Regional soil organic carbon prediction model based on a discrete wavelet analysis of hyperspectral satellite data     

《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》2020

Most studies have the achieved rapid and accurate determination of soil organic carbon (SOC) using laboratory spectroscopy; however, it remains difficult to map the spatial distribution of SOC. To predict and map SOC at a regional scale, we obtained fourteen hyperspectral images from the Gaofen-5 (GF-5) satellite and decomposed and reconstructed the original reflectance (OR) and the first derivative reflectance (FDR) using discrete wavelet transform (DWT) at different scales. At these different scales, as inputs, we selected the 3 optimal bands with the highest weight coefficient using principal component analysis and chose the normalized difference index (NDI), ratio index (RI) and difference index (DI) with the strongest correlation with the SOC content using a contour map method. These inputs were then used to build regional-scale SOC prediction models using random forest (RF), support vector machine (SVM) and back-propagation neural network (BPNN) algorithms. The results indicated that: 1) at a low decomposition scale, DWT can effectively eliminate the noise in satellite hyperspectral data, and the FDR combined with DWT can improve the SOC prediction accuracy significantly; 2) the method of selecting inputs using principal component analysis and a contour map can eliminate the redundancy of hyperspectral data while retaining the physical meaning of the inputs. For the model with the highest prediction accuracy, the inputs were all derived from the wavelength range of SOC variations; 3) the differences in prediction accuracy among the different prediction models are small; and 4) the SOC prediction accuracy using hyperspectral satellite data is greatly improved compared with that of previous SOC prediction studies using multispectral satellite data. This study provides a highly robust and accurate method for predicting and mapping regional SOC contents.  相似文献   

Sentinel-2卫星落叶松林龄信息反演   总被引：1，自引：0，他引：1  

唐少飞  田庆久  徐凯健  徐念旭  岳继博 《遥感学报》2020,24(12):1511-1524

林龄结构信息能够有效反映区域森林群落不同生长阶段的固碳能力，对于评估森林生态系统的健康状况具有重要意义。本研究以中国温带典型优势树种落叶松林为研究对象，分别选择其芽萌动期、展叶期和落叶期时段的Sentinel-2影像，采用多元线性回归（MLR）、随机森林（RF）、支持向量机回归（SVR）、前馈反向传播神经网络（BP）以及多元自适应回归样条（MARS）等5种方法依次构建落叶松林龄反演模型。通过相关性分析首先确定最佳遥感反演物候期，并在此基础上根据相关性差异筛选出5个最优特征变量用于模型反演，分别为冠层含水量（CWC），归一化水体指数（NDWI），叶面积指数（LAI），光合有效辐射吸收率（FAPAR）和植被覆盖度（FVC）。研究结果表明，展叶期为落叶松林最佳遥感反演物候期。除植被衰减指数（PSRI）以及落叶期的NDVI、RVI外，落叶松林龄与各指标之间均呈负相关关系，其中与冠层含水量（CWC）的相关性最高，pearson相关系数达到-0.74（p<0.01）。此外，不同模型反演结果表明，随机森林模型（RF）为最佳落叶松林龄估测模型，其平均决定系数R²和平均均方根误差RMSE分别为0.89和2.91 a；多元线性回归模型（MLR）的林龄估测结果最差，其平均决定系数R²和平均均方根误差RMSE仅为0.57和5.69 a，非线性模型能更好的解释林龄与建模变量之间的关系。  相似文献   

