前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的遙感技術(shù)綜述主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
柑桔病蟲害有潰瘍病、黃龍病、瘡痂病、炭疽病、潛葉蛾、木虱、蚜蟲、介殼蟲、螨類、天牛等[1,2]。抓好病蟲害防治是柑桔豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵。現(xiàn)將其綜合防治技術(shù)介紹如下。
1農(nóng)業(yè)防治
1.1加強田間管理
苗木、接穗、種子是病害傳播的主要途徑。無病區(qū)或新柑桔區(qū)不得引入病區(qū)苗木、接穗、果實、種子,嚴防病菌傳入。如防治潰瘍病,苗圃應(yīng)選在無病區(qū),種子在播種前用5%高錳酸鉀溶液浸15min,浸后用清水洗凈再晾干播種,接穗、苗木可用700IU/mL鏈霉素加1%酒精浸30~60min。氮、磷、鉀合理搭配,多施有機肥。柑桔水分管理可概括為“春濕、夏排、秋灌、冬控”,即春季保持土壤濕潤,又不過濕;夏季注意排水,干旱時又要適當(dāng)灌水;秋季灌水防旱;冬季適當(dāng)控制水分,提高樹液濃度,促進花芽分化。
1.2加強植株管理
幼年樹利用夏梢迅速形成豐產(chǎn)樹冠,增大結(jié)果面積;成年樹的夏梢就要人為抹除,直至放秋梢(約在8月上中旬),并在放秋梢前后加強肥水管理,使秋梢整齊健壯,減少潛葉蛾、蚜蟲、木虱等害蟲的危害。剪除病蟲枝、枯枝、蔭蔽枝、過密枝、病葉等,在生理落果停止后分2次(6月中旬和7月上旬各進行1次)疏去病蟲果、畸形果、日灼果、過小的果,既可減少一些病蟲源,又可減少養(yǎng)分的消耗。及時(9~10月是黃龍病癥狀最明顯時期)挖除黃龍病的病樹,減少病源。冬季中耕,中耕深度以10~15cm為宜,以消滅越冬花蕾蛆、桔實雷癭蚊、蝸牛等地下害蟲。冬季結(jié)合修剪,把枯枝、落葉、落果等集中燒毀,減少翌年病蟲侵染源。
2生物防治
選用高效、低毒、低殘留農(nóng)藥,盡量避免殺死天敵。如用瓢蟲、寄生蜂防治蚜蟲,用赤眼蜂、小繭蜂防治卷葉蛾;用大紅瓢蟲、澳洲瓢蟲防治介殼蟲等;人工釋放捕食螨(如鈍綏螨),防治紅蜘蛛、銹蜘蛛。在柑桔旁邊種植藿香薊,幫助增加捕食螨的數(shù)量,穩(wěn)定種群。
3物理機械防治
一是人工捕殺成蟲。5~6月在白天中午捕殺星天牛,晚上捕殺褐天牛,9~11月晚上捕殺吸果夜蛾。二是利用害蟲趨光性、趨化性誘殺成蟲。如在4月中下旬和5月下旬至6月上旬用黑光燈或糖酒醋液(糖1份、酒2份、醋1份、水4份+0.2%敵百蟲結(jié)晶體)誘殺卷葉蛾[3,4]。三是用性引誘劑誘殺成蟲。在果園內(nèi)掛3~5個誘集瓶,用“誘蠅醚”誘殺桔小實蠅成蟲。四是果實套袋。宜在第2次生理落果后進行,并選用單層半透明專業(yè)紙袋。套袋前視果園病蟲發(fā)生情況全面噴藥1~2次。五是樹干涂白。每份涂白劑一般由生石灰10kg、硫磺粉1kg、食鹽0.2kg、水30~40kg配成。用刷均勻地涂于主干及主枝上,可預(yù)防一些病蟲害。
4藥劑防治
冬季清園后用95%機油乳劑200~300倍液或0.6~0.8°Bé石硫合劑或10~15倍松脂合劑全園噴藥1~2次,減少翌年病蟲侵染源。
4.1病害防治
防治潰瘍病可用25%葉枯寧可濕性粉劑500倍液,或77%可殺得600倍液,或10%世高1 000倍液噴霧。防治黃龍病于新梢期噴藥防治柑桔木虱,是控制該病蔓延的關(guān)鍵措施。防治瘡痂病,第1次在春梢萌動時,用0.5%~0.8%波爾多液噴霧;第2次在花謝2/3時,用50%多菌靈可濕性粉劑800倍液,或80%大生M-45可濕性粉劑500~600倍液,或40%滅病威500倍液噴霧。新梢期、幼果期、果實膨大期結(jié)合防治瘡痂病同時兼治炭疽病。
4.2蟲害防治
防治潛葉蛾于新梢萌發(fā)不超過1粒米時第1次用藥,以后每隔5~7d噴藥1次,直至停梢,可用20%速滅殺丁2 000~3 000倍液,或18%殺蟲雙800倍液,或98%巴丹原粉1 500~2 000倍液噴霧。新梢期防治木虱,黃龍病病區(qū)在秋梢老熟后至少部分冬梢抽出前再噴藥1次,可用80%敵敵畏乳油1 000倍液,或20%速滅殺丁乳油2 000~3 000倍液噴霧。防治蚜蟲可用80%敵敵畏乳油1 000倍液,或20%速滅殺丁乳油2 000~3 000倍液噴霧。介殼蟲在若蟲盛發(fā)期防治,可用40%速撲殺800~1 000倍液,或48%樂斯本1 000倍液噴霧。防治螨類重點抓好3月下旬至5月上旬和7~10月2個階段,可用1.8%阿維菌素4 000~5 000倍液,或20%好年冬乳油1 500倍液,或73%克螨特乳油2 000~2 500倍液噴霧。用藥時注意噴葉的正反兩面,以提高防治效果。重點在清明前后、秋分前后用藥防治天牛,可用棉花蘸少許80%敵敵畏乳油5~10倍液塞入蛀道,用泥封住洞口,毒殺幼蟲。
5參考文獻
[1] 黃金娟.柑橘主要病蟲害防治措施[J].農(nóng)家之友,2009(13):45,74.
[2] 陳春榮.柑橘病蟲害綜合防治技術(shù)[J].農(nóng)技服務(wù),2009(6):50,92.
[3] 徐順成.柑橘主要病蟲害防治措施[J].溫州農(nóng)業(yè)科技,2006(4):35,46.
【關(guān)鍵詞】高電子遷移率晶體管 二維電子氣 技術(shù)路線
1 引言
GaN基HEMT具有大電流密度、高功率密度、低噪聲、良好的頻率特性決定了GaN在軍用民用兩個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景,GaN基HEMT的單位功率密度是GaAs基HEMT的10倍,可以減小系統(tǒng)尺寸并降低阻抗匹配的難度。GaN基功率器件具有較高的工作電壓,一般民用通訊基站前端工作電壓為28V,使用Si和GaAs需要降低工作電壓,需要變壓器,并可能產(chǎn)生失真。GaN基功率器件可以工作于42V,可以減小系統(tǒng)體積和系統(tǒng)復(fù)雜程度,并且GaN基功率器件可以工作在Ka波段以及300℃的高溫環(huán)境,在武器應(yīng)用方面有著重要的應(yīng)用價值。其覆蓋1-100GHz的工作頻率可以廣泛應(yīng)用于3G\4G通訊、衛(wèi)星通訊、相控陣雷達、智能武器等方面。
2 專利技術(shù)發(fā)展路線
GaN是理想的耐高溫、高頻、大功率微波器件材料,1991年美國APA光學(xué)公司的Khan等人成功研制出世界上首支AlGaN/GaN HEMT,并在美國提出了專利申請(701,792; 26,528公開號分別為:US5192987A,US5296359A)分別為具有GaN/AlxGa1-xN異質(zhì)結(jié)的HEMT器件[1],以及制造方法的另一專利申請,上述兩項專利申請還不能進行大規(guī)模的應(yīng)用,處于實驗室階段,但是開啟了GaN基功率器件的研究。
2003年NEC公司通過引入場板技術(shù)增大器件的柵漏擊穿電壓,功率密度達到11.2W/mm@10GHz;克里(CREE)在具有InGaN背勢壘上的SiC襯底上制備的AlGaN/GaN材料上研制了150nm柵長的HEMT,功率密度達到了13.7W/mm@30GHz;2008年HRL研制的AlGaN/GaN/Al0.04Ga0.96N的雙異質(zhì)結(jié)HEMT峰值頻率高達200GHz。
2.1 全球?qū)@麪顩r分析
美國引用量最多,然后是中國和歐洲,日本引用的很少,這與日本的撰寫習(xí)慣有關(guān),日本申請人通常只引用自己本國的專利申請,從年代引用的情況來看,以美國的引用為例,其變化趨勢與GaN基HEMT在全球申請隨時間的變化一致。后繼申請的技術(shù)方案均是以該申請文件中的披露的技術(shù)方案為基礎(chǔ),并沒有對器件主要結(jié)構(gòu)進行突破,均是改善行發(fā)明,在提高材料質(zhì)量的大目標下,通過改進器件的局部結(jié)構(gòu),如:柵極和源漏極之間的隔離,柵極介質(zhì),柵極形狀,限制溝道區(qū)2DEG的材料等方面改善器件的性能。下邊以克里公司為例說明通過場板技術(shù),提高器件性能。
克里公司在GaN基HEMT器件取得領(lǐng)先優(yōu)勢,得益于期生長的出其他公司不能比擬的高質(zhì)量的GaN,其場板技術(shù)提高器件的性能,公開號為CN1950945A的專利文獻[2]及其相應(yīng)的同族,公開了一種晶體管,包含多個位于一基片上的有源半導(dǎo)體層,并且其源極與漏極與這些半導(dǎo)體層接觸。在這些源極與漏極之間以及多個半導(dǎo)體層上形成一柵極。在這些半導(dǎo)體層上配置多個場板,每一場板從該柵極的邊緣朝該漏極延伸,并且每一場板與這些半導(dǎo)體層、以及與這些場板的其它場板隔離。這些場板的最高場板電連接至該源極,并且這些場板的其它場板電連接至柵極或源極,能夠解決場板至漏極電容的引起減小增益影響輸出穩(wěn)定性的技術(shù)問題。
2.2 國內(nèi)專利狀況分析
從我國主要的申請人可以看出,主要的參與者包括中科院、中國電子集團,其中,最為活躍的是中科院半導(dǎo)體研究所,中科院微電子研究所,中國電子集團13所,中國電子集團55所。高校研究者為西安電子科技大學(xué)。主要的研究的企業(yè)為西安能訊半導(dǎo)體。
中科院半導(dǎo)體研究所的特長在于提供高質(zhì)量的GaN材料,其處于國內(nèi)領(lǐng)先水平,并實現(xiàn)了小量供片,國內(nèi)的西安電子科技大學(xué)的對GaN基微電子材料進行了深入的研究。由國家牽頭,中科院半導(dǎo)體所和中國電子集團合作,2000年制作出了國內(nèi)首支GaN基HEMT器件,并由半導(dǎo)體所提供材料,與中國電子集團的13所和55所合作,在2003年制造出C波段大尺寸GaN基HEMT器件,在2004制造出輸出功率大于1W的國內(nèi)第一支X波段GaN基HEMT器件,2008年制造出X波段GaN基HEMT器件脈沖輸出功率為176W,連續(xù)輸出功率為130.32W,功率密度為17.8W/mm。
3 結(jié)語
本文主要以中文專利摘要數(shù)據(jù)庫、德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫和世界專利文摘庫數(shù)據(jù)庫收錄的專利為樣本,通過分析了國內(nèi)外大功率GaN基HEMT器件的專利技術(shù)路線,以及主要申請人做了進一步分析,總體上來說,GaN基HEMT器件結(jié)構(gòu)和已經(jīng)趨于穩(wěn)定,如何進一步提高器件的性能成為主要的研究熱點。
參考文獻:
【摘要】目的:觀察自擬疏肝補腎湯治療圍絕經(jīng)期綜合征的臨床療效和機制。方法:對60例圍絕經(jīng)期綜合征采用自擬疏肝補腎湯(治療組)及尼爾雌醇(對照組)治療,觀察治療前后臨床表現(xiàn)、性激素水平的變化。結(jié)果:兩組治療后臨床癥狀明顯改善,FSH明顯下降,E2卻升高。結(jié)論: 疏肝補腎湯能明顯改善圍絕經(jīng)期綜合征癥狀,其作用機制是降低血FSH水平,升高血E2水平,從而達到調(diào)整生殖內(nèi)分泌的目的。
