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基于神经网络模型的干旱区绿洲土壤盐渍化评价分析

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地球信息科学学报 2017年第7期19卷 983-993页

作者：姜红玉素甫江.如素力热伊莱.卡得尔阿迪来.乌甫新疆师范大学地理科学与旅游学院流域信息集成与生态安全实验室乌鲁木齐830054 新疆干旱区湖泊环境与资源重点实验室乌鲁木齐830054

土壤盐渍化严重制约了农业可持续发展和生态安全,土壤盐渍化的精确评价分析,对土壤盐渍化的改善和治理具有重要的意义。本文以新疆焉耆盆地为研究对象,Landsat8 OLI遥感影像和实测采样数据相结合,提取地下水埋深(GD)、盐分指数(SI)、地... 详细信息

土壤盐渍化严重制约了农业可持续发展和生态安全,土壤盐渍化的精确评价分析,对土壤盐渍化的改善和治理具有重要的意义。本文以新疆焉耆盆地为研究对象,Landsat8 OLI遥感影像和实测采样数据相结合,提取地下水埋深(GD)、盐分指数(SI)、地表蒸散量(SET)和改进型温度植被干旱指数(MTVDI)建立了土壤盐渍化评价模型。结果表明:(1)结合野外实测土壤盐分数据,对BP神经网络模型进行训练。最终以最优的4-4-1结构的3层BP神经网模型对研究区土壤盐渍化进行了预测(R^2=0.864,RMSE=0.569)。相比传统多元线性回归模型(R^2=0.741,RMSE=0.767),神经网络模型对土壤盐渍化的预测精度更高;(2)土壤盐渍化分布与GD、SI、SET和MTVDI等存在较强的关联性,不同等级的土壤盐渍化是不同影响因素不同程度上组合而引起的结果,盐渍化土地主要分布在地下水位较低以及土地开垦之后没有利用的荒地区域;(3)整个研究区大部分区域受到不同程度的盐渍化影响,耕地退化为盐渍地导致该区域土壤盐渍化以及土壤次生盐渍化进一步加剧。

关键词：盐渍化神经网络遥感预测焉耆盆地

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伊犁河谷蒸散量时空分布特征及变化趋势

地球信息科学学报 2018年第2期20卷 217-227页

作者：阿迪来.乌甫玉素甫江.如素力热伊莱.卡得尔姜红新疆师范大学地理科学与旅游学院流域信息集成与生态安全实验室乌鲁木齐830054 新疆师范大学新疆干旱区湖泊环境与资源重点实验室乌鲁木齐830054

基于2000-2014年MOD16蒸散量和气象站实测数据,借助于空间数据统计法和趋势分析法对中国西北干旱区"天山湿岛"—伊犁河谷地表蒸散量时空变化特征和多年变化趋势进行定量分析。结果表明:(1)MOD16-ET产品在伊犁河谷地区的精度总体上满足要... 详细信息

基于2000-2014年MOD16蒸散量和气象站实测数据,借助于空间数据统计法和趋势分析法对中国西北干旱区"天山湿岛"—伊犁河谷地表蒸散量时空变化特征和多年变化趋势进行定量分析。结果表明:(1)MOD16-ET产品在伊犁河谷地区的精度总体上满足要求,可用于地表ET的时空分布特征研究;(2)伊犁河谷地表ET、PET年际波动不大,多年平均ET为392.35 mm,多年平均PET为1331.19 mm,年均ET与PET的比例在0.26-0.33之间波动,说明研究区总体上水分不足。ET、PET年内分布处于先增大后减少的单峰型变化趋势,主要集中在5月到9月。秋季ET与PET的比例为0.29,此时研究区最干旱缺水。气温是研究区蒸散量变化的主要驱动因素之一。(3)ET、PET的空间分布状况正好相反,东部喀什河及巩乃斯河上游地区、南部大面积草甸覆盖区域ET值较高,PET值较低,此区域水分比较充足。伊宁市及霍尔果斯河周边地区、察布查尔县、特克斯河下游等区域ET值均较低,PET值较高,此区域干旱缺水;(4)从2000-2014年伊犁河谷地表ET、PET变化趋势来看,ET总体上处于减少趋势,PET处于增加趋势,说明研究区近15年内干旱加重。

关键词： MOD16产品地表ET、PET 时空分布变化趋势伊犁河谷

基于MODIS数据的新疆地表蒸散量时空分布及变化趋势分析

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地理研究 2017年第7期36卷 1245-1256页

作者：阿迪来·乌甫玉素甫江·如素力热伊莱·卡得尔姜红新疆师范大学地理科学与旅游学院流域信息集成与生态安全实验室新疆干旱区湖泊环境与资源重点实验室乌鲁木齐830054

