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Validation of Landsat land surface temperature product in the conterminous United States using in situ measurements from SURFRAD, ARM, and NDBC sites

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International Journal of Digital Earth 2021年第5期14卷 640-660页

作者： Si-Bo Duan Zhao-Liang Li Wei Zhao Penghai Wu Cheng Huang Xiao-Jing Han Maofang Gao Pei Leng guofei shang Key Laboratory of Agricultural Remote Sensing Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Institute of Agricultural Resources and Regional PlanningChinese Academy of Agricultural SciencesBeijingPeople’s Republic of China School of Land Science and Space Planning Hebei GEO University HebeiPeople’s Republic of China Institute of Mountain Hazards and Environment Chinese Academy of SciencesChengduPeople’s Republic of China Anhui Province Key Laboratory of Wetland Ecosystem Protection and Restoration Anhui UniversityHefeiPeople’s Republic of China

Since 1982,Landsat series of satellite sensors continuously acquired thermal infrared images of the Earth’s land *** this study,Landsat 5,7,and 8 land surface temperature(LST)products in the conterminous United States from 2009 to 2019 were validated using in situ measurements collected at 6 SURFRAD(Surface Radiation Budget Network)sites,6 ARM(Atmospheric Radiation Measurement)sites,and 9 NDBC(National Data Buoy Center)*** results indicate that a relatively consistent performance among Landsat 5,7,and 8 LST products is obtained for most sites due to the consistent LST retrieval algorithm in conjunction with the same atmospheric compensation and land surface emissivity(LSE)correction methods for Landsat 5,7,and 8 *** bias and root mean square error(RMSE)of Landsat LST product are obtained at some vegetated sites due to incorrect LSE estimation where LSE is invariant with the increasing of normalized difference vegetation index(NDVI).Except for the sites with incorrect LSE estimation,a mean bias(RMSE)of the differences between Landsat LST and in situ LST is 1.0 K(2.1 K)over snow-free land surfaces,−1.1 K(1.6 K)over snow surfaces,and−0.3 K(1.1 K)over water surfaces.

关键词： Land surface temperature land surface emissivity validation Landsat

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河北省农村居民点整理潜力评价分级

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农业工程学报 2009年第11期25卷 318-323页

作者：曹秀玲张清军尚国琲安石鑫中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 石家庄经济学院工程学院石家庄050031 石家庄经济学院公共管理学院石家庄050031 河北省土地估价师协会石家庄050051

农村居民点整理对改善农村居住环境,提高土地集约利用水平具有重要的作用。整理潜力评价分级是编制全省农居点整理规划,划定土地整理区的一项基础性工作。该文首先分析了河北省农村居民点的用地现状,指出农村居民点用地总面积偏大,人均... 详细信息

农村居民点整理对改善农村居住环境,提高土地集约利用水平具有重要的作用。整理潜力评价分级是编制全省农居点整理规划,划定土地整理区的一项基础性工作。该文首先分析了河北省农村居民点的用地现状,指出农村居民点用地总面积偏大,人均用地严重超标,是当前农居点用地存在的突出问题。然后,从5个方面分析了农居点整理潜力的来源。接着以县级行政区为基本单元,采用多指标综合评价法对省域农居点整理潜力进行了评价分级。将河北省农居点整理潜力分为4级,并划分出了不同的分级区域,针对不同的分级区提出了不同的整理方向。整理潜力评价分级结果客观地反映了省域农居点整理的不同特征和地区差异,对于当前的农居点整理具有一定的实用价值和指导意义。

关键词：农村土地利用区域规划土地整理潜力评价河北省

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太行山区农村多维贫困测度——以平山县北冶乡为例

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中国生态农业学报（中英文） 2019年第9期27卷 1453-1462页

作者：于淑会李璐丹曹萌萌尚国琲河北地质大学石家庄050031 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所/山区发展研究中心成都610041 河北省林业技术推广总站石家庄050081

我国贫困人口分布呈现山区农村聚集现象,全面了解山区农村贫困现状、有效减少山区农村贫困对象是全面建成小康社会的重要任务。本文立足河北省太行山区贫困农村,以海拔与区位特征为依据,选择河北省平山县北冶乡的6个典型村镇为研究对象... 详细信息

我国贫困人口分布呈现山区农村聚集现象,全面了解山区农村贫困现状、有效减少山区农村贫困对象是全面建成小康社会的重要任务。本文立足河北省太行山区贫困农村,以海拔与区位特征为依据,选择河北省平山县北冶乡的6个典型村镇为研究对象,通过提问式调查方式获取数据,选取收入、资本、生活水平3个维度9个指标构建评价指标体系,采用A-F(Alkire-Foste)法分析数据,得到北冶乡多维贫困测度结果。研究结果表明:1)北冶乡单维贫困状况仍较严重,各维度贫困发生率存在显著差异,贫困主要表现为资本维度的缺失。2)北冶乡多维贫困程度较深。3维贫困(贫困户)家庭超过90%,多维贫困指数随维度k的增加而降低。3)各指标对北冶乡多维贫困的贡献存在显著差异。人均耕地面积、教育、技能培训与卫生设施4个指标贡献率均超过15%,且随维度k的增加变化不大,是太行山区精准扶贫应着重关注的方面。4)教育缺失是导致贫困发生的内在因素,相对于教育未缺失家庭,教育缺失家庭的月收入更低、收入来源更单一、家庭人口规模更大。针对以上结论,提出采用等级优化模式整理农村居民点,从而进行教育资源整合与优化、助力山区脱贫的建议。