【關(guān)鍵詞】圍絕經(jīng)期綜合征; 疏肝補腎湯; 尼爾雌醇;雌二醇;血清促卵泡生成素
圍絕經(jīng)期綜合征(CS)是婦科常見病、多發(fā)病,病情纏綿。近年來,筆者采用自擬疏肝補腎湯治療本病,療效滿意,結(jié)果報道如下。
1 臨床資料
1.1 病例選擇
1.1.1 西醫(yī)診斷標準參照《臨床疾病診斷依據(jù)治愈好轉(zhuǎn)標準》[1]:a. 40歲以上或手術(shù)切除卵巢后;b. 有潮熱、心悸、易怒或抑郁等典型癥狀;c. 實驗室檢查血清雌二醇(E2)水平降低或促卵泡生成素(FSH)、促黃體生成素(LH)明顯升高。
1.1.2 中醫(yī)辨證標準參考《中藥新藥臨床研究指導(dǎo)原則》[2]中相關(guān)標準及評分:
(1)潮熱出汗:白晝12小時內(nèi)>10次,2分;≤10次,1分;無,0分。
(2)睡眠:夜間睡眠3~4小時,2分;5~6小時,1分;無,0分。
(3)心悸:影響正常工作、生活,2分;不影響正常工作,1分;無,0分。
(4)情緒改變:不能正常工作,2分;能正常工作,1分;無,0分。
(5)腰骶酸痛:影響生活/活動受限,2分;稍影響生活, 活動不受限1分;無,0分。
每次累加0~10分
1.2 一般資料:病例來源于2008~2009年清新縣人民醫(yī)院門診患者,共60例,隨機分為2組。治療組(自擬疏肝補腎湯)30例,年齡42~58歲,平均(48. 25 ±2. 43)歲;病程3月-12年,平均(5. 20±3.40)年;平均癥狀積分為(2. 90±0.82)分。對照組(尼爾雌醇)30例,年齡45~60歲,平均(49. 36±3. 02)歲;病程5月-11年,平均(5. 30±3.88)年;平均癥狀積分為(2.89±0.62)分。2組一般資料經(jīng)統(tǒng)計學(xué)處理,差異均無顯著性意義(P>0.05),具有可比性。
2 治療方法
2.1 治療組:采用自擬疏肝補腎湯治療。處方:柴胡9g、郁金10g、生熟地10g、白芍9g、女貞子10g、旱蓮草10g、制首烏12g、枸杞子12g、山萸肉10g、薄荷6g、甘草5g,每天1劑,水煎2次,早晚各服1次。3個月為一療程,共觀察1療程。
2.2 對照組:尼爾雌醇(合肥久聯(lián)制藥有限公司)服用方法:1mg/片,每周服用1片,共服3個月,用藥每個月第16天開始口服安宮黃體酮(浙江仙琚制藥有限公司),8mg/天,連續(xù)14天。如有撤退性出血,出血第5天開始服用下療程,3個月為一療程,共觀察1療程。
2.3 觀察指標:a. 臨床療效及治療前后癥狀積分改善情況;b. 治療前后血E2、FSH、 LH水平變化,均采用放射免疫法檢測,放免試劑盒由武漢博士德公司提供。
2. 4 統(tǒng)計學(xué)處理:所有數(shù)據(jù)處理采用SPSS12.0軟件分析,數(shù)據(jù)以X±s表示,組間資料采用X2或t檢驗。
3 療效標準與治療結(jié)果
3. 1 療效標準參照《中藥新藥臨床研究指導(dǎo)原則》女性更年期綜合征療效判定標準[2]和Kupermann癥狀評分,制定療效判定標準:①痊愈:臨床癥狀消失,3~6月未復(fù)發(fā);②顯效:臨床癥狀基本消失,總評分下降超過50%;③有效:臨床癥狀部分消失,總評分下降20%~50%;④無效:臨床癥狀無改善,總評分下降不足20%。
3. 2 治療結(jié)果
3.2.1 2 組臨床療效比較,見表1。
2組總有效率比較,差異有顯著性意義(P
3.2.2 2 組治療前后癥狀積分變化比較,見表2。
治療后2組圍絕經(jīng)期癥狀均有不同程度改善,治療組烘熱汗出、心悸失眠、腰膝酸軟、抑郁悲傷等癥狀明顯改善,與治療前比較,差異有顯著性或非常顯著性意義(P
3.2.3 2組治療前后血Ez, FSH, LH水平變化比較,見表3。
治療后治療組和對照組E2明顯上升,治療組和對照組FSH均明顯下降,與治療前比較,差異均有顯著性意義(P0.05)。
4 討論
腎主生殖,腎的精氣是構(gòu)成胚胎發(fā)育的原始物質(zhì),又是促進生殖機能成熟的物質(zhì)基礎(chǔ)。卵巢為女性的主要生殖器官之一,其功能衰退代表著主宰生殖功能的主要器官-腎臟功能的減弱;可見腎氣虛衰是本病發(fā)生的基礎(chǔ)和最主要的誘因。但是,單純的腎虛不足以解釋其全部發(fā)病機制[4-5]。因為肝腎同源,既有母子關(guān)系,又有精血同源關(guān)系。所以,圍絕經(jīng)期腎氣漸衰之時,加之內(nèi)外因素的影響,肝臟受累首當(dāng)其沖,這也是圍絕經(jīng)期綜合征多以肝經(jīng)癥狀為主的原因之一。肝藏血,主疏泄,肝氣郁結(jié),疏泄失常是導(dǎo)致本病發(fā)生的主要原因,有鑒于此,筆者以補腎疏肝為治則,自擬疏肝補腎湯治以疏肝解郁,滋養(yǎng)肝腎,調(diào)和陰陽為主,方以柴胡、郁金、生熟地、白芍、女貞子、旱蓮草、制首烏、枸杞子、山萸肉、巴戟天、羊藿、菟絲子甘草組成,其中柴胡、郁金、薄荷、疏肝解郁,白芍、女貞子、旱蓮草、制首烏、枸杞子、山萸肉滋陰養(yǎng)血,益腎填精;巴戟天、羊藿、菟絲子溫補腎陽,全方以滋補肝腎為主,佐以疏肝解郁為輔,補瀉共進,陰陽互濟。滋陰而不膩,壯陽而不燥,從而改善卵巢功能,緩解圍絕經(jīng)期綜合征癥候群的出現(xiàn)?,F(xiàn)代藥理研究證實中藥對下丘腦-垂體-卵巢軸具有多元性和雙向性調(diào)節(jié)作用,可通過多器官、多靶點的作用有效調(diào)節(jié)神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò),尤其通過卵巢內(nèi)調(diào)節(jié)使衰老的卵泡復(fù)蘇從而延緩卵巢的老化過程,同時通過清除體內(nèi)自由基含量,改善微循環(huán),延緩細胞凋亡,從而調(diào)控卵巢內(nèi)在老化機制[3]。
。本觀察表明,肝補腎湯治療圍絕經(jīng)期綜合征療效顯著,并能明顯減輕患者的臨床癥狀,升高E2水平、降低FSH水平,而且毒副反應(yīng)少。
參考文獻
[1] 曹澤毅.中華婦產(chǎn)科學(xué).北京:人民衛(wèi)生出版社,2004:1157,2537
[2] 中國人民總后勤部衛(wèi)生部. 臨床疾病診斷依據(jù)治愈好轉(zhuǎn)標準.第二版.北京:人民軍醫(yī)出版社.1998,268
[3] 謝玲,賴仁勝,呂曄,等.中藥延緩圍絕經(jīng)期卵巢衰老用功能下降機制的研究進展.江蘇國醫(yī)藥 2005:26 (9):59-61
[4] 黃曉鶯,姜昌明,雷真,補腎調(diào)更湯治療婦女更年期綜合征35例。河南中醫(yī) 2005:25 (9):40-42
[5] 李淑華,萬旭東,許明山,自擬益腎活血湯治療更年期綜合征療效觀察.醫(yī)學(xué)理論與實踐2004:17 (7):805-806
【關(guān)鍵詞】遙感技術(shù);農(nóng)田水利;資源;研究
0.引言
近年來,在人們的生產(chǎn)生活中,遙感技術(shù)被運用得很廣泛。比較突出,也是比較有用的就是遙感技術(shù)在農(nóng)田水力資源中的利用。這項措舉,是真正意義上的科技興農(nóng)的實現(xiàn)。是我國農(nóng)田水利中的飛躍性的進步。遙感技術(shù)在農(nóng)田水利資源中被廣泛的應(yīng)用,這樣就對農(nóng)田的情況進行了一個科學(xué)而精準的分析。這主要包括農(nóng)田的防洪抗旱、農(nóng)田的灌溉情況,以及農(nóng)田的水土流失治理動態(tài)進行一個科學(xué)的分析。遙感技術(shù)可以對農(nóng)田水利資源做一個系統(tǒng)的分析,以便提出合理的解決方案。
1.相關(guān)概念分析
遙感技術(shù)主要是在資源勘測和環(huán)境勘測中利用的一種技術(shù),這種技術(shù)的作用主要是反映資源的情況,以便相關(guān)部門作出科學(xué)合理的分析。目前來說,遙感技術(shù)運用的領(lǐng)域非常的廣泛,農(nóng)業(yè)、林業(yè)、海洋、水文和氣象都有充分的利用這種技術(shù)。所謂的遙感技術(shù)實際上就是指的是利用光學(xué)接受電磁波和地面反射而來的信號。這種技術(shù)主要是在高空和外層空間進行。主要指的是遙感器和波探測儀器兩種儀器。遙感器將接收而來的的電磁波和反射信號記錄好之后再傳回地面的地方,然后進行信息的處理、判斷和驗證等步驟。實際上,具體來說,這種技術(shù)就是一個拍攝、掃描以及傳輸信息和信息處理的工作過程。
2.遙感技術(shù)在農(nóng)田水利資源中的利用
2.1在水土流失治理動態(tài)中的應(yīng)用
我們生活的家園土地資源類型多樣,復(fù)雜且多變。由于許多人為因素和自然因素,水土流失嚴重。人為因素主要是過度開墾土地,在草原上過度放牧,以及一些過度開礦和修路導(dǎo)致的土層松動,水土流失情況。自然的原因主要是地貌地形、植被氣候、以及土壤和風(fēng)向發(fā)生的自然變化。人為的破壞,導(dǎo)致水土嚴重流失,是可以避免的,自然的因素是不可抗拒的,但是,也是可以經(jīng)過人為的努力,達到一定的改善。例如在一些水土流失嚴重的地方人工種植固土性很強的樹木和草,也可以在水土流失的地方修建固土的堤壩和成網(wǎng)格的壩子。實際上,認人為的修建壩子只能夠保護水土不流失一段時間,只是一種治標不治本的做法,而人工種樹一直都是一種比較好的方法,被廣泛的利用到保護水土流失工程中。
我國的地理南北東西跨度都比較的大,地理位置復(fù)雜,地形也比較復(fù)雜過度明顯,氣候多變,冬夏溫差較大,一些南方地區(qū)時常發(fā)生洪災(zāi),北方地區(qū)時常發(fā)生旱災(zāi),且北方的風(fēng)沙較為嚴重。因而,我國的水土流失較為嚴重。我國人口眾多,土地資源總量雖然較多,但地形復(fù)雜,適合耕種的農(nóng)田比例較小,且人均占有量較少,但我國水土資源流失較為嚴重,為了緩解水土流失情況,我國政府投入大量的人力物力進行整治。全國呼吁保護土地,防止水土資源流失。還大力退耕還林,請專人在水土流失嚴重地區(qū)種樹。政府能夠有這一系列的方案,還得益于遙感技術(shù)。遙感技術(shù)被廣泛的利用與農(nóng)田水利資源中,在防止水土流失工程中起著至關(guān)重要的作用。遙感技術(shù)將我國水土流失的情況清晰的傳給相關(guān)部門,為相關(guān)部門提出及時、科學(xué)合理的方案提供了科學(xué)的資料。一般來說,遙感技術(shù)的傳回的結(jié)果都是比較科學(xué)和宏觀的,對促進農(nóng)田水利資源的保護有著至關(guān)重要的作用。
2.2在防洪抗旱中的應(yīng)用
前面筆者也提到,我國地理位置廣闊,國土南北東西跨度都比較大,國內(nèi)地形復(fù)雜氣候多樣。自然災(zāi)害頻繁發(fā)生。特別是洪災(zāi)和旱災(zāi)嚴重,古就有南澇北旱的說法。但是我國在應(yīng)付自然災(zāi)害的能力還是比較突出的,這和遙感技術(shù)分不開。遙感技術(shù)對于防洪抗災(zāi)的影響力是巨大的。實際上,遙感技術(shù)洪災(zāi)旱災(zāi)的情況反映和緊急救援,以及災(zāi)后的重建工作都有著重要的作用。不止如此,我國還建立了農(nóng)田洪旱遙感系統(tǒng),這種系統(tǒng)反應(yīng)的是我國科技的進步和對民眾的關(guān)心。一個國家應(yīng)付自然災(zāi)害的能力,往往凸顯的是國家的經(jīng)濟實力。