东北三省全面振兴的社会经济支撑能力评估     

马丽  田华征  康蕾  戚伟 《地理科学》2020,40(6):863-873

在解析支撑能力和东北问题特点的基础上，从“创新、协调、绿色、开放、共享”五大理念出发建立全面振兴社会经济支撑能力评价指标体系和综合评价方法，以地级市为单元对东北三省进行评估。研究发现：各地市社会经济支撑能力差异显著，哈大沿线核心城市的支撑能力较强，西翼城市以及朝阳、七台河、绥化、葫芦岛、铁岭、双鸭山和鹤岗等资源型城市支撑能力较弱。因此未来东北地区在振兴政策的区域分布上应有所侧重，对不同地区施以不同的振兴或扶持政策。在创新、绿色、开放方面需要集中力量重点突破，而在体制机制改革和共享服务建设方面需要全面覆盖，并重点加强黑龙江北部和辽宁、吉林西翼城市的共享能力建设。  相似文献   

基于SPEI的渭河流域干旱时空变化特征分析          下载免费PDF全文

邹磊  余江游  夏军  王飞宇 《干旱区地理》2020,43(2):329-338

以标准化降水蒸散指数（SPEI）作为评估指标，基于渭河流域28个气象站点1961—2017年实测降水量和气温数据，采用Mann-Kendall（M-K）趋势检验、经验正交函数以及小波变换等方法分析渭河流域干旱时空变化特征，并研究渭河流域干旱与6种大尺度气候因子之间的相关关系，进一步探讨主要气候因子对流域干旱时空分布特征的潜在影响。研究表明：渭河流域在1961—2017年间整体呈现出变旱的趋势。通过经验正交函数分解，渭河流域干旱分布场主要有3种典型模态类型，分别为全局型、西北—东南反向分布型以及东—西反向分布型；同时，大尺度气候因子南方涛动指数SOI与流域干旱分布场具有更好的相关关系，对该区域内干旱变化有较强的影响。  相似文献   

Post-earthquake economic resilience and recovery efficiency in the border areas of the Tibetan Plateau: A case study of areas affected by the Wenchuan Ms 8.0 Earthquake in Sichuan,China in 2008     

Zhou  Kan  Liu  Baoyin  Fan  Jie 《地理学报(英文版)》2020,30(8):1363-1381

Journal of Geographical Sciences - The border areas of the Tibetan Plateau and the neighboring mountainous areas have a high incidence of earthquakes with a magnitude greater than Ms 5.0, as well...  相似文献   

Satellite-based Estimates of Canopy Photosynthetic Parameters for an Alpine Meadow in Northern     

NIU Ben  HE Yongtao  ZHANG Xianzhou  SHI Peili  DU Mingyuan 《资源与生态学报(英文版)》2020,11(3):253-262

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A Floating Astronomical Time Scale for the Early Late Cretaceous Continental Strata in the Songliao Basin, Northeastern China     

MA Xiaojuan  WU Huaichun  FANG Qiang  SHI Meinan  ZHANG Shihong  YANG Tianshui  LI Haiyan  WANG Chengshan 《《地质学报》英文版》2020,94(1):27-37

A continuous terrestrial succession was recovered from the Songke-2(SK-2) borehole in the Songliao Basin, Northeastern China. This borehole provides a unique material for further research on the continental paleoclimate during Cretaceous greenhouse period, following a series of achievements of the Songke-1(SK-1) core. In this study, thorium(Th) logging data were chosen as a paleoclimate proxy to conduct a detailed cyclostratigraphic analysis. The Th series varies quasi-periodically; power spectra and evolutionary fast Fourier transformation(FFT) analysis reveal significant cycles in the Quantou(K2 q), Qingshankou(K2 qn), Yaojia(K2 y) and Nenjiang(K2 n) formations. The ratio of cycle wavelengths in these stratigraphic units is approximately 20:5:2:1, corresponding to long orbital eccentricity(405 kyr), short orbital eccentricity(100 kyr), obliquity(37 kyr), and precession cycles(22.5 kyr and 18.4 kyr). The durations of the K2 n, K2 y, K2 qn and K2 q are estimated as 6.97, 1.83, 5.30 and 4.52 Myr, respectively, based on the constructed ～18.62 Myr "floating" astronomical time scale(ATS). Comparison of the durations between the SK-1 s and SK-2 boreholes exhibits a slight difference of 0.06 Myr and 0.459 Myr for K2 qn and K2 y. Nevertheless, our ATS of K2 n supports the chronostratigraphic frame constructed by the CA-ID-TIMS data of the SK-1 s borehole. This new "floating" ATS provides precise numerical ages for stratigraphic boundaries, biozones and geological events in the Songliao Basin, and can serve as a basis for correlation of strata and events between marine and terrestrial systems.  相似文献   