结合MOD16蒸散产品和气象站实测数据,分析2000-2014年新疆地表ET与PET的时空分布特征及其变化趋势,进一步揭示ET与PET之间的关系。结果表明:(1)MOD16-ET产品在新疆地区的精度(R2=0.83)总体上满足要求,可用于地表ET的时空分布特征研究;(2... 详细信息

结合MOD16蒸散产品和气象站实测数据,分析2000-2014年新疆地表ET与PET的时空分布特征及其变化趋势,进一步揭示ET与PET之间的关系。结果表明:(1)MOD16-ET产品在新疆地区的精度(R2=0.83)总体上满足要求,可用于地表ET的时空分布特征研究;(2)新疆多年平均ET与PET分别为364.29 mm和1584.06 mm;年内分布处于先增大后减少的单峰型变化趋势,夏季ET与PET差距最大,此时研究区最干旱、缺水;(3)新疆年平均ET与年平均PET的空间分布体现出北疆大于南疆、西部大于东部的分布特征,但年平均ET与年平均PET的空间分布状况正好相反。阿尔泰山一带、伊犁河谷西部以及天山西段水分充足,准噶尔盆地南部和北部、东疆、南疆塔里木盆地外缘干旱缺水;(4)2000-2014年,新疆ET总体上处于减少趋势,PET处于增加趋势,说明新疆近15年内干旱加重。

关键词： MOD16产品地表ET、PET 时空分布变化趋势新疆

2000-2014年艾比湖流域地表E_a与E_p时空分布特征及成因

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中国水土保持科学 2017年第4期15卷 60-67页

作者：阿迪来·乌甫玉苏甫·买买提玉素甫江·如素力热伊莱·卡得尔姜红新疆师范大学地理科学与旅游学院流域信息集成与生态安全实验室乌鲁木齐830054 新疆师范大学新疆干旱区湖泊环境与资源重点实验室乌鲁木齐830054

为了探明干旱区流域地表蒸散量时空分布及其变化特征,从而为流域水资源规划、旱涝检测和生态需水量研究提供科学依据,本文基于MOD16蒸散产品和气象站观测数据,运用线性倾向率和相对变化率等方法,分析了艾比湖流域2000—2014年地表实际蒸... 详细信息

为了探明干旱区流域地表蒸散量时空分布及其变化特征,从而为流域水资源规划、旱涝检测和生态需水量研究提供科学依据,本文基于MOD16蒸散产品和气象站观测数据,运用线性倾向率和相对变化率等方法,分析了艾比湖流域2000—2014年地表实际蒸散(E_a)与潜在蒸散(E_p)的时空分布特征及其变化趋势,进一步揭示二者之间的关系。结果表明:1)近15年内艾比湖流域地表E_a、E_p年际波动不大,多年平均E_a与E_p分别为315.76和1 555.27mm,年平均E_a与E_p的较大差距说明流域整体上缺水、干旱。年内分布处于先增大后减少的单峰型变化趋势,夏季两者差距最大,此时流域最干旱、缺水;2)流域E_a与E_p的空间分布状况正好相反。西北山区、精河—博乐绿洲区、北天山的西段支脉,玛依力山脉等区域水分比较充足。流域东部大范围地区、精河—博乐绿洲周围等区域干旱缺水。3)影响因素分析显示气温是影响流域E_a、E_p时空分布变化的主要因素;4)2000—2014年间E_a总体上处于减少趋势,E_p处于增加趋势,说明流域近15年内干旱加重。

关键词： MOD16产品地表实际蒸散潜在蒸散时空分布变化趋势成因艾比湖流域

基于Landsat数据的开都河两岸绿洲地下水遥感监测及影响因素分析

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自然灾害学报 2017年第4期26卷 205-214页

作者：姜红玉素甫江.如素力阿迪来.乌甫热伊莱.卡得尔新疆师范大学地理科学与旅游学院/流域信息集成与生态安全实验室新疆乌鲁木齐830054 新疆干旱区湖泊环境与资源重点实验室新疆乌鲁木齐830054

为了研究干旱区绿洲地下水位时空变化特征及其归因,以新疆开都河两岸绿洲为研究对象,利用实测地下水埋深数据和Landsat数据计算得到的改进型温度植被干旱指数(MTVDI)相结合,建立了地下水位监测关系模型(R2=0.82)。对研究区1999年到2016... 详细信息

