分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 诺木洪地区是青海省重要的枸杞种植基地，针对主要植被类型进行准确和快速提取对于种植业的可持续发展具有关键意义。然而，诺木洪地区所属的干旱区具有稀疏的植被覆盖和土壤背景影响显著的特点，仅使用少数遥感源或部分特征无法满足干旱区植被提取的要求。因此，整合多种遥感数据源，挖掘植被分类显著特征，并尝试不同的分类优化方法，在提高干旱区植被分类精度和可靠性方面具有重要意义。本研究基于谷歌地球引擎（ Google Earth Engine， GEE）平台，使用 Sentinel-1 合成孔径雷达（ Synthetic Aperture Radar， SAR）数据、 Sentinel-2 光学数据，探讨了红边光谱、纹理以及雷达特征对干旱区植被类型提取的重要性，验证了利用基尼指数（ Gini Index， Gini）寻找最优特征组合的可行性，结合支持向量机算法对 2021 年青海诺木洪地区地物类型进行提取，并对最终的分类结果优化处理。研究表明：（1） Sentinel-2 红边指数、纹理信息和 Sentinel-1 雷达波段有利于植被信息提取，分类总体精度和Kappa 系数分别达到了 95.51%和 0.9406；（2）根据 Gini 指数得到特征重要性，将分类特征由 29 个压缩至 17 个，且表明雷达极化特征、光谱特征和纹理特征对于分类的重要性依此递减；（3）使用简单非迭代聚类算法以及邻域滤波投票决策融合方法，不仅最优总体精度和 Kappa 系数达到了 96.06%和 0.9479，且针对孤点类型的噪声也有较好的抑制效果。本研究利用 GEE 遥感云平台和多源遥感数据以及机器学习算法，能够准确、快速、高效地提取大尺度范围干旱区地物信息，具有较大的应用潜力。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2022-06-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 生态输水与农业节水是实现内陆干旱流域可持续发展的重要手段，连续水文观测资料的缺乏制约了生态输水与农业节水效益评价。为此，以中国甘肃敦煌疏勒河流域下游为例，基于遥感水文站与谷歌地球引擎进行20162020年月尺度的生态输水遥感监测，在此基础上结合蒸散发和土地覆盖类型等多源遥感数据评价生态输水与农业节水效益，分析两者之间在水资源方面的平衡关系。结果表明：（1）遥感水文站与谷歌地球引擎（Google Earth Engine, GEE）能够为生态输水遥感监测与农业节水效益评价提供可靠的数据支撑。（2）20172020年生态输水能够为下游湿地与河道平均每年提供2.50108 m3生态用水，其中30.06%的水量到达下游湿地，18.47%的水量被下游河道周边的植被所利用，且使下游河道周边植被面积增加112.25 km2。（3）农业节水在保持耕地面积维持上升趋势的前提下，20172020年平均每年降低耕地的蒸散发量0.395108 m3；耕地蒸散发减少量平均占生态输水量的14.22%，农业节水有效缓解了内陆干旱流域农业用水挤占生态用水的问题。本文将为内陆干旱缺测站流域的生态输水遥感监测与农业节水效益评价提供新的思路，以期为未来的生态输水与农业节水工程的实施提供理论支撑。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2021-06-17 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 以河湖为主体的塔里木河下游地表水体的面积受到输水工程的影响，在区域水循环、调节 水平衡中扮演着重要角色。基于近 20 a 塔里木河下游 Landsat 5、Landsat 7 和 Landsat 8 影像资料和 生态输水数据，综合采用 Google Earth Engine（GEE）计算平台和多元统计分析方法，对地表水体面 积变化及其对生态输水的响应进行了系统分析。结果表明：（1）2000—2019 年，塔里木河下游区域 的地表水体、季节性水体和永久性水体的面积均呈现波动上升趋势，速率分别为 15.54 km2 •a- 1、7.12 km2•a-1 和 8.41 km2•a-1；塔里木河下游上段（大西海子水库—英苏，不包括大西海子水库）、中段（英苏—阿拉干）和下段（阿拉干—台特玛湖）区域的季节性水体和永久水体面积也均呈现波动增 加趋势，其中下段区域的增加速率最大，其值分别为 5.23 km2•a-1 和 8.24 km2•a-1。（2）生态输水引起 的地表水体面积增加主要表现在台特玛湖湖区，2019 年台特玛湖湖区的地表永久水体和季节性水 体面积分别约为 267.27 km2 和 188.00 km2，总体水面积约为 455.27 km2，相比 2000 年（约 38.19 km2）增加了 417.08 km2（约 10.92 倍）。（3）近 20 a 来，研究区域地表水体面积，尤其是永久水体面积变化与塔里木河下游生态输水量密切相关；2007—2009 年输水量下泄水量较少，直接导致研究区域在2009 年地表水体和季节性水体的面积均减少到最低点。研究结果有助于全面理解塔里木河下游生态输水对地表水体变化的影响，为区域水生态保护提供科学依据。
分类： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2019-09-11 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 水资源匮乏是干旱区实现可持续发展的最大障碍。干旱区农业灌溉耗费大量的水资源，不同农作物在生长期所需的灌溉水量存在较大的差异，因此快速准确地了解干旱区的农业种植结构可以为节水型农业种植结构优化提供重要依据。以天山北坡经济带为研究区，以谷歌地球引擎（Google Earth Engine，GEE）云平台为支撑，以Sentinel 2以及Landsat 7-8的数据为遥感数据源，采取以下步骤进行研究区的农业种植结构提取：首先，为了简化农业种植结构提取的过程，利用一年最大NDVI值以及坡度信息构建耕地掩膜图层；然后，根据研究区内主要农作物的物候历，获取不同时间段内的最大NDVI值的时间序列数据以及农作物在一年中出现NDVI最大值的日期，并在此基础上构建一个包含10波段的特征波段影像；最后，结合野外实地考察获得的有效样本点以及经耕地掩膜图层掩膜后的10波段特征波段影像，利用随机森林分类器进行研究区的农业种植结构提取。分类结果表明：2018年研究区内棉花、玉米、小麦的总体分类精度为92.19%，Kappa系数为0.883。为了进一步将分类结果与统计数据进行对比，我们将训练得到的分类器应用于2017年的遥感影像，提取了研究区内2017年的农业种植结构信息，其分类结果表明2017年研究区内棉花、玉米、小麦的种植面积分别为5 270 km2、2 000 km2、2 340 km2，其相对精度分别为86.53%、77.54%、86.19%。
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