐分指数分别作为输入参数,建立支持向量机(SVM),BP神经网络(BPNN)和贝叶斯神经网络(BNN)3种土壤盐分预测模型,选取最佳模型进行研究区不同深度的土壤盐渍化预测。结果表明：(1)0～20 cm土壤盐分预测模型中基于影响因子变量组的BNN模型效果最佳,决定系数(R2)为0.618,均方根误差(RMSE)为2.986;20～40 cm土壤盐分预测模型中基于盐分指数变量组的BNN模型效果最佳,R2为0.651,RMSE为1.947;综合对比下,BNN模型的预测效果最好,可用于研究区土壤盐渍化预测。(2)银川平原主要是以非盐渍化和轻度盐渍化为主,0～20 cm土壤重度盐渍化及盐土共占总面积的11.59%,20～40 cm土壤重度盐渍化及盐土共占总面积的7.04%,20～40 cm土壤盐渍化程度较0～20 cm土壤盐渍化轻。 相似文献
3.
为探索快速提取典型绿洲棉田土壤盐分的有效方法,获取区域尺度的土壤盐渍化特征及空间分布,进而为土壤盐渍化防治提供参考。以新疆兵团农二师31团为研究区域,2019、2021年春季Landsat 8 OLI多光谱影像和野外实测土壤含盐量为数据源,将波段组、光谱指数组和全变量组作为模型输入变量组,采用多元逐步回归（Multiple stepwise regression, MSR）、偏最小二乘回归（Partial least squares regression, PLSR）、极限学习机（Extreme learning machine, ELM）、支持向量机（Support vector machine, SVM）和BP神经网络（Back propagation neural network, BPNN）构建基于3个输入变量组的土壤盐分遥感反演模型,探究输入变量和建模方法对模型精度的影响效果,通过对比确定春季土壤盐分最优反演模型,定量反演地表土壤含盐量。结果表明：（1） 研究区主要为非盐化土和轻度盐化土,总样本变异系数为0.67,呈中等变异性;光谱反射率与土壤盐渍化程度的关系表现为土壤盐渍化越重,光谱反射率越高。（2） 海岸波段（b1）、蓝波段（b2）、绿波段（b3）、红波段（b4）和盐分指数（SI1、SI2、SI3、SI4、S3、S4、S5）均通过显著性检验P<0.01,相关系数均达到0.4以上。（3） 所有模型中,基于全变量组建立的BPNN反演模型精度最高,建模集R2为0.705;验证集R2为0.556。（4） 由反演结果可知,2019、2021年春季耕作区土壤主要为非盐化土,分别占耕作区总面积的55.55%和64.62%,其次为轻度盐化土,分别占44.31%和35.17%;2021年土壤盐渍化程度较2019年有所减轻。 相似文献
4.
及时准确掌握区域土壤盐渍化信息对盐渍土治理和土地利用可持续发展有着重要意义。以阿拉尔垦区Landsat 7 ETM+/8 OLI影像为数据源,采用盐分指数（Salinity index,SI）和归一化植被指数（Normalized difference vegetation index,NDVI）构建遥感盐分监测指数（Salinization detection index,SDI）模型,对阿拉尔垦区土壤盐渍化进行反演,分析近10 a垦区土壤盐渍化空间分布特征。结果表明：SDI模型与土壤实测电导率拟合度R2=0.7579,该模型可反演阿拉尔垦区土壤盐量;2011—2021年非盐渍土和轻度盐渍土面积分别增加318.22 km2和0.80 km2,中度、重度土壤盐渍化面积减少229.87 km2,盐土面积增加68.61 km2;阿拉尔垦区北部和南部地区的土壤盐渍化程度得到明显转好,中部和东部地区土壤盐渍化程度加重,垦区土壤盐渍化总体得到较好改善。SDI模型能较好反演阿拉尔垦区土壤盐渍化时空特征,可为阿拉尔垦区经济与社会发展提供一定的参考依据。 相似文献
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通过新安江月径流模型耦合加速遗传算法对西江流域3个不同尺度子流域-新兴江流域(1 790km2)、罗定江流域(3164km2)和贺江流域(8 326km2)进行了模拟,同时对模型参数进行了敏感性分析.结果表明:1)在模型参数较多的情况下,用加速遗传算法能很快找到最优化参数,通过参数的初始区间的合理设定可以使参数值达到全... 相似文献
