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相似文献
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1.
尾矿库是矿山企业选矿的必要设施,同时对周围环境也是一个重大的危险源。为研究流域范围内尾矿库的溃坝路径以及对矿区地表造成的风险,以赤城县为例,利用GF-1高分辨率遥感影像,基于遥感RS(Remote Sensing)及地理信息系统GIS(Geographic Information System)手段对尾矿库的流域风险进行了监测分析。首先,通过分析尾矿库在遥感影像上的纹理、色调、形状以及大小等特征,制作了用于目标检测的尾矿库样本集,然后,在原始SSD目标检测网络基础上添加了反卷积模块和连接模块构建多尺度融合目标检测算法MSF_SSD,在目标检测结果基础上使用PSPnet算法实现尾矿库结构分割,得到了尾矿库内部结构—坝体以及库区,运用RS与GIS技术对尾矿库的上游汇水面以及事故可能径流进行提取,进而基于Arc Hydro模型模拟尾矿库的溃坝路径。最后,通过构建溃坝路径的缓冲区,得到尾矿库发生溃坝所造成的地物影响范围及面积。研究结果表明:赤城县尾矿库的溃坝路径总体是从西向东,从北向南,受溃坝影响的地物总面积达到480 km2。其中,林地176.52 km2,耕地175.52 km2,城市建设用地43.74 km2,农村建设用地2.47 km2,水体17.72 km2,草地和牧场分别为3.60 km2、1.22 km2。研究成果可用于分析尾矿库溃坝造成的地物损失以及影响范围面积等信息,提升尾矿库的风险管理水平及应急响应能力,为有关部门制定决策提供理论依据。  相似文献   

2.
支持向量机回归SVR(Support Vector Regression)方法作为叶面积指数反演的一种新思路,在LAI反演中具有一定的应用价值和前景,但SVR算法中惩罚系数C、核函数宽度参数g、不敏感损失函数参数ε的取值对回归精度有显著的影响。本文提出了一种基于人工蜂群算法ABC(Artificial Bee Colony)优化SVR参数的遥感影像叶面积指数反演方法。研究数据为美国土壤水分实验(SMEX02)2002年LAI实测数据和同期的Landsat 7 ETM+地表反射率数据,为了验证ABC算法优化SVR各个参数对反演精度的影响,建立了未优化参数(SVR)、优化单个参数(ABC-SVR-C,ABC-SVR-g,ABC-SVR-ε)、优化3个参数(ABC-SVR)的3类LAI反演模型,并比较了其回归拟合精度。在此基础上,分析了3个关键参数对LAI反演模型精度的敏感性,并对ABC算法优化SVR模型的精度进行显著性检验。研究表明:(1)相比未优化参数模型,ABC算法优化模型具有更高的反演精度,优化3个参数优于优化单个参数,回归直线斜率k达到0.797、决定系数r2达到0.775。(2)SVR的3个关键参数对模型精度都有影响,相较参数Cg,参数ε引起模型精度的不确定性更高。(3)95%的置信区间下,ABC-SVR模型与SVR模型的回归直线斜率kr2、RMSE的差异显著性检验P值均小于0.005,ABC算法显著改善了SVR模型的精度。  相似文献   

3.
秸秆是农田生态系统的重要组成部分。秸秆覆盖度(CRC)的遥感估算可以大范围、快速地获取地面秸秆覆盖信息,对保护性耕作的推广具有十分重要的意义。基于Sentinel-1 SAR影像和Sentinel-2光学影像分别构建了雷达指数与光学遥感指数,结合吉林省梨树县春秋两期实地采样数据,探究遥感指数与玉米秸秆覆盖度的相关性。为进一步提升玉米秸秆覆盖度的估算精度,结合雷达指数与光学遥感指数,采用最优子集回归的方法建立玉米秸秆覆盖度的估算模型,完成研究区的玉米秸秆覆盖度估算制图。结果表明:土壤质地分区建模可有效解决土壤异质性问题,提升反演精度。各遥感指数在秋季高覆盖时期的表现均优于春季低覆盖时期。STI和NDTI指数在光学遥感指数中表现最好,R2分别为0.701和0.697,而在雷达指数中,基于余弦矫正法的γVH0指数与实测CRC的相关性最高,R2为0.564。结合雷达指数与光学遥感指数能够有效地提高秸秆覆盖度估算精度,在最优子集回归法下基于结合指数构建的回归模型最优,R2为0.799,RMSE为13.67%,达到了较高的精度。研究结果为秸秆覆盖度估算的精度提升提供了一种新思路。  相似文献   

