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低空遥感结合卫星影像的河道流量反演

干旱区地理 2023年第3期46卷 385-396页

作者：姜磊鹏丁建丽包青岭葛翔宇刘景明王瑾杰新疆大学地理与遥感科学学院新疆乌鲁木齐830046 新疆大学绿洲生态重点实验室新疆乌鲁木齐830046 新疆智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室新疆乌鲁木齐830046

中小型河流的径流量精准监测对干旱区生态稳定具有重要意义。然而中小型河流流量遥感精准反演存在困难。以新疆尼勒克县境内的喀什河种峰场河段为例,基于关系拟合法,依据实测水文数据、无人机数据和卫星数据,构建河宽、水深与流量之间... 详细信息

中小型河流的径流量精准监测对干旱区生态稳定具有重要意义。然而中小型河流流量遥感精准反演存在困难。以新疆尼勒克县境内的喀什河种峰场河段为例,基于关系拟合法,依据实测水文数据、无人机数据和卫星数据,构建河宽、水深与流量之间幂函数关系模型,并利用卫星数据的时序性,反演监测河段24次不同时期的径流量。反演结果表明:当径流量为0~50 m^(3)·s^(-1)和50~100 m^(3)·s^(-1)时,基于河宽的水力几何形态径流量反演效果最优,均方根误差(RMSE)分别为7.15 m^(3)·s^(-1)和2.81 m^(3)·s^(-1);当径流量为100~200 m^(3)·s^(-1)和>200 m^(3)·s^(-1)时,基于水深和河宽的水力几何形态径流量反演效果最佳,RMSE分别为13.37 m^(3)·s^(-1)和1.06 m^(3)·s^(-1)。研究结果可为水文资料缺乏区的中小型河流径流精细化监测与管理提供一种新方法,也对洪流灾害预测、水能资源开发与水生态系统修复具有较高的参考价值。

关键词：无人机遥感 Sentinel-2 河道流量关系拟合法反演

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多情景模拟下的新疆生态系统服务价值评估

环境科学与技术 2023年第4期46卷 195-204页

作者：曲艺丁建丽包青岭王颖慧许梦珠新疆大学地理与遥感科学学院新疆乌鲁木齐830046 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室新疆乌鲁木齐830046 新疆大学智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室新疆乌鲁木齐830046

研究多情景下的新疆土地利用变化及生态系统服务价值(ESV),探讨区域内最优的土地利用分布格局,对干旱区的可持续发展与土地利用规划具有重要意义。该研究耦合多目标优化和斑块生成土地利用模拟(PLUS)模型对自然发展情景、经济发展情景... 详细信息

研究多情景下的新疆土地利用变化及生态系统服务价值(ESV),探讨区域内最优的土地利用分布格局,对干旱区的可持续发展与土地利用规划具有重要意义。该研究耦合多目标优化和斑块生成土地利用模拟(PLUS)模型对自然发展情景、经济发展情景、生态优先情景、可持续发展情景4种情景下的土地利用需求及空间分布进行预测模拟,采用价值当量法计算新疆未来情景下的生态系统服务价值。结果表明:(1)2000-2020年,新疆土地利用类型以荒地为主,土地利用变化主要表现为耕地的增加和荒地的减少。2035年4种情景下的土地利用变化不同,空间模拟结果整体上扩张趋势一致,局部变化明显。(2)利用PLUS模型对新疆的土地利用变化模拟效果较好,Kappa系数均值达到0.8991,总体精度均值达到0.9548,可以有效模拟新疆2035年的土地利用空间格局。(3)2035年自然发展、经济发展、生态优先、可持续发展情景下的ESV分别为18717.25、17816.36、19221.52、18134.45亿元。加强草地、水域、林地、湿地等生态用地的保护,有利于提高ESV价值总量。可持续发展情景可作为兼顾生态保护和经济发展双重因素的优化情景,参与新疆未来的规划发展。

关键词：土地利用生态系统服务价值多情景模拟 PLUS模型多目标优化

基于遥感与VIC模型的干旱区土壤水分时空变化特征

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基于遥感与VIC模型的干旱区土壤水分时空变化特征

作者：包青岭新疆大学

学位级别：硕士

大规模、高精度、长时间序列的土壤水分研究对提高干旱区的旱情预警能力、生态环境恢复能力与精准农业发展具有重要的科学指导意义。遥感技术的迅速发展为实现土壤水分动态监测提供了新的手段,但是地表下垫面异质性与天气影响仍是监测... 详细信息