洪旱遙感系統(tǒng)主要包括兩種主要的模式。一檢測災(zāi)區(qū)重點。通過雷達衛(wèi)星和地理信息監(jiān)測出重災(zāi)區(qū),并作出詳細的評估,以及對災(zāi)后的重建作出決策。二是災(zāi)區(qū)宏觀檢測。利用氣象衛(wèi)星每天讀災(zāi)情進行速報,對災(zāi)情地區(qū),持續(xù)時間,災(zāi)情損失作出評估。
實際上,事實已經(jīng)有力的證明了遙感技術(shù)在防洪抗災(zāi)等抗擊自然災(zāi)害中的作用是極其重要的。在緊急救援,災(zāi)情監(jiān)測、以及災(zāi)情評估和災(zāi)后重建工程中的作用都是極其重大的,可謂是貫穿整個始終。遙感技術(shù)為相關(guān)部門提供了客觀和全面清晰的信息,這些信息成為有關(guān)部門做出正確決策的有力支撐點。
2.3在河道檢測中的應(yīng)用
我國水資源豐富,河流眾多,河流成為我國大部分地區(qū)飲用灌溉的主要水源。水是生命之源,加之我國又極為容易發(fā)生洪災(zāi)和旱災(zāi)。因此這就需要我國多河流實行檢測。遙感技術(shù)對河流的水位情況,河道走勢,河床變化,水質(zhì)變化都會有清晰的數(shù)據(jù)。遙感技術(shù)將這些數(shù)據(jù)傳給相關(guān)部門,以便相關(guān)部門掌握詳細情況,當(dāng)發(fā)生災(zāi)情的時候,也好及時作出決策。遙感技術(shù)對我國的農(nóng)田水利灌溉和經(jīng)濟有著至關(guān)重要的作用。
3.結(jié)語
遙感技術(shù)傳送的信息可靠而詳細。遙感技術(shù)將詳細的信息資料傳給相關(guān)部門,以此來幫助相關(guān)部門及時正確的了解情況,并幫助他們做出正確及時的決策。在我國農(nóng)田的水利中廣泛的被利用,極大的促進了我國農(nóng)田水利資源的管理。對我國經(jīng)濟的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。目前,我國的遙感技術(shù)水平還是比較高的,但也還需要進一步的提高。
【參考文獻】
[1]王紅巖.基于NPP和植被降水利用效率土地退化遙感評價與監(jiān)測技術(shù)研究[D].中國林業(yè)科學(xué)研究院,2013.
[2]蒙繼華,吳炳方,杜鑫,張飛飛,張淼,董泰峰.遙感在精準農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用進展及展望[J].國土資源遙感,2011,03:1-7.
[3]高廣磊,信忠保,丁國棟,李叢叢,張佳音,梁文俊,安云,賀宇,肖萌,李文葉.基于遙感技術(shù)的森林健康研究綜述[J].生態(tài)學(xué)報,2013,06:1675-1689.
關(guān)鍵詞:羊草;生物量;植被指數(shù)
中圖分類號:S 812;Q 948文獻標識碼:A文章編號:10095500(2013)06003605
遙感技術(shù)具有快速、及時、準確、宏觀、經(jīng)濟等特點,已被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域,包括軍事、 監(jiān)視[1]、氣象觀測[1]、植被分類[1-3]、植被監(jiān)測[4-7]、土地利用規(guī)劃[8,9]、農(nóng)作物病蟲害[10,11]、作物產(chǎn)量調(diào)查[12,13]等。植被指數(shù)(VI)作為遙感手段中的一種,主要通過兩個或兩個以上波長范圍內(nèi)的地物反射率相互組合運算,增強植被化學(xué)成分或生長狀況的某一特性或者細節(jié)[10],從而反映植被特征。在草地科學(xué)領(lǐng)域中,利用遙感技術(shù)測定草地植被反射率并計算各種植被指數(shù)值,對草地生物量進行估測,可在不破壞草地的條件下對草地產(chǎn)量和長勢進行準確、及時的監(jiān)測,比傳統(tǒng)的刈割、稱重等方法更為快捷,可以減少人力和財力的投入,也為草地的科學(xué)管理和合理利用提供可靠依據(jù),對準確掌握草地生產(chǎn)資料、計算草地載畜量、實現(xiàn)草畜平衡發(fā)展具有重要意義。
早在1974年,Rouse等[14]就發(fā)現(xiàn)植被反射率與植被產(chǎn)量之間具有良好的相關(guān)性,并發(fā)現(xiàn)了歸一化植被指數(shù)(NDVI)。田慶久等[15]將近20年在農(nóng)業(yè)、植被和生態(tài)環(huán)境監(jiān)測方面發(fā)展的40多個植被指數(shù)做了分類和總結(jié),對各類指數(shù)做出了中肯的評價。鄧書斌等[16]總結(jié)了現(xiàn)有的植被指數(shù),并根據(jù)植物中影響植被波譜特征的主要化學(xué)成份,做出27種較為實用的植被指數(shù),從植物生理的尺度上可了解植被指數(shù)與植物的關(guān)系。但在草地植被遙感監(jiān)測領(lǐng)域,大多學(xué)者只是使用NDVI、EVI、RVI等指數(shù)估算草原的生物量。如王建偉等[17]就NDVI和RVI在草地地上生物量估測方面的應(yīng)用進行初步探討,認為NDVI的使用較RVI廣泛;張凱等[18]應(yīng)用遙感技術(shù)對甘南草地地上鮮生物量進行估算研究,認為對數(shù)模型在草原估產(chǎn)研究中較為準確;趙冰茹等[19]利用MODISNDVI對內(nèi)蒙古錫林郭勒草原荒漠、沙地、典型和草甸草原進行估產(chǎn)研究,結(jié)果表明草甸草原的擬合效果最好,其線性模型及指數(shù)模型的決定系數(shù)均達0.7以上。目前,利用遙感植被指數(shù)估算不同草地的生物量已取得一定的成就,但羊草草地作為我國分布范圍較廣的草原之一,應(yīng)用其他植被指數(shù)進行估產(chǎn)方面的研究還鮮見報道。
基于以上分析,利用手持光譜儀ACS430獲取近地面羊草草地光譜反射率數(shù)據(jù),結(jié)合地上干生物量數(shù)據(jù),分析各種植被指數(shù)與羊草草地生物量之間的相關(guān)關(guān)系,選出較為合適的植被指數(shù)及生物量估產(chǎn)模型,以期為羊草草地地上干生物量的產(chǎn)量測定提供方法和理論依據(jù),促進遙感技術(shù)在草地畜牧業(yè)中的監(jiān)測和估產(chǎn)應(yīng)用。
1材料和方法
1.1研究地點概況
試驗地位于河北省沽源縣內(nèi)的壩上草原,地理位置E 115°39′48″,N 41°45′57″,地處內(nèi)蒙古高原南緣,位于河北省西北部。該區(qū)域地勢平坦,具有疏緩丘陵、波狀高原的地貌,年均日照2 223 h,平均海拔1 400 m,年均氣溫1.4 ℃,年均降水量400 mm,>10 ℃的年積溫為2 370 ℃。草原是以羊草(Leymus chinensis)為主的草甸草原,伴生種有克氏針茅(Stipa krylovii)、糙隱子草 (Cleistogenes squarrosa)、野古草屬(Arundinella)、拂子茅屬(Calamagrostis)、柴胡(Bupleurum chinensis)、菊葉委陵菜(Potentilla tanacetifolia)、扁蓿豆(Melissitus ruthenicus)、瓣蕊唐松草(Thalictrum petaloideum)、南牡蒿(Artemisia eriopoda)、冷蒿(A.frigida)等蒿類以及冰草(Agropyron cristatum)等。
該試驗地為2005年建立的降水梯度和刈割強度為控制因素的18個試驗小區(qū)[20],經(jīng)過7年的處理,植被生物量已經(jīng)呈現(xiàn)出一定的梯度變化,為此次研究的開展提供了基礎(chǔ)。
1.2研究方法
1.2.1生物量的確定
生物量的測量選用直接收割法。在每個試驗小區(qū)選擇1 m×1 m的樣方,齊地刈割,裝入標記好的樣方袋,帶回實驗室,于烘箱中65 ℃烘干至恒重,稱重。
1.2.2光譜反射率數(shù)據(jù)采集
使用Holland Scientific公司生產(chǎn)的Crop Circle ACS430手持式植物冠層光譜儀測定光譜反射率。光譜檢測320~1 100 nm,探頭吸收波段為670,730和780 nm。橫向視角范圍30°,縱向14°。測量最大高度183 cm,最大范圍2 m,采樣輸出最大頻率20次s。儀器在測量過程中不受高度和外界光線的影響。測量時探頭垂直向下照射,輻射的區(qū)域在探測目標之內(nèi),測量波長為670 nm(ρ670)、730 nm(ρ730)及780 nm的光譜反射率(ρ780)。
1.2.3植被指數(shù)計算方法
各種指數(shù)的計算方法見表1。
所有數(shù)據(jù)采用SPSS15.0軟件進行統(tǒng)計分析和繪圖。
2結(jié)果與分析
2.1植被指數(shù)與生物量的相關(guān)性
對試驗小區(qū)的干草產(chǎn)量與9種植被指數(shù)分別進行相關(guān)性分析,各個植被指數(shù)與羊草的干草產(chǎn)量都呈正相關(guān),相關(guān)性都達到極顯著水平(P
2.2生物量監(jiān)測模型的選擇
選取5個最具代表性的光譜指數(shù)NDRE、ChlI、NLI、WICI1、WICI2,其中,NLI為近紅外與紅邊波段的組合。NDRE、ChlI、WICI1、WICI2是具有紅邊波段的組合。分別擬合光譜指數(shù)與產(chǎn)量的曲線方程,建立以光譜指數(shù)為自變量,產(chǎn)量為應(yīng)變量的估產(chǎn)模型(表3,圖1)。
5種植被指數(shù)與產(chǎn)量建立的二次曲線模型效果都比較好(P
試驗采用的所有的植被指數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)性都達到極顯著水平(P
3結(jié)論
通過手持光譜儀ACS430對羊草草地進行野外觀測及草地地上干生物量的測定,利用光譜反射率計算所得的植被指數(shù)與羊草產(chǎn)量進行相關(guān)性分析,結(jié)果表明上述植被指數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)性都達到極顯著水平,結(jié)合各個指數(shù)所反映的物理意義,我們選擇植被指數(shù)NDRE來擬合該草地干草產(chǎn)量,擬合方程為y=0.024+2.249x-7.136x2,R2=0.675。
參考文獻:
[1]鄧良基.遙感基礎(chǔ)與應(yīng)用[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2009.