为了研究干旱区绿洲地下水位时空变化特征及其归因,以新疆开都河两岸绿洲为研究对象,利用实测地下水埋深数据和Landsat数据计算得到的改进型温度植被干旱指数(MTVDI)相结合,建立了地下水位监测关系模型(R2=0.82)。对研究区1999年到2016年地下水的时空分布进行了监测,利用2005年和2003年两年实测数据对模型进行了验证。结果表明:1)两年实测地下水位和监测水位相关系数(R2)分别为0.75和0.77,均方根误差(RMSE)分别为0.17和0.27,平均相对误差(RME)分别为11.4%和16.7%,研究结果符合研究区实际情况;利用MTVDI建立的地下水位监测模型对干旱区绿洲一定深度的地下水位监测是可行的;2)开都河两岸绿洲1999年到2016年地下水位年际变化逐渐降低,年内地下水位升降显著;3)地下水位年际降低的主要原因是耕地面积的增加和灌溉方式向高效节水方式转变,增加了地下水开采量和降低了补给量。在年内随着渠系灌溉水的作用,使地下水位在季节性里变化较大。

关键词： Landsat 干旱指数地下水位分布干旱区绿洲开都河

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一种利用土壤水分反演地下水位遥感方法

遥感信息 2018年第5期33卷 82-88页

作者：姜红玉素甫江.如素力热伊莱.卡得尔阿迪来.乌甫新疆师范大学地理科学与旅游学院乌鲁木齐830054 新疆维吾尔自治区新疆气象局新疆气象台乌鲁木齐830002 新疆师范大学新疆干旱区湖泊环境与资源重点实验室乌鲁木齐830054

针对利用土壤水分在干旱地区反演一定植被覆盖下地下水位的局限性,采用遥感-数学-模型学融合的研究方法,以Landsat-8遥感图像作为数据源,提取改进型温度植被干旱指数,并与实测土壤水分建立土壤水分反演模型,然后结合土壤水分和地下水位... 详细信息

针对利用土壤水分在干旱地区反演一定植被覆盖下地下水位的局限性,采用遥感-数学-模型学融合的研究方法,以Landsat-8遥感图像作为数据源,提取改进型温度植被干旱指数,并与实测土壤水分建立土壤水分反演模型,然后结合土壤水分和地下水位的实验方程,引入土壤水分反演模型建立了一定植被覆盖条件下的地下水位分布遥感监测评价模型(GLDRS模型)。结果表明,土壤水分反演值和实测值的决定系数R2=0.65,均方根误差RMSE=3.22,能够达到实验精度要求;利用GLDRS模型对研究区地下水位反演结果取得较高精度,实测地下水位和反演地下水位的R2=0.81,RMSE=1.01。

关键词：干旱指数地下水位土壤水分 Landsat-8 焉耆盆地

2001-2014年博斯腾湖流域地表温度时空分异特征及归因

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干旱地区农业研究 2018年第1期36卷 257-265页

作者：热伊莱·卡得尔玉素甫江·如素力阿迪来·乌甫艾则孜提约麦尔·麦麦提姜红新疆师范大学地理科学与旅游学院流域信息集成与生态安全实验室新疆乌鲁木齐830054 新疆干旱区湖泊环境与资源重点实验室新疆乌鲁木齐830054

以3S技术为支持,在MODIS地表温度产品精度验证的基础上,采用空间分析、统计和趋势分析法,探讨了博斯腾湖流域2001—2014年不同土地利用类型下地表温度的差异性变化特征,辨析了地表温度的时空分异特征及归因。结果表明:(1)MODIS LST产品... 详细信息

以3S技术为支持,在MODIS地表温度产品精度验证的基础上,采用空间分析、统计和趋势分析法,探讨了博斯腾湖流域2001—2014年不同土地利用类型下地表温度的差异性变化特征,辨析了地表温度的时空分异特征及归因。结果表明:(1)MODIS LST产品在博斯腾湖流域的精度(平均R2=0.96)总体上满足要求,可用于地表温度的时空分布研究。(2)流域内平均地表温度的年际波动较大,以2002、2007年和2013年尤为突出,分别超出多年平均值0.45℃、0.59℃和0.29℃;年内地表温度呈单峰型分布,季节性变化明显,地表温度高值主要集中在3—8月,最高值出现在7月。(3)地表温度空间格局呈东南高于西北的变化趋势,尤其在植被覆盖度低的区域地表温度较大;土地利用覆被类型影响着地表温度的时空分布状况,各种土地覆盖类型的年均地表温度排序依次为沙漠>裸土>旱地>稀疏草地>湖泊>草原>草本沼泽>草甸。(4)博斯腾湖流域地表温度变化趋势呈严重减少、轻微减少、基本不变、轻微增加和显著增加的区域面积分别占5%、13%、39%、36%和7%,以基本不变和轻微增加为主。地表温度的时空变化不仅受大尺度气候变化的影响,还主要受土地类型性质等差异的影响,二者共同作用构成了不同地理区域及景观的温度场格局,绿色植被对区域地表温度的时空分布具有重要的调节作用。

