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   

农机投入对农业GTFP影响及门槛效应的区域差异分析     

刘敏  姜会明  姜天龙 《地理科学》2020,40(12):2037-2045

按照粮食的产销情况，将全国划分为3类粮食功能区域，利用固定效应模型和门槛效应模型分析了农机投入对农业绿色全要素生产率（GTFP）的影响及门槛效应的区域差异。结果表明：农机投入对农业GTFP的影响程度存在区域异质性，农机投入对粮食主销区农业GTFP提升的促进作用最大，粮食产销平衡区次之，粮食主产区最小；农机投入对农业GTFP的影响路径亦存在区域差异，粮食主产区和产销平衡区的农机投入通过促进农业技术效率和农业技术进步进而推动农业GTFP提升，粮食主销区的农机投入通过促进农业技术进步推动农业GTFP提升；农机投入对粮食主产区农业GTFP的影响存在双门槛效应，对粮食主销区和产销平衡区农业GTFP的影响存在单门槛效应。  相似文献   

地方政府土地出让干预对区域工业碳排放影响的对比分析——以中国8大经济区为例     

王博  吴天航  冯淑怡 《地理科学进展》2020,39(9):1436-1446

探讨不同区域地方政府干预对碳排放的影响差异,对于中国推进碳减排战略、协调区域经济社会发展具有重要意义。鉴于此,论文基于地方政府土地出让的视阈,以中国8大经济区为研究对象,有机耦合STIRPAT模型与CKC模型,构建形成STIRPAT拓展模型,并使用2007—2016年中国28个省(市、自治区)的工业面板数据,对比考察8大经济区政府土地出让干预对区域碳排放的影响差异。结果表明:不同经济区的地方政府土地出让干预对区域碳排放的影响存在显著差异。其中,同为CKC“倒N”型的北部沿海、南部沿海、长江中游经济区,其政府土地出让干预对区域碳排放的影响呈现出北部沿海经济区为负、南部沿海经济区为正、长江中游经济区无显著影响的差异效果;同为CKC“倒U”型的东北、西南和西北经济区,其政府土地出让干预对区域碳排放的影响,东北和西南经济区都显著为负,西北经济区未表现出显著影响;同为CKC“U”型的东部沿海和黄河中游经济区,其政府土地出让干预对碳排放也呈现出前者为负、后者为正的相反影响。研究结果可为制定碳减排差别化政策、协调区域可持续发展提供参考。  相似文献   

柴达木盆地盐湖区土壤黑碳分布及土气交换特性          下载免费PDF全文

武君  闵秀云  高春亮  李雷明 《盐湖研究》2020,28(1):1-10

深入探讨了柴达木盆地盐湖区土壤黑碳分布及土气交换特征。研究结果显示,研究区土壤总黑碳含量范围为0.50～6.79 g/kg,平均值达到1.64 g/kg;土壤烟炱组分黑碳含量范围为0.50～4.75 g/kg,平均值达到1.144 g/kg;气溶胶黑碳含量范围为0.34～4.92μg/m~3,平均值达到0.98μg/m~3。柴达木盆地盐湖区盐湖资源的大量开采和工业化生产等可能造成该地区黑碳大量排放。盐湖区土壤黑碳稳定碳同位素值(δ~(13)C_(BC))在-25.33‰～-23.46‰之间变化,平均值为-24.21‰,表明该地区土壤黑碳来源可能受C_3植物和化石燃料来源的共同影响。首次运用逃逸系数探讨了柴达木盆地盐湖区黑碳土气交换行为,结果表明研究区黑碳土气交换行为确实存在,但存在一定程度的模拟不确定性。  相似文献   

基于国家海洋治理和全球气候变化的我国海洋灾害防治          下载免费PDF全文

齐庆华 《海洋开发与管理》2019,36(2):17-23

为建立和完善现代化的海洋灾害防治体系,提高我国海洋治理和应对全球气候变化的能力,文章以全球治理和国家治理为背景,在明确致灾因子、承灾体、灾害以及灾害风险和管理等基本概念及其内涵的基础上,分析全球气候变化背景下我国海洋灾害及其风险的特征以及海洋灾害防治的关键性和基础性科学问题,并提出我国构建海洋灾害防治体系的建议。研究结果表明:在全球气候变化的影响下,我国沿海地区的海洋灾害风险复杂多变且有所提升;提出以群-环-域为主体的体系架构,研究全球气候变化与区域海洋的响应和反馈、全球气候变化背景下海洋灾害与风险的特征和规律以及综合海洋灾害风险评估和海洋灾害防治等问题;在我国构建海洋灾害防治体系的过程中,应加强科学研究以及技术和信息支撑、促进区域和全球联动联防以及提高全社会对海洋灾害的认知和防范水平。  相似文献   

