Mapping fractional landscape soils and vegetation components from Hyperion satellite imagery using an unsupervised machine-learning workflow     

Michael J. Friedel  Massimo Buscema  Luiz Eduardo Vicente  Fabio Iwashita  Andréa Koga-Vicente 《International Journal of Digital Earth》2018,11(7):670-690

An unsupervised machine-learning workflow is proposed for estimating fractional landscape soils and vegetation components from remotely sensed hyperspectral imagery. The workflow is applied to EO-1 Hyperion satellite imagery collected near Ibirací, Minas Gerais, Brazil. The proposed workflow includes subset feature selection, learning, and estimation algorithms. Network training with landscape feature class realizations provide a hypersurface from which to estimate mixtures of soil (e.g. 0.5 exceedance for pixels: 75% clay-rich Nitisols, 15% iron-rich Latosols, and 1% quartz-rich Arenosols) and vegetation (e.g. 0.5 exceedance for pixels: 4% Aspen-like trees, 7% Blackberry-like trees, 0% live grass, and 2% dead grass). The process correctly maps forests and iron-rich Latosols as being coincident with existing drainages, and correctly classifies the clay-rich Nitisols and grasses on the intervening hills. These classifications are independently corroborated visually (Google Earth) and quantitatively (random soil samples and crossplots of field spectra). Some mapping challenges are the underestimation of forest fractions and overestimation of soil fractions where steep valley shadows exist, and the under representation of classified grass in some dry areas of the Hyperion image. These preliminary results provide impetus for future hyperspectral studies involving airborne and satellite sensors with higher signal-to-noise and smaller footprints.  相似文献   

Landsat-8 vs. Sentinel-2: examining the added value of sentinel-2’s red-edge bands to land-use and land-cover mapping in Burkina Faso     

Gerald Forkuor  Kangbeni Dimobe  Idriss Serme  Jerome Ebagnerin Tondoh 《地理信息系统科学与遥感》2018,55(3):331-354

The availability of freely available moderate-to-high spatial resolution (10–30 m) satellite imagery received a major boost with the recent launch of the Sentinel-2 sensor by the European Space Agency. Together with Landsat, these sensors provide the scientific community with a wide range of spatial, spectral, and temporal properties. This study compared and explored the synergistic use of Landsat-8 and Sentinel-2 data in mapping land use and land cover (LULC) in rural Burkina Faso. Specifically, contribution of the red-edge bands of Sentinel-2 in improving LULC mapping was examined. Three machine-learning algorithms – random forest, stochastic gradient boosting, and support vector machines – were employed to classify different data configurations. Classification of all Sentinel-2 bands as well as Sentinel-2 bands common to Landsat-8 produced an overall accuracy, that is 5% and 4% better than Landsat-8. The combination of Landsat-8 and Sentinel-2 red-edge bands resulted in a 4% accuracy improvement over that of Landsat-8. It was found that classification of the Sentinel-2 red-edge bands alone produced better and comparable results to Landsat-8 and the other Sentinel-2 bands, respectively. Results of this study demonstrate the added value of the Sentinel-2 red-edge bands and encourage multi-sensoral approaches to LULC mapping in West Africa.  相似文献   

渤南洼陷沙四下亚段沉积时期古气候演化     

徐琦松  王永诗  马立驰  孟涛  毕俊凤  王天宇 《地质论评》2021,67(Z1):67z1127-67z1128

正全球于古近纪发育PETM、ETM2、EECO、和MECO多个短期热气候事件(雷华蕊等,2018)。受热气候事件影响,渤南洼陷沙四下亚段沉积时期红层沉积发育并记录着热气候事件控制下古气候演化过程。立足于渤南洼陷沙四下亚段红层,恢复古气候演化过程,一方面可以点带面,揭示全球古近纪气候演化;另一方面为研究极端气候条件对湖盆沉积体系的控制作用奠定基础。  相似文献   