关键词：地表温度博斯腾湖流域 MODIS 土地利用/土地覆盖变化时空格局变化

基于MODIS数据的博斯腾湖流域地表温度空间格局

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中山大学学报（自然科学版） 2017年第5期56卷 127-138页

作者：热伊莱.卡得尔玉素甫江.如素力阿迪来.乌甫艾则孜提约麦尔.麦麦提姜红新疆师范大学地理科学与旅游学院∥流域信息集成与生态安全实验室∥新疆干旱区湖泊环境与资源重点实验室新疆乌鲁木齐830054

为了辨析博斯腾湖流域地表温度时空分布对不同下垫面的响应特征,基于MODIS数据,利用分裂窗算法反演研究区的不同季节地表温度并对反演结果进行精度检验。结果表明:(1)MODIS地表温度产品在博斯腾湖流域的精度良好,可利用流域地表温度的... 详细信息

为了辨析博斯腾湖流域地表温度时空分布对不同下垫面的响应特征,基于MODIS数据,利用分裂窗算法反演研究区的不同季节地表温度并对反演结果进行精度检验。结果表明:(1)MODIS地表温度产品在博斯腾湖流域的精度良好,可利用流域地表温度的空间格局研究;(2)博斯腾湖流域四季地表温度变化显著,春季温度分布在-17.02~31.52℃之间,夏季温度分布在-9.99~56.04℃之间,秋季温度分布在-16.45~37.31℃之间,冬季温度分布在-32.42~10.79℃之间;(3)不同土地利用地表温度的分布总体上沙漠/沙地的地表温度均值最高,旱地、裸岩等次之,积雪、草甸最低。内陆湖流域内地表温度和土地覆盖类型存在明显的时空差异性,在极端干旱地区绿色植被对温度降低具有一定的调节作用。

关键词：博斯腾湖流域 MODIS 地表温度反演分裂窗口算法土地覆盖

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新疆焉耆盆地LAI反演及空间分布特征

中国沙漠 2016年第5期36卷 1340-1347页

作者：阿迪来.乌甫玉素甫江.如素力热伊莱.卡得尔姜红艾力亚.艾尼瓦尔新疆师范大学地理科学与旅游学院/干旱区湖泊环境与资源重点实验室新疆乌鲁木齐830054

叶面积指数(LAI)是生态系统物质和能量循环过程的重要结构参数。研究植被LAI对监测估算生态环境极其脆弱的内陆干旱区具有理论和实践价值。使用LAI-2000植物冠层分析仪观测焉耆盆地植被LAI,并结合Landsat OLI的NDVI、SAVI、NDMI、NBR、N... 详细信息

叶面积指数(LAI)是生态系统物质和能量循环过程的重要结构参数。研究植被LAI对监测估算生态环境极其脆弱的内陆干旱区具有理论和实践价值。使用LAI-2000植物冠层分析仪观测焉耆盆地植被LAI,并结合Landsat OLI的NDVI、SAVI、NDMI、NBR、NBR2、MSAVI和EVI等植被指数数据建立了LAI的反演模型,探求焉耆盆地LAI的空间分布特征及规律。结果表明:(1)各植被指数与观测的LAI均有明显的相关性。其中,SAVI与LAI的对数函数模型更好地模拟出研究区的LAI(R2=0.84);通过LAI-SAVI模型反演研究区LAI的空间分布,估算精度可达89%(R2=0.82,RMSE=0.23);(2)博斯腾湖小湖湿地、博斯腾湖大湖西北端的黄水沟入湖沼泽区以及焉耆盆地北部冲洪积扇平原绿洲区的LAI值较高,达3.85;焉耆盆地山区和平原区之间的过渡带和博斯腾湖南部的沙漠区LAI较低;(3)焉耆盆地LAI以博斯腾湖为中心环状分布,LAI随着研究区域与湖、河流距离的增加而逐渐降低的趋势。

关键词：植被指数 LAI反演 Landsat OLI影像焉耆盆地