阜阳市浅层地下水总硬度近年变化特征     

赵晓玲  朱玲玲 《地下水》2020,(1):46-47,146

阜阳是安徽省人口最多的市,工农业生产主要取用地下水,总硬度是该市浅层地下水主要超标组分之一。近5年来,该市浅层地下水总硬度平均值呈现缓慢增高的趋势,标准差亦在缓慢增加,近两年总硬度数值间差异明显增大。利用spss软件,分析近年浅层地下水的pH、TDS、总碱度、氯化物与总硬度的相关关系,结果可知:pH、TDS、总碱度、氯化物与总硬度都存在极显著的线性相关关系,其中,仅有pH与总硬度是负相关,其余均为正相关关系,总碱度与总硬度为低度线性相关,TDS、氯化物与总硬度呈中度线性相关。结合阜阳市浅层地下水的埋藏条件、补给来源、监测井的地理位置和地下水开采历史,得出该市浅层地下水总硬度升高主要与人为污染和地下水超采有关,外来的污染物来源主要是农业污染和生活污染。  相似文献   

不等式约束Partial EIV模型的WHP拟牛顿修正解法及其精度评定的SUT法     

王乐洋  邹传义  吴璐璐 《大地测量与地球动力学》2019,39(6):648-653

提出一种确定不等式约束Partial EIV模型解及精度评定的新方法，在总体最小二乘准则下，将附有不等式约束的Partial EIV模型转换为标准最优化问题。采取WHP拟牛顿修正的SQP方法求解，并利用SUT法对参数估值进行精度评定，可以减小迭代次数、提高收敛速度，且精度评定方法简单有效。  相似文献   

加权总体最小二乘的效率优化算法     

倪福泽  王建民 《测绘通报》2020,(11):90

加权总体最小二乘法是理论上估计EIV模型参数相对严密的方法，其迭代过程中涉及的矩阵运算较为耗时，在处理大量级数据时尤其明显。PEIV模型有助于提高加权总体最小二乘法的计算效率。本文基于PEIV模型和经典最小二乘准则给出了一种加权总体最小二乘法算法，算法的推导过程简洁，易于理解，迭代过程中无需重构矩阵，减少了矩阵运算量。最后通过仿真试验验证了算法的可靠性。试验结果表明，本文算法可以取得与现有算法相同的参数估计精度且计算效率更高。  相似文献   

Relationship Between Electrical Properties and Sedimentary Environment of the Longmaxi Formation Shale, Southern Sichuan     

YANG Kai  ZHANG Bing  WANG Xuben  HE Lanfang  YANG Hongyu  WANG Pengwan  TANG Jialin  DENG Jixin  ZHANG Cong 《《地质学报》英文版》2020,94(5):1531-1546

The Lower Silurian Longmaxi Formation in the south of Sichuan is a key player in the exploration and development of shale gas in China. Due to a highly complex topographic area, electromagnetic methods (EM) become important exploration means in this area. Many studies have been conducted on the shale mineral composition and electrical properties of shale, however, the correlation between sedimentary environments and the electrical properties of shale remain poorly understood. The electrical properties and sedimentary environment of the organic-rich shale of the Longmaxi Formation have been studied by means of X-ray diffraction, organic geochemistry, scanning electron microscopy and complex resistivity measurements. The discovered high quartz content of the Longmaxi Formation shale results in low resistivity. Deep-water shelf biogenic quartz contributes lower resistivity more than that of shallow-water terrigenous quartz. The deep-water anoxic and organic sedimentary environment led to major enrichment of pyrite, leading to a high polarization effect in shale. We present the correlation between the lithofacies types and electrical properties of Longmaxi Formation. The mixed siliceous shale lithofacies is the most favorable among the three lithofacies, which is characterized by high total organic carbon (TOC) content, high brittleness mineral content, high polarization and low resistivity (“three high and one low”). This feature is an effective identification of shale gas reservoirs by electromagnetic prospecting. Our study can provide constraints on electrical parameters of rocks for electromagnetic “sweet spot” exploration of shale gas, and so this has important geological significance to shale gas exploration and development.  相似文献   

岩溶水硝酸盐污染原位修复试验     

叶进霞  夏春英  卜鸿志 《中国岩溶》2020,39(2):173-179

岩溶含水层的极不均一性特征使岩溶水溶质运移受构造、裂隙空间及其发育方向控制；因环境条件复杂，开展岩溶水污染原位修复技术难度较大，截止目前，国内尚未系统地开展岩溶含水层水污染原位修复研究工作。文章选择鲁中南山区典型岩溶发育及硝酸盐污染地段，施工组合钻孔建设修复试验工程，采用“乙醇+葡萄糖”液态碳源和“聚乙烯醇+淀粉颗粒”固态反应器分别进行岩溶水硝酸盐污染原位修复试验。结果表明:浓度500 mg?L－1、1 000 mg?L－1的“乙醇+葡萄糖”反硝化溶液对硝酸盐浓度的降解率分别为6.45 %和21.52 %；单位长度组成材料“聚乙烯醇3 kg+淀粉颗粒3 kg”、“聚乙烯醇2 kg+淀粉颗粒4 kg”的两种反硝化固态反应器对硝酸盐浓度的降解率分为33.91%和34.96%。试验证明在裂隙型岩溶地区采用孔组方案进行地下水污染原位修复技术可行、且能取得较显著效果。修复工程布设方式和试验成果对类似地区开展岩溶地下水污染原位修复具一定借鉴意义。   相似文献