不同初始饱和度红砂岩冻融后物理力学性质研究          下载免费PDF全文

沈世伟  吴飞  甘霖  姜满 《探矿工程》2021,48(1):120-128

对不同初始饱和度红砂岩冻融循环前后进行物理及力学试验研究,探讨初始饱和度对红砂岩冻融损伤的影响。本文设定红砂岩试样初始饱和度为20%、40%、60%、80%、100%,冻融次数设定为20次,对冻融前后试样分别测定质量、纵波波速以及进行单轴压缩试验。试验结果表明：1）冻融后不同初始饱和度红砂岩的物理性质发生变化,纵波波速降低、质量减小,但变化程度不同;2）随饱和度的增大,试样经冻融后峰值强度和弹性模量均呈降低趋势,但只有饱和度大于60%时,降低趋势较明显。本文研究为寒区隧道及地下工程建设以及岩土地质灾害监测与治理提供理论依据和试验基础。  相似文献   

冻融循环下初始含水率对非饱和膨胀土剪切特性试验     

张琦  杨忠年  时伟  凌贤长  涂志斌 《吉林大学学报(地球科学版)》2021,51(5):1544-1550

为探究冻融循环条件下初始含水率对膨胀土偏应力-应变关系和剪切特性的影响,本文对不同初始含水率的非饱和膨胀土进行了不固结不排水三轴剪切试验。结果表明：1）非饱和膨胀土的偏应力-应变曲线的形式随含水率增大由应变软化逐渐转变为应变硬化,偏应力峰值随含水率增大而降低;2）非饱和膨胀土的抗剪强度随初始含水率的增加呈线性下降趋势;3）非饱和膨胀土在第1次冻融循环后偏应力及抗剪强度大幅度下降,在3~7次冻融循环后达到稳定。初始含水率是影响非饱和膨胀土力学性质的主要原因。  相似文献   

寒区渠基黏土热参数最优概率分布     

石梁宏  李双洋 《吉林大学学报(地球科学版)》2021,51(2):473-482

为分析寒区渠基黏土热参数的随机分布特征及概率分布模型,以寒区渠基黏土的导热系数为样本,结合经典分布拟合法、多项式逼近法、最大熵法和正态信息扩散法,分别对寒区渠基黏土热参数的概率分布规律进行了研究。首先通过分析热参数的离散性,并比较概率分布曲线、拟合检验值和累计概率分布值,对不同方法描述热参数随机性的优劣进行了评价;然后,基于寒区渠基黏土热学参数对温度的敏感性,提出了一个可以达到理想拟合精度的寒区渠基黏土热参数概率推断的区间取值标准。研究结果表明：寒区渠基黏土的热参数具有随机变量的特征;正态信息扩散法可以描述热参数样本的随机波动性;在4种方法中,正态信息扩散法的拟合精度最高。使用3.5σ法,将[μ-3.5σ,μ+3.5σ]（μ为随机变量的均值,σ为标准差）作为概率函数推断时的取值区间,同时考虑偏度的影响,可使得累计概率值达到1.000 0的精度,能够较准确地推断热参数的概率分布函数。  相似文献   