[2]張超.灌木林評價與遙感分類技術(shù)研究[D].北京:中國林業(yè)科學(xué)研究院,2009.
[3]單麗燕.應(yīng)用遙感技術(shù)對內(nèi)蒙古鑲黃旗草原分類的研究[J].草原與草坪,2005(1):38-42.
[4]方紅亮,田慶久.高光譜遙感在植被監(jiān)測中的研究綜述[J].遙感技術(shù)與應(yīng)用,1998,13(1):62-69.
[5]李聰,曹占洲,李良序,等.草地植被指數(shù)季節(jié)變化的遙感動態(tài)監(jiān)測研究[J].沙漠與綠洲氣象,2007,1(3):26-29.
[6]高娃,邢旗,劉德福.草原”三化”遙感監(jiān)測技術(shù)方法和指標的研究[J].草原與草坪,2007(4):40-44.
[7]陳興濤,陳功,單貴蓮.草坪近地面光譜特征研究進展[J].草原與草坪,2011,31(5):91-96.
[8] 邱一丹,孫保平,周湘山,等.基于地形因素的洪雅縣景觀格局定量分析與功能劃分[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2012,47(3):116-123.
[9]黃???論遙感技術(shù)在土地利用動態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用[J].中國土地科學(xué),1998,12(3):21-25.
[10]陳鵬程,張建華,雷勇輝,等.高光譜遙感監(jiān)測農(nóng)作物病蟲害研究進展[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2006,22(2):388-391.
[11]李登科,劉安麟,范建忠,等.遙感技術(shù)在病蟲害調(diào)查中的應(yīng)用[J].陜西氣象,1998(3):12.
[12]李衛(wèi)國,李秉柏,王志明,等.作物長勢遙感監(jiān)測應(yīng)用研究現(xiàn)狀和展望[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2006(3):12-15.
[13]李衛(wèi)國,王紀華,趙春,等.基于遙感信息和產(chǎn)量形成過程的小麥估產(chǎn)模型[J].麥類作物學(xué)報,2007,27(5):904-907.
[14]Rouse Jr J,Haas R,Deering D,et al.Monitoring vegetation systems in the great plains with ERTS[J].Third ERTS symposium,NASA,1973(1):309-317.
[15]田慶久,閔祥軍.植被指數(shù)研究進展[J].地球科學(xué)進展,1998,13(4):327-333.
[16]鄧書斌,陳秋錦.植被光譜特征與植被指數(shù)綜述[C]第十七屆中國遙感大會摘要集,2010.
[17]王建偉,陳功.草地植被指數(shù)及生物量的遙感估測[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2006,21(3):372-375.
[18]吳世仁,馬玉秀.甘南州草地生態(tài)存在的總是與治理措施[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2008(3):15-28.
[19]趙冰茹,劉闖,劉愛軍,等.利用ODISNDVI進行草地估產(chǎn)研究――以內(nèi)蒙古錫林郭勒草地為例[J].草業(yè)科學(xué),2004,21(8):12-15.
關(guān)鍵詞:地質(zhì)礦產(chǎn);勘察;遙感技術(shù);應(yīng)用
中圖分類號: TD98 文獻標識碼: A 文章編號:
引言
隨著技術(shù)的快速發(fā)展,地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查技術(shù)也在不斷發(fā)展,新的勘查技術(shù)也在不斷應(yīng)用于。遙感技術(shù)方法作為一種新的地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查手段,在地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查難度日益增大的情況下,越來越為人們所重視。
一、地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查中遙感新技術(shù)的應(yīng)用
遙感技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查主要是在工作的初始階段,在地質(zhì)工作程度低 交通及地理條件較差的地區(qū)尤為重要。遙感影像的地質(zhì)信息去分析成礦地質(zhì)條件,確定地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查遠景區(qū)和圈定成礦有利地段,為進一步開展地質(zhì)評價工作提供遙感地質(zhì)依據(jù)。遙感技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查中的應(yīng)用包括間接應(yīng)用和直接應(yīng)用:間接應(yīng)用則包括地質(zhì)構(gòu)造信息、植被的光譜特征及礦床改造信息等方面,直接應(yīng)用是指遙感蝕變信息的提取。
1.1 遙感技術(shù)間接礦產(chǎn)勘查的應(yīng)用
(1)地質(zhì)構(gòu)造信息的提取
內(nèi)生礦產(chǎn)在空間上常產(chǎn)于各類地質(zhì)構(gòu)造的邊緣部位及變異部位,重要的礦產(chǎn)主要分布于板塊構(gòu)造不同塊體的結(jié)合部或者近邊界地帶,在時間上一般與地質(zhì)構(gòu)造事件相伴而生,礦床多成帶分布,成礦帶的規(guī)模和地質(zhì)構(gòu)造變異大致相當(dāng)。
遙感礦產(chǎn)勘查的地質(zhì)標志主要反映在空問信息上。從與區(qū)域成礦相關(guān)的線狀影像中提取信息(主要包括斷裂、節(jié)理、推覆體等類型),從中酸性巖體、火山盆地、火山機構(gòu)及深部巖漿、熱液活動相關(guān)的環(huán)狀影像提取信息(包括與火山有關(guān)的盆地、構(gòu)造),從礦源層、賦礦巖層相關(guān)的帶狀影像提取信息(主要表現(xiàn)為巖層信息),從與控礦斷裂交切形成的塊狀影像及與成礦有關(guān)的色異常中提取信息 (如與蝕變、接觸帶有關(guān)的色環(huán)、色帶、色塊等)。當(dāng)斷裂是主要控礦構(gòu)造時,對斷裂構(gòu)造遙感信息進行重點提取會取得一定的成效。遙感系統(tǒng)在成像過程中可能產(chǎn)生“模糊作用”,常使用戶感興趣的線性形跡、紋理等信息顯示得不清晰、不易識別。人們通過目視解譯和人機交互式方法,對遙感影像進行處理,如邊緣增強、灰度拉伸、方向濾波、比值分析、卷積運算等,可以將這些構(gòu)造信息明顯地突現(xiàn)出來。除此之外,遙感還可通過地表巖性、構(gòu)造、地貌、水系分布、植被分布等特征來提取隱伏的構(gòu)造信息,如褶皺、斷裂等。提取線性信息的主要技術(shù)是邊緣增強。
(2)礦床改造信息標志
礦床形成以后,由于所在環(huán)境、空問位置的變化會引起礦床某些性狀的改變。利用不同時相遙感圖像的宏觀對比,可以研究礦床的剝蝕改造作用;結(jié)合礦床成礦深度的研究,可以對類礦床的產(chǎn)出部位進行判斷。通過研究區(qū)域夷平面與礦床位置的關(guān)系,可以找尋不同礦床在不同夷平面的產(chǎn)出關(guān)系及分布規(guī)律,建立夷平面的礦產(chǎn)勘查標志。另外,遙感圖像還可進行巖性類型的區(qū)分應(yīng)用于地質(zhì)填圖,是區(qū)域地質(zhì)填圖的理想技術(shù)之一,有利于在區(qū)域范圍內(nèi)迅速圈定礦產(chǎn)勘查靶區(qū)。
(3)植被波譜特征的礦產(chǎn)勘查意義
在微生物以及地下水的參與下,礦區(qū)的某些金屬元素或礦物引起上方地層的結(jié)構(gòu)變化,進而使土壤層的成分產(chǎn)生變化,地表的植物對金屬具有不同程度的吸收和聚集作用,影響植葉體內(nèi)葉綠素、含水量等的變化,導(dǎo)致植被的反射光譜特征有不同程度的差異。礦區(qū)的生物地球化學(xué)特征為在植被地區(qū)的遙感礦產(chǎn)勘查提供了可能,可以通過提取遙感資料中由生物地球化學(xué)效應(yīng)引起的植被光譜異常信息來指導(dǎo)植被密集覆蓋區(qū)的礦產(chǎn)勘查,不同植被以及同種植被的不同器官問金屬含量的變化很大,因此需要在已知礦區(qū)采集不同植被樣品進行光譜特征測試,統(tǒng)計對金屬最具吸收聚集作用的植被,把這種植被作為礦產(chǎn)勘探的特征植被,其他的植被作為輔助植被。
遙感圖像處理通常采用一些特殊的光譜特征增強處理技術(shù),采用主成分分析、穗帽變換、監(jiān)督分類(非監(jiān)督分類)等方法。植被的反射光譜異常信息在遙感圖像上呈現(xiàn)特殊的異常色調(diào),通過圖像處理,這些微弱的異常可以有效地被分離和提取出來,在遙感圖像上可用直觀的色調(diào)表現(xiàn)出來,以這種色調(diào)的異同為依據(jù)來推測未知的礦產(chǎn)勘查靶區(qū)。植被內(nèi)某種金屬成分的含量微小,因此金屬含量變化的檢測受到譜測試技術(shù)靈敏度的限制,當(dāng)金屬含量變化微弱時,現(xiàn)有的技術(shù)條件難以檢測出,檢測下限的定量化還需進一步試驗。
1.2 直接應(yīng)用———遙感蝕變信息的提取
巖漿熱液或汽水熱液使圍巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和成分發(fā)生改變的地質(zhì)作用稱為圍巖蝕變。圍巖蝕變是成礦作用的產(chǎn)物,圍巖蝕變的種類(組合)與圍巖成分、礦床類型有一定的內(nèi)在聯(lián)系,圍巖蝕變的范圍往往大于礦化的范圍,而且不同的蝕變類型與金屬礦化在空間分布上常具規(guī)律可循,因此,圍巖蝕變可作為有效的礦產(chǎn)勘查標志。
(1)蝕變遙感異常礦產(chǎn)勘查標志
圍巖蝕變是熱液與原巖相互作用的產(chǎn)物。常見的蝕變有絹云母化、硅化、綠泥石化、夕卡巖化、云英巖化等。
(2)信息提取的實現(xiàn)
與地物發(fā)生反射、透射等作用的電磁波是地物信息的載體,地物的光譜特性與其內(nèi)在的物理化學(xué)特性緊密相關(guān),物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)的差異造成物質(zhì)內(nèi)部對不同波長光子的選擇性吸收和反射。具有穩(wěn)定化學(xué)組分和物理結(jié)構(gòu)的巖石礦物具有穩(wěn)定的本征光譜吸收特征,光譜特征的產(chǎn)生主要是由組成物質(zhì)的內(nèi)部離子、基團的晶體場效應(yīng)或基團的振動效果引起的。各種礦物都有自己獨特的電磁輻射,利用波譜儀對野外采樣進行光譜曲線測量,根據(jù)實測光譜與參考資料庫中的參考光譜進行對比,可以確定出樣品的吸收谷,識別出礦物組合。根據(jù)曲線的吸收特征,選擇合適的圖像波段進行信息提取。
二、地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作中的幾點建議
在地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查工作的發(fā)展過程中,國家必須根據(jù)實際情況建立以市場需求為導(dǎo)向的宏觀調(diào)控機制,為地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查工作指明方向,促進地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查工作的發(fā)展。
2.1 完善地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查管理機制,培養(yǎng)創(chuàng)新人才
地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查工作的發(fā)展,與完善的管理制度是密切聯(lián)系的,只有完善的管理制度,才能夠有效地約束地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查人員的工作行為,提高地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查工作單位的整體素質(zhì),進而提高地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查工作的技術(shù)水平。同時還可以通過完善激勵制度與工資制度等,培養(yǎng)創(chuàng)新人才,進而提高地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查工作的創(chuàng)新能力。另外,完善的管理制度,還有利于提高地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查工作的效率。
2.2 各種地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查方法的綜合應(yīng)用
要從地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查手段綜合應(yīng)用的原則出發(fā),為了實現(xiàn)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作的發(fā)展,彌補各個地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查手段的不足,將各種手段綜合應(yīng)用起來,從而實現(xiàn)科學(xué)合理的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查。比如,在采用遙感技術(shù)地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查時,同時可以物理探測手段。
此外,國家需要構(gòu)建公益性質(zhì)的地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查工作服務(wù)機制,以明確限定公益地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查與商業(yè)地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查的界限,嚴禁占有使用礦產(chǎn)權(quán),提高市場的監(jiān)督力度,規(guī)范礦產(chǎn)市場。
結(jié)束語
總之,在地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘中,運用新的地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查方法(遙感技術(shù)),遙感技術(shù)具有很大的發(fā)展前景,新技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘中的廣泛應(yīng)用,為地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的發(fā)展起到一個良好的推動作用。
參考文獻:
[1]荊鳳,陳建平.礦化蝕變信息的遙感提取方法綜述[J].遙感信息,2009(08).