关键词：太行山区 A-F方法农村多维贫困贫困深度贫困广度教育水平精准扶贫

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晋西黄土区切沟断面特征及体积估算模型

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农业工程学报 2018年第6期34卷 152-159页

作者：李镇张岩尚国琲齐菲马庆涛李耀坤河北地质大学土地资源与城乡规划学院石家庄050031 北京林业大学水土保持学院北京100083

断面特征不仅能反映切沟发育环境因子,亦有助于揭示切沟侵蚀规律;体积是表征切沟侵蚀量的关键参数,建立体积估算模型对大空间尺度切沟侵蚀定量研究有重要意义。该文选取晋西黄土区蔡家川流域为研究区,利用三维激光扫描全站仪获取31条切... 详细信息

断面特征不仅能反映切沟发育环境因子,亦有助于揭示切沟侵蚀规律;体积是表征切沟侵蚀量的关键参数,建立体积估算模型对大空间尺度切沟侵蚀定量研究有重要意义。该文选取晋西黄土区蔡家川流域为研究区,利用三维激光扫描全站仪获取31条切沟地形数据,构建切沟高精度地面高程模型(DEM),分析切沟断面特征,建立体积估算模型。研究结果表明:(1)切沟顶宽、底宽、沟深和断面面积的均值分别为9.0 m、3.8 m、6.2 m和41.8 m2,切沟断面参数值从沟头、沟中到沟口均逐渐增大,仅沟深差异不显著;断面顶宽与沟深之比的均值为1.55,说明切沟横向侵蚀速率大于沟底下切速率;与沟中、沟口相比,沟头宽深比最小。(2)回归分析显示,晋西黄土区切沟体积(V)与沟长(L)及面积(A)之间均具有显著的幂函数关系,方程的决定系数分别为0.68和0.85;平均相对误差和纳什系数显示,与V–L模型相比,V–A在预测切沟体积上更具优势。因此,建议将回归方程V=1.7097A1.1356作为晋西黄土区切沟体积估算的模型。该研究结果可为大空间尺度切沟侵蚀定量模拟、空间分布制图等提供方法和依据。

关键词：遥感侵蚀模型切沟断面形态参数估算三维扫描 DEM 晋西黄土区

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东北漫川漫岗和山地丘陵黑土区侵蚀沟形态特征遥感分析

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农业工程学报 2019年第14期35卷 133-140页

作者：李镇秦伟齐志国尚国琲马庆涛郭乾坤殷哲中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100048 河北地质大学土地资源与城乡规划学院石家庄050031 水利部水土保持生态工程技术研究中心北京100048

侵蚀沟形态特征反映其侵蚀发生发展的环境条件,探究侵蚀沟形态参数特征及空间分异规律对深入理解侵蚀沟的侵蚀进程具有重要意义。该文选择漫川漫岗和山地丘陵2个典型黑土地貌类型区,基于高分遥感影像(QuickBird(0.61m)、GeoEye-1(0.5m)... 详细信息

侵蚀沟形态特征反映其侵蚀发生发展的环境条件,探究侵蚀沟形态参数特征及空间分异规律对深入理解侵蚀沟的侵蚀进程具有重要意义。该文选择漫川漫岗和山地丘陵2个典型黑土地貌类型区,基于高分遥感影像(QuickBird(0.61m)、GeoEye-1(0.5m)及Worldview 2(0.5m))和地形数据(ASTGTM2(30m分辨率)),采用目视解译法提取计算侵蚀沟沟长、沟宽、周长和面积等形态参数值,分析侵蚀沟形态特征;探究地形因子影响下侵蚀沟形态参数的分异规律。研究结果显示:1)2个典型区的各形态参数间存在显著性差异,漫川漫岗区侵蚀沟各形态参数均大于山地丘陵区;2)侵蚀沟形态呈现“细长状”,和漫川漫岗区相比,山地丘陵区侵蚀沟更细长,沟缘位置更复杂;3)侵蚀沟形态参数随坡度的增加总体上呈先增大后减小的趋势,在3°~6°范围内参数值达到最大,坡度越小侵蚀沟沟缘位置越复杂;坡向上,漫川漫岗区和山地丘陵区的侵蚀沟的形态参数值在SE或SW上值最大,说明阳坡或半阳坡侵蚀沟发育强烈。该研究结果对于侵蚀沟易发区确定及防治具有重要意义。

关键词：遥感侵蚀形态特征侵蚀沟地形因子漫川漫岗区山地丘陵区

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黑土区春小麦产量对积雪覆盖的响应研究——基于季节性冻土冻融过程调控的视角