大规模、高精度、长时间序列的土壤水分研究对提高干旱区的旱情预警能力、生态环境恢复能力与精准农业发展具有重要的科学指导意义。遥感技术的迅速发展为实现土壤水分动态监测提供了新的手段,但是地表下垫面异质性与天气影响仍是监测中的一大难题,而结合陆面过程模型对土壤水分进行连续性和真实性模拟,能够更精确的研究土壤水分的变化规律。本文以Landsat TM与VIC陆面过程模型为依托,以渭-库绿洲为典型干旱样区,采用地统计、3S技术、数值模拟、土地利用分类相结合的方法,从VIC模式模拟和TVDI遥感监测角度出发,探讨2008016年研究区年际与年内土壤水分时空变化规律,分析灌溉面积、农作物需水量及土地利用变化对模型模拟结果的影响,并结合实测数据进行精度验证与对比,主要研究结果如下:(1)渭-库绿洲近10年耕地、盐渍地面积大幅度增加。耕地与盐渍地面积增幅达35%以上,荒地面积相较2009年减少约46%,灌丛面积增幅约15%,研究区土地荒漠化趋势得到逆转,整体生态环境得到改善。(2)利用TVDI土壤水分遥感监测模型较好地揭示了研究区土壤含水量时空变化情况。春季,湿润区靠近绿洲北方区域;夏季TVDI值达到0.5以上;秋季,绿洲内部TVDI值大于绿洲外围TVDI值22.12%,外部含水量具有减少的趋势。(3)内陆干旱区VIC分布式水文模型模拟结果表明,空间上,西南地区土壤含水量低于东北区域;雨季,东北区域含水量高于西南地区,干旱区域集中在西南、西北和南部区域。时间上,盐渍土壤表层含水量高于耕地,每年雨季,灌丛土壤含水量高于其它3种地类,荒地与耕地土壤含水量波动范围较相似。耕地VIC土壤水分模拟值较好地响应了农作物需水量月变化。(4)结合两种模型的时间耦合程度来看,灌丛与盐渍地土壤含水量要比耕地和荒地耦合程度高,干湿变化规律明显,异常年份较少;耕地与荒地土壤含水量耦合程度较低,曲线变化幅度较大,异常年份较多。不同年份野外实测土壤水分与其VIC模拟值的R在0.34以上,模拟精度较可靠。本次研究以陆面过程模型精细化模拟的优势为干旱区水盐情景模拟与盐渍化动态预报提供坚实的数据支撑。

关键词：土壤水分 TVDI模型 VIC陆面过程模型土地利用类型

1960—2017年艾比湖流域实际蒸散量与气象要素的变化特征

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地理学报 2021年第5期76卷 1177-1192页

作者：尼格娜热·阿曼太丁建丽葛翔宇包青岭新疆大学资源与环境科学学院乌鲁木齐830046 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室乌鲁木齐830046

传统估算蒸散发的方法大都基于局地尺度,而在生态水文发生剧烈变化的资料稀缺流域背景下,充分考虑流域下垫面的空间变异性的陆面过程模型为流域长时序、大尺度及连续模拟实际蒸散量提供了新途径。以艾比湖流域为研究区,应用可变下渗能... 详细信息

传统估算蒸散发的方法大都基于局地尺度,而在生态水文发生剧烈变化的资料稀缺流域背景下,充分考虑流域下垫面的空间变异性的陆面过程模型为流域长时序、大尺度及连续模拟实际蒸散量提供了新途径。以艾比湖流域为研究区,应用可变下渗能力模型(VIC)模拟1960—2017年艾比湖流域的水文过程,探讨研究区值实际蒸散发量的年、月、日时空变化规律,并运用小波分析方法对5个气象要素及研究区实际蒸散发量的模拟值进行多尺度特征分析,结果表明:(1) VIC在温泉和博乐的径流纳什效率系数(NSE)分别为0.09和0.23,模拟效果较为满意;VIC实际蒸散量的模拟值与理论计算值,R2达0.80,均方根误差(RMSE)为31.76 mm a-1,NSE为0.32,模拟效果相对较好;(2)时间尺度上,艾比湖流域58 a来年际实际蒸散量呈上升趋势,年均实际蒸散量以1.03 mm a-1的速率递增;月值和日值蒸散量均呈单峰趋势;且年代际变化中5—7月的实际蒸散量在20世纪90年代和21世纪呈现下降趋势,20世纪70年呈现上升趋势,而其余月份无明显变化;(3)空间分布上,艾比湖流域内实际蒸散发量总体上呈现高海拔及其附近地区蒸散强烈,从春季到夏季,强蒸散区由西北向东南转移,年实际蒸散量空间分布与春夏季分布一致;(4)艾比湖流域实际蒸散发量与各气象要素在时频域中均存在1~4个显著性周期,且在一定尺度的周期上,平均风速、平均温度以及日照时数超前于实际蒸散量变化,而年降水量和相对湿度滞后于实际蒸散量变化,受降水影响实际蒸散发1965年和2003年发生1 a周期的"强—弱"转换,受相对湿度影响实际蒸散量在1965年和2008年发生2~4.5 a周期的"强—弱"转换。