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《湿地科学》2017,(3)
以黄河三角洲新生湿地为研究区,选择Landsat-8遥感影像与实测植物生物量和土壤含盐量数据,构建多元线性回归模型,反演新生湿地植物生物量和土壤含盐量,探讨植物生物量与土壤含盐量分布规律。建立的黄河三角洲新生湿地植物生物量最优反演模型中,以1波段~5波段的反射率、比值植被指数(ration vegetation index,RVI)、土壤湿度指数(soil moisture index,SMI)、归一化植被指数(normalized different vegetation index,NDVI)、绿度土壤植被指数(green vegetation index,GVSB)、裸土植被指数(greenness above bare soil,GRABS)、大气阻抗植被指数(atmospherically resistant vegetation index,ARVI)和增强植被指数(enhanced vegetation index,EVI)为自变量,模型最优;在土壤含盐量反演模型中,以1波段~6波段的反射率、比值植被指数、土壤湿度指数、绿度土壤植被指数、裸土植被指数、大气阻抗植被指数和增强植被指数为自变量,建立的模型最优。整体上,黄河三角洲新生湿地土壤含盐量由海向陆递减,由黄河河道向两侧递增;植物生物量由海向陆递增,由黄河河道向两侧递减。在黄河三角洲新生湿地土壤盐分"低"等级区,植物生物量"高"等级区面积所占比例最大;在土壤盐分"中"等级区,植物生物量"中"等级区面积所占比例最大;在土壤盐分"高"等级区,植物生物量"低"等级区面积所占比例最大。随着土壤含盐量增大,黄河三角洲新生湿地植物生物量在减小。河水、地下水和海水的相互作用造成黄河三角洲湿地含盐量的空间分异,水、盐条件决定了黄河三角洲新生湿地植物生物量的空间分异规律。 相似文献
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塔里木河流域中游渭干河-库车河绿洲盐渍土水盐信息光谱特征研究 总被引：2，自引：0，他引：2
土壤水分、盐分时空变异强,是影响土壤光谱特征的两个重要因素。土壤水分与盐分之间的关系以及土壤水分、盐分与土壤光谱特征间的关系直接关系到利用遥感光谱信息监测土壤盐渍化的精度。该文运用多元统计学及可见光-近红外反射光谱分析方法对2010年10月渭干河-库车河三角洲绿洲盐渍土水分、盐分数据和盐渍土野外光谱数据进行分析,探讨该绿洲盐渍土表层(0～10cm)水盐信息与野外光谱特征间的关系。结果表明:1)土壤水分和土壤电导率可用Cubic曲线拟合,相关系数R=0.8503,土壤盐分和土壤电导率也可用Cubic曲线拟合,相关系数R=0.842,但土壤水分与盐分之间的显著性较弱,相关系数R=0.74。2)与原始野外光谱相比,包络线消除后光谱波段与土壤水分和土壤电导率之间的Pearson相关性都有不同程度的提高,利用包络线消除法后的波段分别建立盐渍土土壤水分、土壤电导率后向回归预测方程,为动态水盐条件下的盐渍土遥感监测提供了理论依据。 相似文献
8.
《地理与地理信息科学》2016,(2)
高光谱技术运用于农作物识别与分类目前已成为农业遥感应用领域前沿课题之一。使用ASD FieldSpec4地物光谱仪实测青海省湟水流域大豆、青稞、土豆、小麦和油菜5种典型作物冠层光谱,经数据预处理,利用1/R、d(R)、N(R)、log(R)、d(log(R))、d(N(R))6种光谱数据变换形式和在"绿峰"、"红谷"、"红边"、"光谱吸收特征区"提取的16种光谱特征变量的6种选取结果,分别构建基于BP神经网络的典型作物类型识别模型,通过模型精度比较以寻求用于高光谱农作物分类的有效光谱数据形式和光谱特征变量。结果表明:1/R、d(R)、log(R)、d(log(R))及d(N(R))5种数据变换形式能显著提高模型识别精度,以d(N(R))变换数据构建BPNN模型其辨识精度最高,总体分类精度达88%;在提取的16种光谱特征变量中,以变量数分别为16、14、12的3种选取方案构建BPNN模型其辨识精度较优,总体分类精度分别为88%、86%、84%;BPNN模型能较好地识别5种作物光谱,且采用选取光谱特征变量方法构建BPNN模型其网络训练效率和模型稳定性优于光谱数据变换方法构建BPNN模型。 相似文献
9.