4.
红树林是世界上生产力最高、价值最高的湿地生态系统之一。冠层叶绿素含量CCC(Canopy Chlorophyll Content)作为红树林重要的生物物理参量,是估算其生产力和评价其健康状况的重要指标。本文利用珠海一号高光谱卫星(OHS)影像与Sentinel-2A多光谱数据计算传统植被指数与组合植被指数并构建了高维数据集,综合利用正态分布检验、最大相关系数法与变量重要性评价进行数据降维和变量优选;分别基于单一线性回归算法、机器学习回归算法和堆栈集成学习回归算法构建了红树林CCC遥感反演模型,探明北部湾红树林CCC的最佳遥感反演模型,验证OHS高光谱影像与Sentinel-2A数据反演红树林CCC的精度差异,评估SNAP-SL2P算法反演红树林CCC的适用性。研究结果表明:(1)通过数据降维和变量选择处理,从高维度OHS数据集选取了8个特征变量,其中RSI(12,17)、DSI(12,18)和NDSI(6,12)组合植被指数对红树林CCC反演精度的贡献率较高;(2)联合OHS数据和最优堆栈GBRT集成学习回归模型(Score=0.999,RMSE=0.963 μg/cm2)的训练精度优于最优RF机器学习回归模型(RMSE降低了7.531 μg/cm2),明显优于最优Lasso线性回归模型(RMSE降低了19.383 μg/cm2);(3)在最优堆栈集成学习回归模型下,OHS数据反演红树林CCC的精度(R2=0.761,RMSE=16.738 μg/cm2)高于Sentinel-2A影像(R2=0.615,RMSE=20.701 μg/cm2);(4)联合OHS和Sentinel-2A数据的最优堆栈集成学习回归模型反演红树林CCC的精度都明显优于SNAP-SL2P算法(R2=0.356,RMSE=49.419 μg/cm2)。研究结果论证了正态分布检验、最大相关系数法和基于XGBoost的特征选择方法有效降低了高维数据集的维度,并得到了最优特征变量;OHS数据的最优堆栈GBRT集成学习回归模型训练精度最高,是估算红树林CCC的最优反演模型;OHS和Sentinel-2A数据都能有效反演红树林CCC(R2均大于0.61),而OHS数据的估算精度更高(R2大于0.75);SNAP-SL2P算法不能有效反演红树林CCC(R2小于0.4),且对红树林CCC数值存在系统性低估。  相似文献   

5.
土地覆盖变化影响局域的能源和水平衡,并在全球范围内促进碳的净排放。基于欧空局气候变化倡议项目最新发布的1992年—2015年300 m分辨率的全球土地覆盖数据集,本文分析了1992年—2015年“一带一路”沿线主要土地覆盖类型变化的时空特征及其驱动力。研究结果表明:1992年—2015年沿线耕地、草地和建设用地面积分别增加190.00×103 km2、57.97×103 km2和260.39×103 km2,森林、灌木、湿地和水体面积分别减少61.14×103 km2、34.22×103 km2、74.28×103 km2和44.41×103 km2。2000年—2015年与1992年—2000年相比,沿线土地覆盖变化的区域空间格局基本一致,但区域变化呈现了新的特征。东南亚区建设用地扩张明显加速,耕地面积增速下降,森林面积减速上升,灌木面积减速下降明显;东亚区建设用地持续高速扩张,耕地面积持续减少,森林面积减速明显下降,草地面积持续增加;中东欧区建设用地扩张速度明显下降,耕地面积减速上升;俄罗斯建设用地扩张持续缓慢,森林面积稳中有升,草地和灌木面积增速下降。分析进一步显示人口增长、气候变化、社会经济发展和政府相关政策是造成沿线国家土地覆盖变化的主要驱动因素。  相似文献   