关键词：实际蒸散量 VIC模型小波分析多尺度分析

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新疆绿色发展效率及其时空模式特征

生态经济 2021年第8期37卷 55-63页

作者：包青岭窦燕谭娇新疆财经大学统计与数据科学学院新疆乌鲁木齐830012 新疆财经大学新疆社会经济大数据智能分析中心新疆乌鲁木齐830012 新疆财经大学信息管理学院新疆乌鲁木齐830012

区域绿色发展效率的增长有助于协调资源有效配置与经济发展并带动绿色技术创新。文章利用遥感数据和相关社会经济数据建立新疆绿色增长指标体系,并通过超效率SBM模型与TOPSIS排序模型,对新疆各县市绿色发展效率时空分异特征及其演变过... 详细信息

区域绿色发展效率的增长有助于协调资源有效配置与经济发展并带动绿色技术创新。文章利用遥感数据和相关社会经济数据建立新疆绿色增长指标体系,并通过超效率SBM模型与TOPSIS排序模型,对新疆各县市绿色发展效率时空分异特征及其演变过程进行分析,并使用重心转移与空间自相关性方法定量测度空间聚集规模与未来发展趋势。研究表明:(1)2000—2016年,新疆区域绿色发展程度存在较大空间异质性;(2)Ⅰ、Ⅱ与Ⅲ三个时期新疆各县市的绿色增长效率具有明显的空间正相关性且正相关性趋于增强;(3)2000—2016年,绿色增长效率的重心继续向东北方向迁移。研究结果对新疆丝绸之路经济核心区的生态文明建设和绿色发展提供科学支持。

关键词：绿色发展效率多源遥感空间自相关重心转移时空演变

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伊尔施边境派出所:兴安岭上的北疆“枫”警

派出所工作 2024年第4期 42-44页

作者：韩志祺(文/图) 包青松(文/图) 不详

阿尔山,是内蒙古兴安盟的一座边境小城,小到一眼可以望穿整个城市。阿尔山,又是一个非常特殊的地方,四大草原在这里交汇,大兴安岭在这里驻足,林海和草原在这里相接,冰川和温泉在这里相遇。以“山川林海”的美景相伴,与“警民鱼水”的深... 详细信息

阿尔山,是内蒙古兴安盟的一座边境小城,小到一眼可以望穿整个城市。阿尔山,又是一个非常特殊的地方,四大草原在这里交汇,大兴安岭在这里驻足,林海和草原在这里相接,冰川和温泉在这里相遇。以“山川林海”的美景相伴,与“警民鱼水”的深情相依。1961年,伴随着“全国大规模造林”的不断深入,为了更好地服务林区经济建设的发展,伊尔施边境派出所孕育而生。

关键词：内蒙古兴安盟阿尔山兴安岭派出所草原林海边境

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黑龙江省军区——战风斗雪铸就过硬铁拳

中国民兵 2024年第1期 18-19页

作者：包青松陈重田国庆不详

茫茫林海雪原,龙江大地。近日,在黑龙江省的张广才岭余脉丘陵间,一支伪装严密、人车相伴的队伍悄然隐于其中,时而摩托化机动快速推进,时而长距离拉练徒步行军,抵达目的地后迅即展开部署,按照既定方案积极投入实兵实演。这是黑龙江省军... 详细信息

茫茫林海雪原,龙江大地。近日,在黑龙江省的张广才岭余脉丘陵间,一支伪装严密、人车相伴的队伍悄然隐于其中,时而摩托化机动快速推进,时而长距离拉练徒步行军,抵达目的地后迅即展开部署,按照既定方案积极投入实兵实演。这是黑龙江省军区立足寒区特点锤炼提升严寒条件下人员装备抗寒耐寒和遂行任务能力的一1组镜头。