[2]趙玉靈.遙感礦產(chǎn)勘查模型的研究進展與評述[J].國土資源遙感,2011(11)
關(guān)鍵詞 遙感概論 教學(xué)策略 地理師范生
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
0 引言
遙感概論是系統(tǒng)介紹遙感技術(shù)系統(tǒng)基本原理和方法的基礎(chǔ)課程,其融合理論性、技術(shù)性和實踐性的特點,在我國高等教育中,不僅是地理科學(xué)、地理信息科學(xué)、測繪科學(xué)等學(xué)科專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程,同時,在地理師范生教學(xué)體系中,尤其在推行免費師范生教育政策的六所部屬高校的地理教學(xué)中,也是重要的基礎(chǔ)理論課程之一。
隨著我國對專業(yè)教師培養(yǎng)力度的加大,高等教育地理師范專業(yè)的培養(yǎng)方案趨于科學(xué)和規(guī)范。作為培養(yǎng)方案中的基礎(chǔ)課程,遙感概論課程成為越來越多的地理師范生要面對的課程,以筆者所在的陜西師范大學(xué)旅游與環(huán)境學(xué)院的地理免費師范生為例,每年約有250個地理師范生要學(xué)習(xí)該課程,不僅要學(xué),還要學(xué)好。然而,在該課程的實踐教學(xué)過程中,由于地理師范專業(yè)的特殊性,筆者發(fā)現(xiàn)還存在諸多問題,極大地困擾著地理師范專業(yè)學(xué)生對遙感概論課程核心知識的理解與掌握,成為提高地理師范學(xué)科教育質(zhì)量所亟待解決的問題。
1 遙感概論課程的“教”與地理師范生在“學(xué)”中存在問題
按照地理師范生教學(xué)大綱要求,該門課程需要學(xué)生掌握遙感的基本概念和基礎(chǔ)理論,能力培養(yǎng)方面則要求了解并掌握遙感信息處理的基本原理和方法。然而,該學(xué)科是一門學(xué)科融合和交叉很強的學(xué)科,涉及測繪科學(xué)、空間信息科學(xué)、電子科學(xué)、物理學(xué)、計算機科學(xué)以及其他學(xué)科的相關(guān)知識。在針對師范生授課時,其教學(xué)內(nèi)容和授課方式有別于傳統(tǒng)的地理基礎(chǔ)課程,在實際課堂教學(xué)過程中,筆者發(fā)現(xiàn)在教與學(xué)之間,存在諸多矛盾,諸如:學(xué)科交叉融合所形成的知識點眾多與地理師范生基礎(chǔ)知識儲備不足的矛盾、學(xué)科知識體系與學(xué)生興趣點不對接的矛盾、遵從科研實踐案例引導(dǎo)教學(xué)還是遵從模式化課程體系引導(dǎo)教學(xué)的矛盾、海量遙感影像信息與單一課堂呈現(xiàn)模式的矛盾以及教學(xué)內(nèi)容與師范生工作實踐脫節(jié)的矛盾。
針對以上問題,筆者與學(xué)生積極互動交流,并通過抽樣調(diào)查的方式,總結(jié)出針對以上矛盾的可行性較強的解決方案,以供參考。
2 解決方案探討
2.1 深入淺出,教學(xué)初期避免提及過多專業(yè)術(shù)語
對于地理信息系統(tǒng)(GIS)專業(yè)學(xué)生而言,遙感概論課程的學(xué)習(xí)是建立在已經(jīng)接受地圖學(xué)、地理信息系統(tǒng)基本原理等基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上的,教師使用專業(yè)術(shù)語有助于提高教學(xué)效率和增加專業(yè)素養(yǎng)培訓(xùn)。然而,在面對地理師范專業(yè)學(xué)生教授遙感概論課程時,很多的GIS專業(yè)老師忽略了知識儲備層面上的差異,在教學(xué)初期,使用了大量的GIS行業(yè)術(shù)語,諸如:柵格數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)格式、解譯等師范專業(yè)學(xué)生在日常所接觸不多的術(shù)語,從而造成學(xué)生在知識理解上出現(xiàn)困難,產(chǎn)生學(xué)科交叉融合所形成的知識點眾多,與地理師范生基礎(chǔ)知識儲備不足的矛盾。在與學(xué)生溝通時,很多學(xué)生均提到這一矛盾。鑒于此,希望教師在該課程授課初期,盡量避免提及大量的GIS行業(yè)的專業(yè)術(shù)語,在不可避免提到時,應(yīng)盡量按照學(xué)生熟悉的理解方式,進行詳盡深入的闡釋,加強教學(xué)初期學(xué)生對專業(yè)術(shù)語的理解。調(diào)研結(jié)果顯示超過95%的學(xué)生認可該看法。
2.2 注重PBL(Problem Based Learning)教學(xué)模式的應(yīng)用,用實際問題激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
即使是GIS專業(yè)學(xué)生,在初次接觸遙感概論課程時,最渴望獲得解答的問題是遙感技術(shù)在實際生產(chǎn)生活應(yīng)用和科學(xué)研究活動中,能解決什么問題。這一問題在針對師范生授課時,更加突出。如果教師不能合理地將解決問題的方法和原理告知學(xué)生,學(xué)生會失去對該學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣,從而出現(xiàn)學(xué)科知識體系與學(xué)生興趣點不對接的矛盾。例如,對于地形起伏引起的像點位移問題,雖然經(jīng)過原理解析和幾何結(jié)算,但很多學(xué)生仍然存在困惑。筆者引入了在拍大頭照和照鏡子發(fā)現(xiàn)影像存在誤差的生活小細節(jié)進行類比,起到了很好的教學(xué)效果。調(diào)研結(jié)果顯示超過93%的學(xué)生認可該方法。
2.3 注重多媒體教學(xué)方法的使用,利用現(xiàn)代信息技術(shù)展示直觀的數(shù)字遙感成果
遙感技術(shù)作為GIS學(xué)科中的數(shù)據(jù)采集模塊,在教學(xué)過程中涉及大量的遙感影像數(shù)據(jù),例如對于高光譜遙感原理的講解,文字的描述顯得極為乏力。因此,傳統(tǒng)的教學(xué)手段不能很好地展示教學(xué)內(nèi)容,這就要求教師必須熟練使用現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段,通過數(shù)字化、全方位、立體化的展示,增加學(xué)生對遙感技術(shù)的理解和掌握。調(diào)研結(jié)果顯示,幾乎全部學(xué)生認可多媒體的使用。
2.4 注重科研反哺教學(xué)實踐,靈活使用科研項目引導(dǎo)課堂教學(xué)方法
教學(xué)實踐如若過分遵從模式化課程體系引導(dǎo),勢必會造成學(xué)生學(xué)習(xí)目的性喪失、盲從的結(jié)果。如果結(jié)合教師所從事的科研項目,按照科研項目引導(dǎo)教學(xué)的方式,在該課程教學(xué)中能收到很好的教學(xué)效果。筆者在實踐教學(xué)中,進行了初步實驗。針對在對歸一化植被指數(shù)(NDVI)講解時,結(jié)合自己的科研經(jīng)歷,向?qū)W生們詳細講解了如何利用該指數(shù)進行大規(guī)模的農(nóng)作物估產(chǎn),使學(xué)生認識到原理在實踐中的應(yīng)用,調(diào)研結(jié)果顯示,超過85%的學(xué)生對該方式接受或認可。
2.5 寓“教”于學(xué),注重學(xué)生教學(xué)技能的熏陶
地理師范生與GIS行業(yè)學(xué)生最大的不同,是大部分學(xué)生畢業(yè)后從事中小學(xué)的地理教學(xué)工作而非從事GIS工程或科研,從而產(chǎn)生教學(xué)內(nèi)容與師范生工作實踐脫節(jié)的問題。針對這一問題,筆者在課堂上嘗試盡可能利用遙感原理去解釋中學(xué)地理教材中的基本理論。例如,通過動態(tài)氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)監(jiān)測洋流變化、通過熱紅外影像解釋城市的熱島效應(yīng)等,盡可能地顧及師范生的工作實踐需求。調(diào)研結(jié)果顯示,超過90%的學(xué)生對該方式接受或認可。
項目來源:中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金資助項目(GK 201102012);江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項目
參考文獻
[1] 張國偉,賴紹聰.深化地學(xué)教學(xué)改革的探討[J].中國大學(xué)教學(xué),2009.12.
[2] 汪閩,湯國安.高校地理信息系統(tǒng)專業(yè)“空間數(shù)據(jù)挖掘”本科教學(xué)初探[J].高等理科教育,2009.6.