6.
李旺  牛铮  高帅  覃驭楚 《遥感学报》2013,17(6):1612-1626
利用机载激光雷达点云数据,计算了9种度量指标,并将其分为冠层的高度指标、结构复杂度指标和覆盖度指标。利用高度指标和结构复杂度指标,结合大量实测单木结构与年龄估测数据,从样点和区域尺度分别分析了青海云杉林冠层垂直结构分布,分析得知实验区内主要以中龄林和成熟林为主,冠层垂直分布复杂程度偏低,高度分化程度一般。通过回归分析发现首次回波覆盖度指标FCI与实测的有效植被面积指数PAIe有良好的相关性(R2=0.66),在此基础上基于辐射传输模型反演了实验区内PAIe的水平分布,且用实测数据验证发现反演的PAIe略高于实测值(R2=0.67),绝对平均误差为0.65。分析结果很好地反映了激光雷达在森林空间结构信息提取方面的应用潜力。  相似文献   

7.
西藏色林错湖面增长遥感信息动态分析   总被引:24,自引:0,他引:24  
根据1972年陆地卫星MSS,1992年TM与1999年ETM+3个时相的遥感数据信息,对西藏色林错湖面增长进行动态分析后,发现近30a来湖面逐渐扩大,从1707km2增大到了1823km2.本文分别从气象学、构造地质学及高原隆升等方面分析了湖面扩大的原因.认为很有可能是由于温室效应,使得气温上升,冰雪、冰川融化和冻土软化释放水注入色林错,进而引起湖面增长.并就其所揭示的环境信息进行了初步探讨.  相似文献   

8.
朱炯  杜鑫  李强子  张源  王红岩  赵云聪 《遥感学报》2022,26(7):1354-1367
区域尺度上精准、快速的作物单产估算可以有效地为国家粮食安全相关政策的制定提供数据支撑。本文针对县级估产时相和特征类型选择问题,基于遥感、气象和统计等多源数据,通过不同时相和特征要素之间的组合分析来探索其对于县级尺度冬小麦单产估算的影响。特征要素主要考虑作物长势、环境(水分和光温条件)和农田景观3个类型;时相主要考虑由冬小麦生长过程NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)曲线特征提取的5个关键时段(P1—P5)。利用不同时相与类型特征的组合与统计单产构建随机森林回归模型,根据精度评价结果分析各组合的优劣。2014年—2017年的数据用来建模,2018年数据用来验证。对于单时相,P2、P3、P4的表现明显好于P1和P5;多时相的准确度明显优于单时相,其中P2、P4的组合效果最佳。对于不同类型的特征要素,作物长势特征参量对估产精度的影响最大,而水分影响和光温条件等环境因子的加入对估产准确性并没有明显提升,农田景观参数的加入能够有效提升估产的准确性。在最优组合的基础上,剔除冗余变量优选出5个重要的指标因子(PROP、NDVI_P2、B2_P2、ED、B1_P4),并建立单产估算模型获取2018年河北省冬小麦县级尺度单产。结果表明,平均相对误差(MRE)仅为2.85%,决定系数(R 2)为0.83,均方根误差(RMSE)为253.25 kg/ha,归一化均方根误差(NRMSE)为4.09%。研究结果为全国县级冬小麦单产估算提供了新的思路和方法参考。  相似文献   