基于TM数据的太湖叶绿素A浓度定量反演 总被引：21，自引：2，他引：19
利用TM(ETM)数据与准实时地面采样数据,建立太湖叶绿素浓度反演模型。结果表明,TM3/(TM1+TM4)与叶绿素A浓度的相关性最好,并以此建立了太湖叶绿素A浓度线性反演模型,但反演精度并不高,因此,建立了一个两层BP神经网络模型反演太湖的叶绿素A浓度,结果表明,神经网络模型的反演精度远高于线性反演模型,16个测试样本表明,神经网络模型反演的相对误差小于30%的有15个点,占总测试样本93.75%,而线性反演模型反演相对误差在30%以下的仅有3个点,这表明对于太湖这样一个光谱特征复杂的二类水体,可以利用神经网络模型反演水质参数。 相似文献
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位于中国西北干旱区东部的景电灌区是黄河景泰川电力提灌二期工程覆盖的重要地区。不合理的水资源利用和区内排水不畅导致该区成为次生盐渍化发生的重点区域。为更好地预测景电灌区的土壤盐渍化问题,服务盐渍化防治和盐渍土改良的国家需求,基于地表实测高光谱反射率和土壤电导率数据,从模型稳定性、噪声问题、共线性问题和准确度4个方面对比分析了深度神经网络(Deep neural network,DNN)、分布式随机森林(Distributed random forest,DRF)和梯度提升机(Gradient boosting machine,GBM)3个模型在景电灌区土壤盐分预测方面的适用性。结果表明:(1)实测高光谱反射率数据与土壤电导率之间存在较强的相关性,高光谱数据为土壤盐分预测研究提供了便利;(2)DNN模型的稳定性高,对噪声和共线性问题的处理能力更强,模拟准确度相对较高,而DRF和GBM模型模拟结果差别较小。DNN模型更适于景电灌区土壤盐分预测研究,这在模型适用性方面为该区域的土壤盐渍化研究提供了参考。 相似文献
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新疆阿克苏地区盐化潮土盐分组成为硫酸钙类型。具有面积大，连片分布的特点。虽然盐分具有一定的表聚性，但表聚程度较弱。从盐化潮土在阿克苏地区的分布，盐分在土壤剖面的分以及塔里木河流域水资源合理利用的角度而言当地通过种稻洗盐改良盐化潮土的作法是不合理的。 相似文献
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天山北坡三工河流域中山带森林发育与气候土壤的关系 总被引：1，自引：0，他引：1
开展干旱区山地森林发育状况及其土壤因素影响的分析,对干旱区乃至全球山地森林带的成因研究具有重要的理论意义。以天山北坡三工河流域为研究区,主要利用森林调查与遥感影像数据,确定该流域森林带的分布状况,并结合流域气象与土壤采样数据,重点分析气候土壤因素对森林发育的影响。结果表明:1.该流域森林带位于海拔1 510～2 720 m,胸径与树高随海拔增加呈双峰曲线;其中胸径两个峰值分别位于约海拔2 000 m与2 550m,而树高峰值分别为海拔2 100 m与2 600 m,均稍高于胸径的峰值海拔高度;2.在森林带内,年均温随海拔高度增加呈线性下降趋势,最冷月均温(1月)则表现先增加后减小趋势;与其他地区相比,该流域高山林线年均温较高,最冷月均温相差较大,而最热月均温差异不明显;年降水量呈先增加后减小的趋势,且在海拔2 000 m左右达到最大值。土壤属性随海拔递增呈规律性的变化趋势:森林带内海拔约2 000～2 700 m树木发育较好,其有机质、全磷及全氮含量较高;CaCO3,pH值及电导率最小值与海拔2 000 m的最大降水带恰好吻合;土壤A层(0～10 cm)有机质、全磷及全氮含量与B(10～30 cm)、C(>3... 相似文献
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天山北坡高山林线分布的生态地理特征 总被引：1，自引：0，他引：1
综合利用多源遥感影像和实地勘察资料识别天山北坡高山林线分布格局,结合区域气象数据和土壤理化性质,分析天山北坡林线分布的生态地理特征。结果表明:①天山北坡林线分布高度大约在2 600～2 850 m,从西向东林线分布高度呈上升趋势,奇台至巴里坤段林线高度上升最为显著;伊犁河谷段与玛纳斯段林线垂直宽度较宽。②影响天山北坡林线分布高度的关键气候因子为生长季温度（如年生物学温度3.35 ℃,最热月均温10.49 ℃,生长季均温8.26 ℃）,特别是年生物学温度,能较好的指示天山北坡高山林线分布位置,且各气候指标均在全国均值范围之内,而影响巴音布鲁克地区森林发育的主要原因为冬季低温干旱。③伊犁林线过渡带和玛纳斯林线过渡带有机质、全氮及全磷的含量最高;酸碱性大致以阜康林线为界,向西呈酸性,向东呈碱性;土壤营养物质主要分布于表层（0～10 cm）,深层(30～80 cm)含量低且变化不显著,具有明显的“表聚现象”;下层土壤pH值从西向东逐渐由弱酸性向弱碱性过渡;电导率空间变异性较强,各层变化特征不显著。 相似文献