關(guān)鍵詞 旱情;遙感;監(jiān)測方法;遼寧省
中圖分類號 TP79 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2013)10-0201-01
遼寧省旱災(zāi)頻繁發(fā)生,且呈現(xiàn)出發(fā)生頻率高、波及范圍廣、危害程度重等特點[1]。遼寧省受旱地區(qū)主要集中在遼西的朝陽、阜新、錦州和葫蘆島4市,而近些年來遼寧的北部、中部以及南部的部分地區(qū)也時常受到旱災(zāi)的影響,旱災(zāi)的波及范圍明顯擴大。旱災(zāi)造成了糧食的減產(chǎn)以至絕收,嚴重地威脅著糧食安全,對經(jīng)濟、社會和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展也造成了嚴重的影響。
目前,旱情監(jiān)測主要是氣象和水利部門通過建設(shè)監(jiān)測站點,進而獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)來實現(xiàn)旱情監(jiān)測。用于監(jiān)測的方法主要有土壤墑情法、降水距平法、連續(xù)無雨日數(shù)法、Z指數(shù)法等?,F(xiàn)有方法強調(diào)了誘發(fā)干旱發(fā)生的主導(dǎo)因子(土壤水分和降水量)在旱情監(jiān)測中的重要作用,在一定時間尺度(旬、月、年)和局部小區(qū)域(監(jiān)測點周圍)的旱情監(jiān)測上具有較大的優(yōu)勢。然而,在抗旱減災(zāi)的實際工作中,決策者更需要掌握旱情的發(fā)展變化趨勢以及旱情的區(qū)域分布情況。遙感技術(shù)出現(xiàn)至今,在解決時空二維尺度問題上具有顯著的優(yōu)勢。目前,已經(jīng)建立了各種旱情監(jiān)測方法,如熱慣量法、蒸散法、植被指數(shù)法、微波法等[2],并結(jié)合實際推動了這些方法在不同尺度上(全球、區(qū)域等)的應(yīng)用。因此,依托遙感技術(shù)建立適合遼寧省實際情況的旱情監(jiān)測方法具有重要的意義。
1 研究內(nèi)容
以遼寧省抗旱規(guī)劃為指導(dǎo)依據(jù),以旱情等級標準(SL424-2008)為指導(dǎo)規(guī)范[3],充分挖掘現(xiàn)有遙感數(shù)據(jù)和遙感方法的優(yōu)勢,并結(jié)合遼寧省實際情況,確定一套針對遼寧省實際情況的旱情監(jiān)測方法,為今后遼寧省抗旱減災(zāi)策略的制定提供科學(xué)依據(jù)。
1.1 確定遙感數(shù)據(jù)源
遙感數(shù)據(jù)具有在時空二維空間揭示旱情發(fā)展變化的重要作用,然而遙感數(shù)據(jù)類型多樣,有不同空間分辨率的影像,有高光譜影像、雷達影像等,選取合適的遙感數(shù)據(jù)是實現(xiàn)遼寧省旱情遙感監(jiān)測的基礎(chǔ)。結(jié)合遼寧省旱情實際情況,選取遙感數(shù)據(jù)需要考慮以下幾個方面因素:一是為了實現(xiàn)遼寧省的旱情遙感監(jiān)測,所選取的數(shù)據(jù)需要覆蓋遼寧省全境;二是為了實現(xiàn)對旱情發(fā)生以及發(fā)展變化的監(jiān)測,所選取的數(shù)據(jù)需要具有較高的時間分辨率;三是土壤墑情的充沛與否是引發(fā)旱情的主要原因,為了反演土壤墑情,所選取的數(shù)據(jù)需要具有較高的光譜分辨率。由此可見,對比分析滿足上述條件的遙感數(shù)據(jù)成為旱情遙感監(jiān)測的重要研究內(nèi)容之一。
1.2 確定旱情監(jiān)測時間
確定旱情監(jiān)測時間既可以快速有效地撲捉到旱情的發(fā)生,又可以盡最大可能地降低工作量。旱情監(jiān)測時間的確定主要需要考慮旱情發(fā)生的季節(jié)性。這是確定數(shù)據(jù)源后亟待解決的又一研究內(nèi)容。
1.3 確定旱情監(jiān)測方法
目前,常用于旱情遙感監(jiān)測的方法包括熱慣量法、植被指數(shù)法、蒸散法、微波法等,各方法有不同的條件限制和適用性,不同區(qū)域應(yīng)該根據(jù)自身特點選擇上述不同方法。由此可見,確定監(jiān)測方法需要以下內(nèi)容:一是現(xiàn)有方法的適用條件;二是監(jiān)測對象;三是監(jiān)測對象的特性。據(jù)旱情監(jiān)測方法的適應(yīng)性和特點,結(jié)合全省旱情實際,依托遙感技術(shù),探索適合當(dāng)?shù)氐暮登榈燃壉O(jiān)測方法是旱情監(jiān)測的重要內(nèi)容。
2 研究方法
MODIS是當(dāng)前世界上新一代“圖譜合一”的光學(xué)遙感儀器,具有較高的光譜分辨率、時間分辨率和多空間分辨率。該數(shù)據(jù)具有36個光譜通道,分布在0.4~1.4 μm的電磁波譜范圍內(nèi)??臻g分辨率分別為250、500、1 000 m,掃描寬度為2 330 km。在對地觀測過程中,每日或每兩日可以獲取一次全球觀測數(shù)據(jù),具有較高的時間分辨率[4]。該數(shù)據(jù)三幅(H26V04、H27V04、H27V05)即可以覆蓋遼寧省全境,每天最多可以獲取4次數(shù)據(jù),其相關(guān)波段可以反演土壤墑情。因此,選取MODIS數(shù)據(jù)作為遼寧省旱情遙感監(jiān)測的數(shù)據(jù)源。
受降水量年內(nèi)分布不均衡的影響,遼寧省干旱的發(fā)生呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)性。春旱發(fā)生頻率最高,占干旱總年數(shù)的50%~60%;夏旱發(fā)生頻率次之,占干旱總年數(shù)的20%~30%;秋旱發(fā)生頻率最低,占干旱總年數(shù)的15%~20%;有時還有春夏旱、夏秋旱乃至春夏秋連旱的現(xiàn)象。由此可見,系統(tǒng)分析以往旱情發(fā)生的時間,將春、夏、秋3季(即3—10月)作為旱情監(jiān)測時間。
遼寧省旱情監(jiān)測的主要對象為地表植被,尤其以農(nóng)作物為主。在監(jiān)測時間內(nèi)(3—10月),作物隨著物候期的變化地表植被覆蓋度呈現(xiàn)出規(guī)律性變化。在3—5月內(nèi),農(nóng)作物以播種、苗期為主,植被覆蓋度較低;在6—10月內(nèi),農(nóng)作物以拔節(jié)、抽穗等為主,植被覆蓋度較高。針對此種情況,不同時期選取了不同的研究方法(表1)[5]。
表觀熱慣量模型(ATI):熱慣量是物質(zhì)對溫度變化熱反應(yīng)的一種度量,反映了物質(zhì)與周圍環(huán)境能量交換的能力,能夠反映物質(zhì)阻止熱變化能力的大小。不同物質(zhì)熱慣量存在較大的差異,通常熱慣量高的物體比熱慣量低的物體,其溫度變化的幅度相對較小。這就是運用熱慣量監(jiān)測土壤濕度的理論基礎(chǔ)[6]。在實際應(yīng)用時,常用表觀熱慣量模型(ATI)來代替熱慣量模型,具體換算公式為:
ATI=■
式中,Td—白天地表溫度;Tn—夜晚地表溫度;A—全波段反照率。
地表溫度植被指數(shù)斜率法(LST/NDVI):植被指數(shù)(NDVI)與地表溫度(LST)之間存在著顯著的負相關(guān)關(guān)系,LST/NDVI直線斜率反映了土壤濕度狀況,LST/NDVI直線斜率越小表征土壤濕度越大,LST/NDVI直線斜率越大表征土壤濕度越小,這就是運用地表溫度植被指數(shù)斜率法監(jiān)測土壤濕度的理論基礎(chǔ)。植被指數(shù)與地表溫度特征空間是由一組LST/NDVI直線構(gòu)成的,這些LST/NDVI直線表示土壤濕度的有效性等值線,即直線上每個像元的土壤濕度相等。水平的直線為濕邊,斜率最大的直線為干邊。當(dāng)LST/NDVI特征空間達到理想情況時,即研究區(qū)域足夠大,包括裸土到密閉冠層、干旱到濕潤的各種土壤水分狀況,濕邊上的土壤濕度為田間持水量,干邊的土壤濕度理論極限值為零。當(dāng)LST/NDVI特征空間達不到理想情況時,濕邊上的土壤濕度小于田間持水量,僅表示當(dāng)前情況下土壤濕度的最大值;干邊的土壤濕度大于零,僅表示當(dāng)前情況下土壤濕度的最小值[7]。
LST/NDVI直線斜率的計算公式為:
σ=LST/NDVI
式中,σ—LST/NDVI直線斜率;LST—陸地表面溫度;NDVI—歸一化植被指數(shù)。依此設(shè)計的技術(shù)路線如圖1所示。
3 結(jié)果與分析
將上述技術(shù)路線用計算機編程語言實現(xiàn)旱情遙感監(jiān)測功能,旱情遙感監(jiān)測模塊如圖2所示。其中,數(shù)據(jù)下載工具用于從美國宇航局(NASA)下載MODIS數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)拼接與投影轉(zhuǎn)換工具利用MODIS TOOL工具對下載的MODIS數(shù)據(jù)進行拼接及投影轉(zhuǎn)換,預(yù)處理工具用于對拼接轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進行定標、剪切等處理,表觀熱慣量工具用于反演3—5月的土壤墑情信息,地表溫度植被指數(shù)斜率法工具用于反演3—5月的土壤濕度信息,旱情等級監(jiān)測結(jié)果工具用于將土壤濕度信息按照旱情等級標準進行分級獲取旱情等級結(jié)果。
2009年遼寧省發(fā)生了嚴重的旱災(zāi),利用上述模塊對此旱災(zāi)進行監(jiān)測,反演結(jié)果表明,該文建立的遼寧省旱情遙感監(jiān)測方法可以應(yīng)用于旱情監(jiān)測工作中,并能真實地在時空尺度上反映旱情的發(fā)生以及發(fā)展變化規(guī)律。
4 參考文獻
[1] 趙錫鋼.遼寧省干旱災(zāi)害分析及減災(zāi)對策[J].東北水利水電,2008(4):65-68.
[2] 李紀人.旱情遙感監(jiān)測方法及其進展[J].水文,2001,21(4):15-17.
[3] 中華人民共和國水利部.中華人民共和國水利行業(yè)標準旱情等級標準:SL424-2008[S].北京:中國水利水電出版社,2009.
[4] 劉玉潔,楊忠東.MODIS遙感信息處理原理與算法[M].北京:氣象出版社,2001.
[5] 董婷婷,孫浩,陳麗娟,等.遼寧省旱情監(jiān)測與評估系統(tǒng)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,29(26):16024-16026.