9.
曾雅琦  王正海  邢学文  胡斌  刘松 《遥感学报》2020,24(12):1525-1533
在油气资源遥感探测中,通过烃渗漏引起的海表面甲烷气浓度异常来探测海底气藏是最直接的方法之一。为了更好地识别海表甲烷异常,提高遥感反演精度,对海表甲烷气含量进行定量光谱分析研究。设计室内甲烷波谱测试平台,获取海水背景下不同含量甲烷高光谱数据为数据,对光谱数据预处理及进行比值导数光谱法,并提取光谱吸收特征参数,对甲烷含量与光谱参数之间进行相关性分析,构建甲烷含量的反演模型。比值导数光谱法确实抑制了海水背景信息,突出了甲烷特征。1650—1664 nm和2180—2210 nm波段范围的光谱参数与甲烷含量相关性显著;其中,波谷、波深、面积、斜率与甲烷含量显著相关。基于2180—2210 nm波段范围建立的波谷、波深、面积、斜率四元回归方程y=-14.356 - 5931.796x1 - 4325.081x2+241.481x3+7531.973x4拟合效果最好,R2为0.9817;且在此波段范围内基于波深建立的单变量甲烷反演模型y = 2047.571x - 9.758,R2为0.9741,比基于其他变量所建立的反演模型效果要好。成功获取了和海水背景下甲烷含量线性相关显著的对应波段和吸收特征,可为利用多/高光谱遥感预测勘探海表面甲烷气浓度提供一定的理论和技术依据。  相似文献   

10.
陈镔捷  叶扬  林溢  游诗雪  邓劲松  杨武  王珂 《遥感学报》2022,26(5):1027-1038
PM2.5作为指示环境质量的重要因子之一,不仅影响着灰霾天气的发生,还与公众健康息息相关,近年来受到广泛的关注。尽管PM2.5地面观测站点在不断地扩张,其覆盖范围依旧有限,难以反映全域PM2.5浓度的时空异质性。本研究运用卫星遥感气溶胶光学厚度数据,辅助因子除常规的气象因子等以外,还加入了针对中国人民生产生活习惯的农历日因子,提出一种耦合注意力机制的深度神经网络模型,对长三角区域2015年—2020年PM2.5浓度进行了逐日的高精度估算。模型交叉验证结果显示决定系数R2高达0.85,斜率0.86,与地面站点观测值有较高的一致性,优于多元线性回归和随机森林模型。长三角区域PM2.5浓度时空特征分析结果表明,PM2.5浓度在空间上呈现北高南低的趋势;季节特征以冬季浓度最高,夏季浓度最低,春秋过渡。此外,长三角区域2015年—2020年整体PM2.5浓度呈下降趋势,其中以上海市最为明显,下降速率为3.30 μg/(m3·a),其次为江苏省(2.65 μg/(m3·a));浙江省与安徽省下降速率都小于2 μg/(m3·a),但由于安徽省PM2.5浓度远高于浙江省,提升空间更大,需要更多的关注。综上所述,利用卫星数据结合本研究提出的方法能弥补地面观测站点的不足,获得高精度全域PM2.5浓度时空分布特征,从而更科学地指导相关政策的规划与落地。  相似文献   

11.
陕北干旱区景观生态风险空间分异特征及驱动因素分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
陕北黄土高原属于生态脆弱区,是国家生态修复重点项目区。本文以陕北榆林市2000—2020年3期土地利用数据为数据源,用网格法构建基于景观格局的综合生态风险指数模型,定量分析了榆林市景观生态风险时空分布,并采用地理探测器、R和Origin软件等工具定量分析了土地利用与生态风险的耦合关系。结果表明:2000—2020年该地区生态风险整体趋于下降,低生态风险区面积增加、高生态风险区面积逐渐较少且向西北方向偏移;中风险区域面积逐年增加,该区域仍存在较强潜在生态风险;在人类活动影响下的林地、草地面积变化,以及自然胁迫是驱动景观生态风险变化的主要因素。  相似文献   