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荒漠绿洲植被变化与景观格局耦合关系的研究--以新疆三工河流域为例 总被引：6，自引：5，他引：6
以三工河流域为例,讨论了荒漠绿洲植被变化与景观格局的耦合关系.结果表明:(1)荒漠绿洲景观格局最明显的特征是植被变化,其通过地貌、水资源利用、河流廊道或排碱渠等景观要素的变化对植被产生影响;随着景观格局的变化,流域内的植丛高度、盖度及生物量均表现出较大变异性.(2)以河流廊道为核心,通常荒漠绿洲景观格局呈带状分布且由内向外,随水热条件的改变,植被类型由乔灌木林依次向灌丛草甸、盐化草甸、荒漠化草甸和荒漠层次结构过渡.(3)人类活动影响强烈的景观要素,其缀块多样性、破碎度、分离度和缀块密度等指数的值较高,而人类活动影响较小的,其优势度和均匀度较高.(4)各景观要素的稳定性不同,通常自然缀块的稳定性高于人工缀块,其排序为:荒漠>砾石地、沙地>城镇工矿用地>水体>灌溉水田>牧草地>菜地>林地>农村居民点>盐碱地>荒草地>水浇地>果园. 相似文献
15.
荒漠地区农作物抗盐性能研究 总被引：1，自引：1，他引：0
盐渍土是荒漠地区的重要问题,它在绿洲农业、畜牧业、交通建设等方面都造成极大的危害.荒漠地区不仅有原生盐渍土,而且有随着荒漠的垦植、不当的灌溉造成的大片的次生盐渍土,仅甘肃而言就有二百多万亩.其中百分之八十分布在河西走廊地区,严重地危害着该地区农业生产的发展和人民生活水平的提高.由于荒漠地区干旱缺水,自然条件恶劣、生态平衡脆弱,在这类地区以水灌冲洗法为主开展治理工作将是不适宜的,而从农田生态学的角度探讨土壤盐分危害作物的机理,因地制宜的选择种植抗盐、耐盐作物,将是荒漠地区开发利用盐渍土的主要途径。本文尝试以张掖、民勤、酒泉等地实验统计的土壤盐分与小麦产量的数据为例,就土壤盐类危害作物的主要因素、单盐因素对作物产量的影响,盐类集合对作物的制约作用等问题进行数量分析,提出了优化利用策略期望有益于耐盐作物的选择和荒漠地区盐渍土的整治利用. 相似文献
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新疆石河子农区土壤含盐量定量反演及其空间格局分析 总被引：2，自引：0，他引：2
盐渍化严重威胁着土地持续耕作和粮食生产安全,土壤含盐量的快速反演和及时监测,对新疆石河子农区农业可持续发展有着重大意义。以Landsat-8 OLI遥感影像与野外采样测定的72个样点土壤含盐量为数据基础,引入土壤亮度指数、土壤湿度指数、土壤盐盖度指数和土壤辐射水平指数等构建的特征遥感指数定量反演新疆石河子农垦区土壤含盐量,并对其空间布局进行了分析。研究表明：① 利用遥感影像像元特征遥感指数值反演地面对应土壤含盐量的精度较好,反演方法可行,反演精度为66%;② 反演得到土壤含盐量空间分布图在空间上等级明显,层次分明,呈现出“一带一区”的格局,“一带”是玛纳斯流域形成的盐渍化程度较高的条带,“一区”是内在土质形成的严重盐渍化区域;③ 在新疆石河子农区中,35.40%的棉田适合耕作,64.60%的棉田耕地需要进行改良,农区土壤盐渍化治理仍十分紧迫。 相似文献
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Influence of groundwater level change on vegetation coverage and their spatial variation in arid regions 总被引：3，自引：0，他引：3