關(guān)鍵詞:3S技術(shù);遙感估產(chǎn);小麥;估產(chǎn)精度;估產(chǎn)模型;NDVI
中圖分類號: F061.1 文獻標識碼:A DOI 編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2014.11.016
農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ),這決定了農(nóng)業(yè)是糧食安全和經(jīng)濟安全的基礎(chǔ)。利用農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)可以建立城市糧食安全系統(tǒng),科學(xué)地指導(dǎo)糧食生產(chǎn),估測糧食產(chǎn)量,對可能發(fā)生的問題及時提供解決方案,能夠有效地提高城市可持續(xù)發(fā)展水平。張家港市是一個以農(nóng)業(yè)為主的新興城市,在進入21世紀的前10年,張家港市處于快速的農(nóng)村城市化階段[1]。隨著城市化發(fā)展,人民生活水平有了較大幅度改善,但也帶來了諸多生態(tài)環(huán)境問題。農(nóng)業(yè)用地不斷萎縮,糧食安全問題直接影響著張家港市的可持續(xù)發(fā)展。因此動態(tài)地大面積監(jiān)測農(nóng)作物長勢和種植面積,科學(xué)準確地預(yù)報農(nóng)作物的產(chǎn)量等活動,對張家港市合理利用耕地資源、控制耕地面積進一步減少,對張家港市各部門制定糧食調(diào)配計劃,對確保張家港市糧食安全可持續(xù)發(fā)展,為張家港市進行農(nóng)業(yè)決策提供及時、準確直觀的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)信息管理平臺都具有重大意義。
近幾十年來,遙感技術(shù)快速發(fā)展,尤其是近年來基于3S技術(shù)的估產(chǎn)方法,為農(nóng)作物長勢的大面積動態(tài)監(jiān)測、準確定位種植面積、預(yù)報農(nóng)作物產(chǎn)量,提供了一個全新的研究手段和創(chuàng)新平臺[2-14]。利用3S技術(shù)進行農(nóng)作物估產(chǎn)與利用非遙感的傳統(tǒng)估產(chǎn)模式相比,如農(nóng)學(xué)估產(chǎn)模式、氣象估產(chǎn)模式、統(tǒng)計估產(chǎn)模式[15],能避開很多復(fù)雜的中間過程,如影響產(chǎn)量的氣候條件[16]、病蟲害、水肥等,以及農(nóng)學(xué)參數(shù)與產(chǎn)量的大量抽樣和統(tǒng)計計算,從而用遙感資料與農(nóng)作物產(chǎn)量建立直接的關(guān)系模型。遙感技術(shù)能夠準確、定量、高效、宏觀地評價農(nóng)作物產(chǎn)量變化情況[17]。因此,3S估產(chǎn)技術(shù)與其它估產(chǎn)技術(shù)相比,有著更為廣闊的技術(shù)優(yōu)勢。為此,得到了各國、各地區(qū)的廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展。
國際上,農(nóng)作物產(chǎn)量的估測始于20世紀初,首先從小麥開始。20世紀70年代,美國國家航空航天局(NASA)、農(nóng)業(yè)部(USDA) 、國家海洋大氣局(NOAA)利用遙感技術(shù)聯(lián)合制定并開展“大面積作物調(diào)查試驗”計劃(LACIE),對世界主要小麥產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)力進行估算試驗,精度達90%以上。歐盟利用NDVI與土地覆蓋集成和小樣方方法,建立了農(nóng)作物估測系統(tǒng),用于實施歐盟區(qū)的共同農(nóng)業(yè)政策。前蘇聯(lián)、法國、德國、澳大利亞、加拿大、巴西、阿根毛廷、印度、日本、泰國等也開展了對一些主要農(nóng)作物的遙感估產(chǎn)研究[18-20]。我國從20世紀80年代開始,首先以小麥為研究對象,進行糧食作物遙感估產(chǎn)的研究。“七五”期間,國家氣象局開展了北方11省市冬小麥長勢監(jiān)測和產(chǎn)量預(yù)測研究,江蘇省農(nóng)科院、福建省氣象科學(xué)研究所等對相關(guān)地區(qū)進行了水稻監(jiān)測和估產(chǎn)。此后數(shù)十年,我國農(nóng)作物遙感估產(chǎn)研究快速發(fā)展,全國不同研究院所對不同農(nóng)作物進行了大面積動態(tài)地長勢監(jiān)測和估產(chǎn),陸續(xù)建立了一系列農(nóng)作物估產(chǎn)模型,精度不斷提高[21],主要可以歸納為3類遙感估產(chǎn)模式[22]:“光譜信息―植被指數(shù)―長勢信息―產(chǎn)量”模式[23];“光譜―水分與氮素―產(chǎn)量”模式[24];“光譜信息―植被指數(shù)―長勢信息―生長模型―產(chǎn)量”模式[25]。此外,農(nóng)作物遙感估產(chǎn)中引入了一些新技術(shù)和方法,如楊小喚[26]將灰色理論方法用于小麥的遙感估產(chǎn)中;白銳崢[27]、劉婷等[28]研究了基于3S技術(shù)的小麥估產(chǎn)方法。
筆者基于張家港市2005―2008年的TM5影像和IRS-P6影像資料,采用NDVI值比較區(qū)分法,利用3S技術(shù)定量估測了張家港市8鎮(zhèn)1區(qū)2005―2008年的小麥生產(chǎn)力,建立小麥單產(chǎn)估產(chǎn)模型,同時進行地面小麥生產(chǎn)力統(tǒng)計,并做了精度分析與校正。實現(xiàn)了利用3S技術(shù)快速、準確、客觀估測張家港市小麥生產(chǎn)力的目標,可為張家港市將來發(fā)展精細農(nóng)業(yè)和實現(xiàn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)管理科學(xué)化、定量化,提供理論依據(jù)和新技術(shù)創(chuàng)新平臺。
1 材料和方法
1.1 研究地概況
江蘇省張家港市地處北緯31°43′~32°02′,東經(jīng)120°21′~120°52′,位于長江下游南岸,江蘇省東南部,為蘇州市下轄縣級市,也是長江和沿海兩大經(jīng)濟帶交匯處的新興港口工業(yè)城市,2012年戶籍總?cè)丝?1.02萬。全市總面積998.48 km2,其中,陸地面積785.55 km2。陸地東西最大直線距離44.58 km,南北最大直線距離為33.71 km。北寬南窄,呈倒三角形。地勢低平,土地肥沃。全年平均氣溫16.5 ℃,歷年平均降水量1 050.5 mm,屬亞熱帶季風(fēng)氣候。張家港市是蘇州稻麥一年三熟和晚稻、小麥、油菜一年兩熟、小麥、油菜一年兩熟并重的栽培區(qū),其中主要種植的作物包括小麥、水稻、油菜和棉花等[29]。張家港市下轄8鎮(zhèn)1區(qū),其縣政府位于楊舍鎮(zhèn),同時該鎮(zhèn)也是張家港市區(qū)所在地。
1.2 主要技術(shù)路線
利用3S技術(shù),以農(nóng)業(yè)系統(tǒng)管理工程理論為指導(dǎo),實現(xiàn)ETM信息與MODIS信息及不同時相“天地”資料的疊加分析?;谵r(nóng)作物遙感綠度值,即歸一化植被指數(shù)NDVI(Normalized difference vegetation index)、垂直植被指數(shù)PVI(Perpendicular vegetation index)和比值植被指數(shù)RVI(Ratio vegetation index),不同生育期產(chǎn)量資料與植被蓋度的相關(guān)性,通過農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的產(chǎn)量趨勢分析,和不同種類的農(nóng)作物識別、分層、播種面積提取方法研究,分析農(nóng)作物生長、遙感動態(tài)監(jiān)測農(nóng)作物長勢。加工與處理空間數(shù)據(jù)和制作圖件,進而在地面調(diào)查統(tǒng)計和遙感資料數(shù)據(jù)信息處理的交互方式下,構(gòu)建可運行決策支持系統(tǒng)及各類農(nóng)作物單產(chǎn)估測模型,科學(xué)準確地、動態(tài)地大面積估測江蘇省張家港市小麥的生產(chǎn)力[2-8]。
1.3 遙感資料數(shù)據(jù)處理
購買張家港市2005年3月23日TM5影像,2005年9月29日IRS-P6影像,2006年5月3日IRS-P6影像,2006年9月18日TM5影像,2007年1月24日TM5影像,2008年5月2日TM5影像和2008年7月5日TM5影像(購買于中國科學(xué)院對地觀測中心)。時間分辨率小于20 d,空間分辨率小于30 m。用ERDAS8.7軟件將這些遙感信息源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成IMAGE格式,以便于ERDAS識別。為了對遙感影像進行地理校正和投影坐標類型的轉(zhuǎn)換,我們從張家港市國土資源局獲取2004年、2005年、2006年和2007年的土地利用圖。所有遙感影像及土地利用圖均采用UTM-WGS84坐標系。利用了國際上使用較多,發(fā)展較為成熟的6S模型(Second simulation of the satellite signal in the solar spectrum)對各時期遙感圖片進行大氣輻射校正。
1.4 利用3S技術(shù)估測小麥種植面積
1.4.1 小麥種植面積提取 本研究基于兩景衛(wèi)星圖片資料逐步疊加,逐步限制,利用監(jiān)督分類法提取小麥種植面積。本研究將土地利用圖和遙感影像圖進行疊加分析,首先除去非農(nóng)業(yè)用地,然后再進行非監(jiān)督分類[30],最后根據(jù)實際地面樣帶調(diào)查的解譯標志進行目視解譯,基本可以去除小麥農(nóng)田中的非植被用地。
1.4.2 精度驗證 為了確定實際的土地利用狀況,以便驗證遙感估測小麥面積的精度,在小麥的生長期內(nèi),利用張家港市土地利用圖和GPS,合理布設(shè)若干條樣條,調(diào)查土地利用圖上的農(nóng)田地區(qū),準確地對較大面積的農(nóng)田地塊進行定位,以用作監(jiān)督分類中的訓(xùn)練樣本、檢測樣本和非監(jiān)督分類中的檢測樣本。
1.5 利用3S技術(shù)建立小麥單產(chǎn)估測模型
1.5.1 小麥單產(chǎn)監(jiān)測樣區(qū)布置 依據(jù)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)小麥種植條件、生態(tài)環(huán)境和隨機均勻性,選取面積大小1 hm2的小麥監(jiān)測樣區(qū)22個。利用土地利用圖和GPS對樣區(qū)進行準確定位,在小麥成熟時,每個樣區(qū)隨機采集2~5個采樣點(每點1 m2)對樣地進行單產(chǎn)調(diào)查。當(dāng)小麥收割后,調(diào)查每塊樣地的實際總產(chǎn)量數(shù)據(jù),用于對實際產(chǎn)量的校正和精度驗證。
1.5.2 小麥單產(chǎn)估測模型建立 筆者主要以與小麥產(chǎn)量相關(guān)性較好的生長期[30]的衛(wèi)片資料為基礎(chǔ),建立關(guān)鍵生育期的小麥單產(chǎn)的遙感(植被指數(shù)形式)估測模型。因為利用小麥抽穗期前后的遙感資料建立產(chǎn)量模型精度最高,綜合考慮實際天氣狀況、遙感影像接收情況和張家港市小麥的物候期,本試驗選取最佳的小麥產(chǎn)量估測的時相為3月底―5月初。分析遙感資料,提取小麥相應(yīng)生育期的NDVI和地面實際統(tǒng)計產(chǎn)量,建立地面產(chǎn)量與NDVI間的相關(guān)模型。
1.5.3 精度分析與校正 對張家港市2005―2008年小麥單產(chǎn)與NDVI進行相關(guān)性分析,進而建立各時期小麥的單產(chǎn)估測模型。將不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)的布點數(shù)據(jù)分為兩組,一組用于建立單產(chǎn)估產(chǎn)模型,另一組用于對模型進行驗證。
1.6 數(shù)據(jù)處理與分析
本試驗遙感資料數(shù)據(jù)用ERDAS8.7軟件和ArcGIS9.0軟件提取處理和分析,試驗數(shù)據(jù)用Excel2007軟件進行統(tǒng)計處理和圖表制作、SPSS Statistics 17軟件進行統(tǒng)計處理后進行ANOVA單因素多重差異分析,均值差的顯著性水平為0.05。