12.
 在遥感和GIS技术支持下,运用景观生态学的基本理论与方法,结合土地利用/土地覆被变化特征,通过分析景观类型的斑 块大小、数量与形状特征以及主要景观要素间的转化关系,定量反映了1996~2000年三江平原景观数量结构与空间格局的变化。研 究表明,该时期人类活动的强度较大,耕地面积显著增加和林地、沼泽湿地面积逐渐减少相对应,林地、草地和沼泽湿地向较分散 小块分布发展,景观整体呈现破碎化的趋势。  相似文献   

13.
草地退化一直是三江源主要生态问题之一,严重制约着三江源地区生态安全和经济发展。遥感技术可实现对草地资源大面积监测,因此可以及时掌握三江源地区草地动态变化情况,为三江源地区生态保护提供依据。本文基于Google Earth Engine遥感大数据云计算平台,以2007~2018年MODIS NDVI为数据源,采用像元二分模型对三江源地区草地覆盖度进行估算,分析草地覆盖度时空变化以及与覆盖度气候因子的相关关系。结果表明,2007~2018年三江源草地覆盖度总体呈增加趋势,草地退化得到好转,覆盖度空间分布差异显著,表现出东南高、西北低的特点。三江源地区草地覆盖度与降水相关性不明显,对温度因子的响应更为敏感。  相似文献   

14.
本文以哈尔滨市为研究对象,首先构建了景观生态风险及预测模型;然后对1998—2018年景观生态风险时空变化驱动力进行分析;最后对研究区域2023年景观生态风险空间分布进行预测。结果表明:①研究区域近20年景观生态风险先降低后升高,空间格局变化较为显著。②道路距离、第二产业、农业、高程为景观生态风险变化主要驱动力。1998—2008年,主城区周围道路距离系数逐年减小,南部地区逐年增高,其他时间内未见明显变化;农业和高程对区域景观生态风险的总体影响显著,存在空间差异;第二产业对区域景观生态风险影响程度呈现先增后降的变化。③预测所得的2023年景观生态风险空间差别不明显,降低区域比升高区域面积大。  相似文献   

15.
准确、快速地获取植被覆盖状况信息是北山区生态恢复和建设的关键与重点.本文在FCD Mapping model的原理和方法基础上,利用TM图像对北京门头沟区植被覆被率展开调查和制图应用研究,并利用FRAGSTATS软件对所得的植被覆盖等级图从斑块大小、斑块数、斑块密度、斑块平均面积、分形维数和聚集度等角度进行了空间格局的剖析.  相似文献   

16.
玛河流域景观生态风险评价与时空分异   总被引:1,自引:0,他引:1  
以玛纳斯河流域作为研究区,结合特殊的干旱区山地-绿洲-荒漠系统(Mountain-Oasis-Desert System简称MODS),综合考虑遥感影像数据光谱信息和纹理特征,将研究区分为耕地、林地、草地、水体、裸地、居民地、工业用地和冰川/永久积雪等8个景观类型,利用FRAGSTATS软件计算景观指数,引入生态风险的指数,将研究区划为低、较低、中、较高、高生态风险区五级,评估其景观格局的生态风险时空变化特征。结果表明:1)1990—2015年间,玛纳斯河流域景观变化主要表现为耕地、建设用地的增加以及水体、冰川/永久积雪面积的缩减;2)玛纳斯河流域的景观生态风险等级空间分布具有明显的差异,较低风险区的面积变化较为明显,低、较低生态的风险区比重有所上升,除此以外,林、草地类型各生态风险的等级所占比重的起伏波动具有明显的差异。建议应当合理地利用土地资源,尽量保护林地、草地等景观脆弱行较低的原生景观类型,禁止为开垦耕地而破坏林地、草地;增加土地的利用效率,更要对高等、较高生态风险区加强监管。  相似文献   

17.
在遥感和地理信息系统技术的支持下,以1992年和2002年TM图像为基础,采用斑块密度、斑块平均面积、景观形状指数、景观分离度指数、景观多样性指数、景观优势度指数、景观相对聚集度指数深入而全面地研究了三峡工程建设前后十年重庆开县景观空间格局的动态变化,本研究的开展旨在为库区生态环境保护提供科学依据。研究结果表明,十年间研究区景观空间格局发生了明显变化,草地、未利用地、旱地、果园和水田面积净减,森林、建设用地、灌木林和水域面积增加,退耕还林已初见成效。  相似文献   