基于GIS分析法识别城区水安全敏感区研究     

熊凡轶  吴星杰 《岩土工程技术》2020,(2):92-96,101

近年来,随着海绵城市建设的推进,我国学者对于城市雨洪管理方面的研究日益加深。然而海绵城市的建设相关问题也日益凸显,首要问题就是对于城区大范围积水分析、水安全分析等技术相对薄弱,使得大范围海绵城市的建设流于形式。以宜良县建成区为例,查阅相关文献并对积水点实际调研。借助ArcGIS工具的强大功能对城区的各项指标进行综合分析,得出宜良县建成区水安全敏感区分布图,从而使得海绵城市建设可以根据各区域水安全敏感情况制定不同策略,对今后海绵城市的建设具有借鉴意义。  相似文献   

敞开酸溶和偏硼酸锂碱熔ICP-MS法测定多金属矿中的稀土元素及铌钽锆铪   总被引：2，自引：2，他引：0  

门倩妮  沈平  甘黎明  冯博鑫 《岩矿测试》2020,39(1):59-67

用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定地质样品中的稀土及难熔元素,混合酸敞开酸溶法和碱熔融法是两种主要的溶样方法。但地质样品组分复杂,元素之间存在相互共生的现象,对于特殊元素、特殊样品用传统酸溶法会造成部分元素消解不完全,使测定结果不准确;而碱熔法的操作过程繁琐,且溶液盐度高,易产生基体干扰和堵塞仪器进样系统。本文改进了传统四酸和五酸体系,采用氢氟酸-硝酸-硫酸敞开酸溶体系,用国家一级标准物质制作标准曲线测定15种稀土元素,方法准确度(ΔlgC)为0.001～0.027。同时改进了偏硼酸锂碱熔法,样品用偏硼酸锂碱熔提取,加入氢氧化钠调节溶液至碱性条件,所测元素与偏硼酸锂共沉淀后过滤分离熔剂,再用硝酸复溶测定15种稀土元素及铌钽锆铪。两种溶样方法的测定值与认定值的相对误差为1.09%～9.30%。将混合酸敞开酸溶法测定稀土元素、偏硼酸锂碱熔法测定铌钽锆铪的结果与其他实验室密闭酸溶法相比,两组数据的相对偏差为0.13%～15.32%。本实验表明,混合酸敞开酸溶法适用于测定地质样品中的稀土元素,偏硼酸锂碱熔法不仅适用于测定地质样品中的稀土元素及铌钽锆铪,也适用于测定如古老高压变质岩石及铝含量高的样品中的铌钽锆铪。  相似文献   

基于遗传算法优化BP神经网络的玉米遥感估产方法     

于海洋  陈圣波  杨北萍  安秦 《世界地质》2020,39(1):208-214

以内蒙古自治区开鲁县玉米作物为研究对象,将生育期内玉米遥感影像所提取的多种植被指数和实地采样点的测产数据作为训练值,利用BP(back propagation)神经网络和遗传算法优化BP(GA-BP)神经网络估产模型,得出网络预测的玉米产量数值。通过决定系数R 2和均方根误差RMSE,比较实测产量与预测产量之间的精度,BP神经网络模型R^2为0.8452,RMSE(%)为28.37;遗传算法优化BP神经网络模型R^2为0.9850,RMSE(%)为6.70,表明遗传算法优化BP神经网络估产模型具有一定可行性和可信度。  相似文献