关键元素与生命健康:中国耕地缺硒吗?   总被引：1，自引：0，他引：1  

王学求  柳青青  刘汉粮  胡庆海  吴慧  王玮 《地学前缘》2021,28(3):412-423

地球上的生命和非生命都是由自然界已发现的92种化学元素组成的,通过全国土壤地球化学基准值与人体血液元素含量对比研究,发现血液中40~50种化学元素平均值与土壤地球化学基准值的分布高度一致,表明这些关键元素与生命息息相关。近年大家持续关注的硒(Se)元素是人体必需的微量元素,缺乏会产生健康风险,但摄入过量也会导致中毒,因此被称为健康窗口元素。过去研究认为,中国耕地缺硒是造成健康危害的原因之一。本文通过对全国3 382个网格化点位土壤采样,获得Se的地球化学基准值和空间分布数据,发现中国贫硒国土面积,按照世界卫生组织推荐值(0.1 mg/kg)和中国规范(0.125 mg/kg)计算,分别占21.1%和31.6%;适宜区(0.125~0.40 mg/kg)面积大约555万km²,占国土面积约57.1%;富硒区(>0.40 mg/kg)面积达110万km²,占国土面积约11.2%。贫硒国土主要分布在青藏高原和内蒙古局部地区,而中国9大平原的粮食主产区耕地总体上不缺硒,其中珠江三角洲平原、广西平原、成都平原、长江中下游平原是富硒区(>0.40 mg/kg),华北平原、东北平原、三江平原、关中平原是硒边缘区-适量区(0.125~0.40 mg/kg),只有河套平原是缺硒区(<0.125 mg/kg)。根据覆盖全国的网格化土壤采样分析结果,发现低硒带呈不连续的片状分布于内蒙古东部至青藏高原一带,与传统认为“低硒带分布于东北三省至西南云贵高原”不完全一致。硒的空间分布模式主要受地质背景、岩石类型、土壤类型和自然地理景观控制。  相似文献   

长三角经济高速发展地区土壤pH时空变化及其影响因素   总被引：13，自引：0，他引：13  

邵学新  黄标  顾志权  钱卫飞  金洋  毕葵森  严连香 《矿物岩石地球化学通报》2006,25(2):143-149

通过调查和分析长三角地区张家港市2004年和第二次土壤普查时(1980)的土壤pH,探讨了该市近20年来基于经济高速发展影响下的土壤pH变化及影响因素。结果表明,自第二次土壤普查以来,该市土壤pH变化明显。南部人为土地区绝大部分土壤pH值都下降了一个单位,平均值由7.39降至6.33;北部雏形土区,两个时期的土壤pH值分别为7.92和7.98。土壤pH的降低可能同该地区长期施用化学肥料、酸雨及工业酸性“三废”排放的增加有关。此外,土地利用和田间管理也对土壤pH变化起着较为重要的作用,而土壤地球化学性质差异则是导致南北地区土壤pH变化不同的内在因素。  相似文献   

层状地基端承桩扭转动力阻抗研究     

王海东  尚守平  童桦 《地震工程与工程振动》2007,27(1):171-175

本文采用Novak薄层法推导粘弹性地基的扭转动力阻抗,并将其用于考虑桩土相互作用的单桩扭转动力阻抗,又通过传递矩阵法将此公式推广到求取层状地基单桩扭转动力阻抗。而且本文以工程中常用的端承桩为例,推导了层状地基中端承桩扭转动力阻抗的简化计算公式。根据此公式,分析了频率、上覆软土层厚度、上覆软土层刚度等因素对单桩扭转动力阻抗的影响,分析结果表明,随着振动频率提高,层状地基中端承单桩的扭转动力阻抗的实部有缓慢下降的趋势,而虚部则增大;随着上覆土层厚度的增加,层状地基中端承单桩的扭转动力阻抗的实部和虚部均减小;随着上覆土层刚度的减小,层状地基中端承单桩的扭转动力阻抗的实部减小,虚部在低频段减小,而在较高频率段则增大。  相似文献   

海州湾海域赤潮灾害与成因探讨   总被引：2，自引：0，他引：2  

钱燕  张鹰  刘吉堂 《海洋湖沼通报》2008,(3)

2004～2006年海州湾海域共发生有记录的赤潮7起,涉及海域面积近2000 km2,海洋生态环境受到严重威胁.本文根据近年来海州湾赤潮发生的情况和相关资料,阐述了海州湾赤潮的发生及其影响、赤潮主要藻种,从物理、化学、气候、生物等因素上分析和讨论了海州湾赤潮发生的原因,并在此基础上提出了相应的防治对策:(1)加强赤潮的研究工作;(2)控制陆源污染物的入海,防止海水富营养化;(3)加强赤潮监测.  相似文献