2 結(jié)果與分析
2.1 利用3S技術(shù)估測小麥實際種植面積的結(jié)果與分析
根據(jù)地面樣線調(diào)查所選定的檢測樣本對最終分類結(jié)果精度作進一步分析,結(jié)果表明,張家港市2005年小麥耕種面積為1.43萬hm2;2006年小麥耕種面積為1.63萬hm2;2007年小麥耕種面積為2.06萬hm2;2008年小麥耕種面積為2.07萬hm2。總體上小麥平均分類精度為94%。
總體上,張家港地區(qū)小麥遙感估測面積和地面調(diào)查面積的差異為3.51%,即小麥遙感估測面積與地面統(tǒng)計面積相比為97.6%。對于不同的鄉(xiāng)鎮(zhèn),遙感估測面積和地面調(diào)查面積間的差異性表現(xiàn)出了較大的變動,差異較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)達到了30%,如就平均結(jié)果來看,面積比率最大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為大興鎮(zhèn)和常陰沙,其面積比率分別為34.08%和26.68%。
2.2 利用3S技術(shù)估測小麥單產(chǎn)的結(jié)果與分析
其中,估測2005年小麥平均單產(chǎn)為20.5 kg?hm-2;估測2006年小麥平均單產(chǎn)為24.03 kg?hm-2;估測2007年小麥平均單產(chǎn)為20.32 kg?hm-2;估測2008年小麥平均單產(chǎn)為22.81 kg?hm-2。從整個張家港地區(qū)來看,遙感估測單產(chǎn)和地面調(diào)查單產(chǎn)差異小于10%,即估產(chǎn)精度大于90%,其中,2007與2008年小麥差異分別為-7.72%和5.19%。遙感估產(chǎn)小麥平均精度為93.55%,能夠滿足估測所需要的精度。
2.3 小麥總產(chǎn)量遙感估測的結(jié)果與分析
根據(jù)單產(chǎn)估測模型與估測的小麥的種植面積,可以計算出張家港市不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)的總產(chǎn)情況。表中:A為土地總面積,AY為遙測小麥面積,AD為地面統(tǒng)計小麥面積,MYd為遙測小麥單產(chǎn),MDd為地面統(tǒng)計小麥平均單產(chǎn),MYz為遙測小麥總產(chǎn),MDz為地面統(tǒng)計小麥總產(chǎn),AR為面積比率,MdR為單產(chǎn)比率,MzR為總產(chǎn)比率。部分計算公式為:面積比率=(遙測面積-地面統(tǒng)計面積)/地面統(tǒng)計面積×100%,單產(chǎn)比率=(遙測單產(chǎn)-地面統(tǒng)計單產(chǎn))/地面統(tǒng)計單產(chǎn)×100%,總產(chǎn)比率=(遙測總產(chǎn)-地面統(tǒng)計總產(chǎn))/地面統(tǒng)計總產(chǎn)×100%。
筆者對利用3S技術(shù)估測的小麥總產(chǎn)數(shù)據(jù)和張家港市統(tǒng)計局的官方統(tǒng)計資料數(shù)據(jù)作對比與分析研究。2005年遙感估測小麥張家港市總產(chǎn)為65 463 t,差異為1.11%;2006年遙感估測小麥張家港市總產(chǎn)為88 012 t,差異為1.74%;2007年遙感估測小麥張家港市總產(chǎn)為94 334 t,差異為-6.57%。2008年遙感估測小麥張家港市總產(chǎn)為105 881 t,差異為7.66%。但對于不同的鄉(xiāng)鎮(zhèn),變異較大,如大興鎮(zhèn),2008年小麥總產(chǎn)比率為49.26%。這表明,利用3S技術(shù)進行遙感估測值與地面統(tǒng)計值間差異不大。
小麥的估產(chǎn)存在一定誤差的可能原因是,本研究的小麥單產(chǎn)模型是基于小麥生育期內(nèi)遙感資料信息和地面實際調(diào)查指標間的關(guān)聯(lián)性實現(xiàn)的,模型的經(jīng)驗性較強,在張家港市不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)和不同年份的適用性不同。此外,經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),原標記為農(nóng)田的地塊,當(dāng)前的可能利用類型有多種,如上半年可能為小麥、油菜、菜地、林地、塑料大棚,甚至是建筑用地,而下半年可能為小麥、棉花、菜地、玉米、大豆、林地、塑料大棚等。
2.4 小麥總產(chǎn)量多年變化的趨勢分析
3 結(jié) 論
(1)小麥種植面積的精確估算,會直接影響到小麥產(chǎn)量估測的精度。在研究中,為了區(qū)分不同作物,筆者使用小麥不同時相的遙感圖像,利用反射光譜明顯差異的特點對遙感圖像進行處理。此外,利用了NDVI值比較區(qū)分法將與小麥生育期相近的作物,如油菜等作物類型有效地區(qū)分開來。
(2)2005年小麥耕種面積為1.43萬hm2,2006年小麥耕種面積為1.63萬hm2,2007年小麥耕種面積為2.06萬hm2;2008年小麥耕種面積為2.07萬hm2。從整個張家港地區(qū)來看,估測小麥種植面積的精度為97.6%。
(3)遙測小麥平均單產(chǎn)2005年為4 612.5 kg?hm-2,2006年為5 407.5 kg?hm-2,2007為4 572 kg?hm-2,2008年為5 116.5 kg?hm-2,從整個張家港地區(qū)來看,遙感估測單產(chǎn)和地面調(diào)查單產(chǎn)差異小于10%,即估產(chǎn)精度大于90%;其中,2007與2008年小麥差異分別為-7.72%和5.19%;遙感估產(chǎn)小麥平均精度為93.55%。
(4)基于4年遙感數(shù)據(jù)所獲取的張家港市小麥總產(chǎn)量的變化情況建立模型,可以估測出張家港市城市化發(fā)展對當(dāng)?shù)匦←湽┬杵胶獾挠绊懖淮?,小麥總產(chǎn)量仍然呈現(xiàn)上升趨勢,而耕作面積相對比較穩(wěn)定。
本研究采用高分辨率影像遙感資料,結(jié)合GPS輔以土地利用圖對樣區(qū)進行準確定位,并進行估產(chǎn)研究,大大提高小麥生產(chǎn)力遙感估測的精度。總之,做好農(nóng)作物遙感估產(chǎn)的研究,進一步提高估產(chǎn)精度,對張家港市農(nóng)業(yè)部門制定生產(chǎn)管理決策和糧食的宏觀調(diào)控都具有重要意義。
參考文獻:
[1] 干曉宇, 周波, 李建龍, 等. 張家港市不同城市化階段的城市景觀格局響應(yīng)及驅(qū)動力分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2011, 39(33): 20 641-20 645.
[2] 國土資源部遙感中心.第二次全國土地調(diào)查總體方案[R]. 北京:國土資源部遙感中心, 2007:1-8.
[3] 全斌, 楊肖琪, 劉紹鴻, 等. 漳州市土地覆被變化的遙感動態(tài)監(jiān)測及驅(qū)動力分析[J]. 水土保持研究, 2005, 12(3): 154-157.
[4]李述, 劉勇. 基于多特征的遙感影像土地利用/覆蓋分類:以騰格里沙漠東南邊緣地區(qū)為例[J]. 遙感技術(shù)與應(yīng)用, 2006, 21(2): 154-158.
[5]張寶雷, 宋孟強, 周萬村. GIS支持下三峽庫區(qū)主要地類自動分類方法研究[J]. 遙感技術(shù)與應(yīng)用, 2006, 21(1): 71-76.
[6] 韓春建, 吳克寧, 馮新偉, 等. 基于“3S”技術(shù)的縣級土地利用現(xiàn)狀更新調(diào)查[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報, 2006, 22(8): 560-564.
[7]位欣, 陳翠芳, 陳華. 城市土地利用變化及其驅(qū)動力分析[J]. 資源環(huán)境與工程, 2006, 20(4) :482-486.
[8]張海龍, 蔣建軍, 解修平, 等. 近25年來西安地區(qū)土地利用變化及驅(qū)動力研究[J]. 資源科學(xué), 2006, 28(4): 71-77.
[9] 何丹, 刁承泰. 重慶江津市土地利用變化及社會驅(qū)動力分析[J]. 水土保持研究, 2006, 13(2): 24-26,41.
[10] 粟正剛, 陳金泉, 郭世珠. 贛州市章貢區(qū)土地利用數(shù)據(jù)庫建設(shè)[J]. 江西測繪, 2006 (3): 4-5,9.
[11] 劉海啟. 美國農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀簡介[J]. 國土資源遙感, 1997 (3): 56-60.
[12]許文波, 田亦陳. 作物種植面積遙感提取方法的研究進展[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2005, 20(1): 94-98.
[13]馮美臣, 楊武德. 小麥遙感估產(chǎn)研究進展與發(fā)展趨勢[J]. 作物研究, 2005 (4): 251-254.
[14] 王振中. 3S技術(shù)集成及其在土地管理中的應(yīng)用[J]. 測繪科學(xué), 2005, 30(4): 62-64.
[15]王人潮, 王坷, 沈掌泉, 等. 水稻單產(chǎn)遙感估測建模研究[J]. 遙感學(xué)報, 1998, 2(2): 119-124.
[16]肖乾廣, 周嗣松, 陳維英, 等. 用氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)對冬小麥進行估產(chǎn)的試驗[J]. 環(huán)境遙感, 1986, 1(4): 260-269.
[17]馮偉, 朱艷, 田永超, 等. 基于高光譜遙感的小麥籽粒產(chǎn)量預(yù)測模型研究[J]. 麥類作物學(xué)報, 2007, 27(6): 1 076-1 084.
[18]陳述彭. 遙感應(yīng)用[M]. 北京: 科學(xué)技術(shù)出版社, 1990:20-32.
[19]MacDonald R B, Hall F G. Global crop forecasting[J]. Science, 1980, 208(4 445): 670-679.
[20] 陳水森. 基于波譜庫的作物純像元識別與種植面積遙感估算[D].北京: 中國科學(xué)院, 2005: 12-19.
[21] 李佛琳, 李本遜, 曹衛(wèi)星. 作物遙感估產(chǎn)的現(xiàn)狀及其展望[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2005, 20(5): 680-684.
[22] 李衛(wèi)國, 李正金, 申雙和. 小麥遙感估產(chǎn)研究現(xiàn)狀及趨勢分析[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2009 (2): 6-7.
[23] 任建強,陳仲新,唐華俊.基于MODIS-NDVI的區(qū)域冬小麥遙感估產(chǎn)――以山東省濟寧市為例[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報, 2006, 17(12):2 371-2 375.
[24] 馮偉,朱艷,田永超,等.基于高光譜遙感的小麥籽粒產(chǎn)量預(yù)測模型研究[J].麥類作物學(xué)報,2007,27(6):1 076-1 084.
[25] 李衛(wèi)國,王紀華,趙春江,等.基于遙感信息和產(chǎn)量形成過程的小麥估產(chǎn)模型[J].麥類作物學(xué)報,2007,27(5):904-907.
[26] 楊小喚. 冬小麥遙感估產(chǎn)的灰色理論方法探討[J]. 遙感技術(shù)與研究, 1991, 6(1): 2-8.
[27] 白銳崢. 3S系統(tǒng)支持下的山西省冬小麥估產(chǎn)方法研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃, 2002, 23(2): 54-56.
[28] 劉婷, 任銀玲, 楊春華. ”3S”技術(shù)在河南省冬小麥遙感估產(chǎn)中的應(yīng)用研究[J]. 河南科學(xué), 2001, 19(4): 429-432.