18.
To ensure successful conservation of ecological and cultural landscape values, detailed and up-to-date spatial information of existing habitat patterns is essential. However, traditional satellite-based and raster classifications rely on pixels that are assigned to a single category and often generalized. For many fragmented key habitats, such a strategy is too coarse and complementary data is needed. In this paper, we aim at detecting pixel-wise fractional coverage of broadleaved woodland and grassland components in a hemiboreal landscape. This approach targets ecologically relevant deciduous fractions and complements traditional crisp land cover classifications. We modeled fractional components using a k-NN approach, which was based on multispectral satellite data, assisted by a digital elevation model and a contemporary map database. The modeled components were then analyzed based on landscape structure indicators, and evaluated in conjunction with CORINE classification. The results indicate that both broadleaved forest and grassland components are widely distributed in the study area, principally organized as transition zones and small patches. Landscape structure indicators show a substantial variation based on the fractional threshold, pinpointing their dependency on the classification scheme and grain. The modeled components, on the other hand, suggest high internal variation for most CORINE classes, indicating their heterogeneous appearance and showing that the presence of deciduous components in the landscape are not properly captured in a coarse land cover classification. To gain a realistic perception of the landscape, and use this information for the needs of spatial planning, both fractional results and existing land cover classifications are needed. This is because they mutually contribute to an improved understanding of habitat patterns and structures, and should be used to complement each other.  相似文献   

19.
基于GIS的长白山景观格局演化信息图谱分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
景观格局是若干生态系统的综合体,受地貌、气候和其他外界多种因素的干扰,是模拟和预测地理要素变化趋势的基础。地学信息图谱理论为景观格局研究提供新的方法。基于RS和GIS技术,分析了20世纪70年代后期以来长白山地区景观格局图谱的时空变化规律。利用1977年MSS、1985年、1999年TM影像时间系列的遥感数据,建立空间信息库,选取景观/斑块类型面积、斑块所占景观面积的比例、平均斑块面积、斑块个数、破碎度指数、分维数、优势度指数等指标,对长白山景观空间格局的动态演变进行了分析。分析了长白山地区近30年来的景观结构变化,建立长白山景观格局演化的信息图谱。景观格局与过程的变化表明,人为活动对景观格局产生的影响,已成为景观格局变化的主要驱动因子。  相似文献   

20.
One of the key impacts of rapid urbanization on the environment is the effect of urban heat island (UHI). By using the Landsat TM/ETM+ thermal infrared remote sensing data of 1993, 2001 and 2011 to retrieve the land surface temperature (LST) of Lanzhou City, and by adopting object-oriented fractal net evolution approach (FNEA) to make image segmentation of the LST, the UHI elements were extracted. The G* index spatial aggregation analysis was made to calculate the urban heat island ratio index (URI), and the landscape metrics were used to quantify the changes of the spatial pattern of the UHI from the aspects of quantity, shape and structure. The impervious surface distribution and vegetation coverage were extracted by a constrained linear spectral mixture model to explore the relationships of the impervious surface distribution and vegetation coverage with the UHI. The information of urban built-up area was extracted by using UBI (NDBI-NDVI) index, and the effects of urban expansion on city thermal environment were quantitatively analyzed, with the URI and the LST grade maps built. In recent 20 years, the UHI effect in Lanzhou City was strengthened, with the URI increased by 1.4 times. The urban expansion had a spatiotemporal consistency with the UHI expansion. The patch number and density of the UHI landscape were increased, the patch shape and the whole landscape tended to be complex, the landscape became more fragmented, and the landscape connectivity was decreased. The heat island strength had a negative linear correlation with the urban vegetation coverage, and a positive logarithmic correlation with the urban impervious surface coverage.  相似文献   

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