Sampling and testing are conducted on groundwater depth and vegetation coverage in the 670 km2 of the Sangong River Basin and semi-variance function analysis is made afterwards on the data obtained by the application of geo-statistics. Results showed that the variance curve of the groundwater depth and vegetation coverage displays an exponential model. Analysis of sampling data in 2003 indicates that the groundwater depth and vegetation coverage change similarly in space in this area. The Sangong River Basin is composed of upper oasis, middle ecotone and lower sand dune. In oasis and ecotone, influenced by irrigation of the adjoining oasis, groundwater level has been raised and soil water content also increased compared with sand dune nearby, vegetation developed well. But in the lower reaches of the Sangong River Basin, because of descending of groundwater level, soil water content decreased and vegetation degenerated. From oasis to abandoned land and desert grassland, vegetation coverage and groundwater level changed greatly with significant difference respectively in spatial variation. Distinct but similar spatial variability exists among the groundwater depth and vegetation coverage in the study area, namely, the vegetation coverage decreasing (increasing) as the groundwater depth increases (decreases). This illustrates the great dependence of vegetation coverage on groundwater depth in arid regions and further implies that among the great number of factors affecting vegetation coverage in arid regions, groundwater depth turns out to be the most determinant one. 相似文献
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开垦对荒漠土壤微生物群落结构特征的影响 总被引：3，自引：3，他引：0
以古尔班通古特沙漠南缘典型流域（玛纳斯河、吉木萨尔河、三工河、四工河、水磨河）的绿洲农田与毗邻荒漠土壤为研究对象,采用磷脂脂肪酸（PLFA）方法分析不同开垦年限的土壤微生物生物量、群落结构、多样性变化特征。结果表明：荒漠开垦后,土壤微生物总PLFA含量、真菌PLFA、细菌PLFA、革兰氏阳性菌（G+）和革兰氏阴性菌（G-）PLFA含量均显著增加。荒漠开垦5 a内,细菌PLFA与G-PLFA增长更强烈,使得真菌PLFA/细菌PLFA比值降低了48%,G+PLFA/G-PLFA比值（革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的PLFA比值）降低了67%。但随着开垦年限的延长,这两个比值没有显著变化,表明与开垦年限相比,荒漠的开垦行为对土壤微生物群落结构有着更加强烈的影响。随着开垦年限的增加,土壤微生物群落多样性总体呈上升趋势。虽然荒漠在开垦50 a后多样性指数略有下降,但仍远高于荒漠土壤。土壤微生物总PLFA含量和大部分菌群PLFA含量与土壤电导率显著负相关,与全氮和有机碳显著正相关。荒漠在开垦过程中灌溉增加了土壤水分且降低了土壤盐分,全氮和有机碳含量增加,这些改变是土壤微生物群落变化的主要原因。荒漠开垦有助于提高土壤微生物PLFA含量、改善土壤微生物的群落结构、丰富土壤微生物群落多样性,有利于土壤质量的提高。 相似文献