关键词：黑龙江省军区徒步行军林海雪原摩托化机动既定方案遂行任务张广才岭积极投入

基于VIC模型模拟的干旱区土壤水分及其时空变化特征

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生态学报 2020年第9期40卷 3048-3059页

作者：包青岭丁建丽王敬哲刘婕马春玥新疆大学资源与环境科学学院智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室乌鲁木齐830046 新疆大学绿洲生态教育部重点实验乌鲁木齐830046 新疆财经大学乌鲁木齐830046

土壤水分在陆地水循环中起着十分重要的作用,大尺度、长时间及高精度的土壤水分监测是旱情预警、生态恢复与精准农业决策部署的重要指导依据,而陆面过程模式模拟在时空尺度上可获得更准确的土壤水分特征。以渭⁃库绿洲为目标靶区,结合VI... 详细信息

土壤水分在陆地水循环中起着十分重要的作用,大尺度、长时间及高精度的土壤水分监测是旱情预警、生态恢复与精准农业决策部署的重要指导依据,而陆面过程模式模拟在时空尺度上可获得更准确的土壤水分特征。以渭⁃库绿洲为目标靶区,结合VIC陆面过程模型和土地利用类型变化,探讨2009—2016年研究区年际间不同地类土壤水分时空变化规律,并用实测数据进行精度验证,结果表明:(1)东北区域土壤含水率模拟值较高,土壤含水量低值集中在研究区西部与南部区域。(2)盐渍土壤表层含水量高于耕地,每年雨季,灌丛土壤含水量高于其他3种地类,由于大量荒地转为耕地,绿洲荒地土壤含水量与耕地土壤相互接近,在28.784—53.741 mm之间。(3)渭⁃库绿洲近7年耕地与盐渍地面积大幅度增加,耕地与盐渍地面积增幅达35%以上,荒地面积相较2009年减少约46%,灌丛面积增幅约15%。(4)荒地土壤含水量伴随面积大幅度下降,土壤含水量数值集中在正态曲线28.6 mm以上区域。VIC模拟值与实测值均方根误差(RMSE)范围在1.4—2.80之间,RE范围在0.90—2.20之间,R2范围在0.40—0.60之间,模拟效果较好。

关键词：土壤含水量 VIC陆面过程模型土地利用类型时空变化

基于随机森林算法的土壤有机质含量高光谱检测

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干旱区地理 2019年第6期42卷 1404-1414页

作者：包青岭丁建丽王敬哲蔡亮红新疆大学资源与环境科学学院智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室新疆乌鲁木齐830046 绿洲生态教育部重点实验室新疆乌鲁木齐830046

为了探讨既能保留光谱信息又能准确对土壤有机质含量进行快速检测。以新疆南部渭干河-库车绿洲内部73个土壤样点及其对应的高光谱数据为研究对象,采用小波变换与数学变换进行光谱数据预处理,分析各小波分解重构光谱在不同有机质含量与... 详细信息

为了探讨既能保留光谱信息又能准确对土壤有机质含量进行快速检测。以新疆南部渭干河-库车绿洲内部73个土壤样点及其对应的高光谱数据为研究对象,采用小波变换与数学变换进行光谱数据预处理,分析各小波分解重构光谱在不同有机质含量与不同土壤类型下光谱曲线差异,通过相关分析确定最大小波分解层并筛选敏感波段,结合灰色关联分析与随机森林预测分类模型对各小波分解特征光谱进行重要性分析,最后基于最优特征光谱建立多元线性预测模型并进行分析。结果表明:(1)耕作土壤与林地土壤光谱曲线波段相较盐渍土壤和荒漠土壤光谱曲线变化较为平缓,同时在水分吸收波段处,盐渍土壤光谱曲线吸收谷最深。(2)小波变换分解光谱与土壤有机质含量的相关性随着分解层数增加呈现先减后增趋势,在第6层中,特征光谱曲线与敏感波段数量变化趋于稳定,确定为小波变换最大分解层。(3)随机森林模型相比灰色关联分析对于各小波分解层因子的筛选符合预期,按照对土壤有机质含量影响从高到低排序为L3-(1/LgR)′、L4-(1/LgR)′、L6-(1/LgR)′、L5-(1/LgR)′、L2-(1/LgR)′、L0-1/LgR、L1-1/LgR。(4)在小波分解光谱中,中频范围特征光谱对干旱区土壤有机质含量的估测能力优于高频与低频范围特征光谱,同时基于L-MC建立的模型精度最高。研究表明:基于机器学习分类方法结合小波分解的土壤光谱有机质含量监测,可以有效的减少噪声波段干扰,并提高特征波段的分类预测精度。

关键词：高光谱土壤有机质含量小波变换随机森林