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中国生态农业学报（中英文） 2022年第10期30卷 1601-1609页

作者：付微任健李艺帆魏孝荣于淑会胡永翔尚国琲河北地质大学土地科学与空间规划学院石家庄050031 河北地质大学河北省农业干旱遥感监测国际联合研究中心石家庄050031 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌712100

为揭示黑土区季节性积雪—季节性冻土—粮食生产的联动关系,以春小麦为研究对象,采用积雪控制试验,设置积雪覆盖和无积雪覆盖两个处理,通过测定春小麦产量以及季节性冻土冻融期的0~100 cm土壤温度和土壤水分动态变化过程,探究季节性冻... 详细信息

为揭示黑土区季节性积雪—季节性冻土—粮食生产的联动关系,以春小麦为研究对象,采用积雪控制试验,设置积雪覆盖和无积雪覆盖两个处理,通过测定春小麦产量以及季节性冻土冻融期的0~100 cm土壤温度和土壤水分动态变化过程,探究季节性冻土冻融过程(冻融形成发育、土壤水热状况)在调控春小麦产量对积雪覆盖响应方面的潜在作用。结果发现:季节性冻土融化阶段的春小麦播种—出苗期10 cm土壤水分、出苗—四叶期20 cm土壤水分以及冻融期10 cm土壤冻融循环频率等土壤水分和土壤冻融循环频率参数是影响黑土区春小麦产量的主要因子,表现为黑土区春小麦产量随土壤融化阶段的播种—出苗期10 cm土壤水分、融化期10 cm土壤冻融循环频率增加而显著提高(P<0.05),而随土壤融化阶段的出苗—四叶期20 cm土壤水分、冻结期10 cm土壤冻融循环频率增加而显著降低(P<0.05)。枯水年份,上述季节性冻土的土壤水分和土壤冻融循环频率参数对积雪覆盖响应不敏感,因此,枯水年黑土区春小麦产量对积雪覆盖无显著响应。研究结果为东北黑土区应对全球气候变化、维持粮食安全生产提供科学依据。

关键词：积雪覆盖土壤冻融春小麦产量黑土区

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遥感科学与技术专业的程序设计课程设置与教学改革探讨

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绿色科技 2021年第19期23卷 217-220页

作者：王彦芳尚国琲谢宝妮河北地质大学土地科学与空间规划学院河北石家庄050031

程序设计可以培养学生的逻辑思维能力和解决专业领域复杂工程问题的能力。从遥感科学与技术专业的特点出发,结合不同高校该专业的程序设计相关课程的设置,讨论了相关的课程设置与教学改革。从课程设置、教学内容、教学方法和学生能力培... 详细信息

程序设计可以培养学生的逻辑思维能力和解决专业领域复杂工程问题的能力。从遥感科学与技术专业的特点出发,结合不同高校该专业的程序设计相关课程的设置,讨论了相关的课程设置与教学改革。从课程设置、教学内容、教学方法和学生能力培养等方面进行了思考和探讨,并针对存在的问题,提出了改革方向:各高校在程序设计相关课程的设置上总体呈基础性-进阶性-专业性-扩展性递进式,具体实施中要在课程与专业的关系、课程之间的关系,在改革程序设计系列课程的教学方法等基础上,提升遥感科学与技术专业学生的整体程序设计能力。

关键词：遥感科学与技术程序设计课程设置教学改革

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滹沱河流域植被覆盖时空演变及其与SPEI的相关关系

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南水北调与水利科技 2018年第1期16卷 135-143页

作者：李镇齐菲尙国琲孙雷刚夏玉杰河北地质大学土地资源与城乡规划学院石家庄050031 河北省科学院地理科学研究所石家庄050081

选择2001-2015年MODIS NDVI(250m)及14个气象站点气温、降水数据,通过计算标准化降水蒸散指数(SPEI),探究滹沱河流域近15年植被覆盖时空演变特征,分别从月、季节、年等尺度探究植被覆盖与SPEI的相关关系。结果显示:(1)近15年滹沱河流域... 详细信息

选择2001-2015年MODIS NDVI(250m)及14个气象站点气温、降水数据,通过计算标准化降水蒸散指数(SPEI),探究滹沱河流域近15年植被覆盖时空演变特征,分别从月、季节、年等尺度探究植被覆盖与SPEI的相关关系。结果显示:(1)近15年滹沱河流域归一化植被指数(NDVI)呈显著增加趋势,增速为0.024/(10a)。(2)植被恢复以明显改善为主,覆盖范围占整个流域面积的51.58%,主要分布于流域中、上游。(3)滹沱河流域SPEI总体上呈波动上升趋势,干旱程度有所降低,流域中游变湿趋势最显著。(4)6月、7月是干旱条件对植被覆盖影响最显著的月份,其中,6月气温对NDVI的影响大于降水,而7月降水对NDVI的影响大于气温;夏季干旱程度对植被覆盖度的影响最为明显;NDVI年际变化与SPEI具有显著正相关关系,干旱对植被生长状态有较大影响。

关键词：中分辨率成像光谱仪归-化植被指数时空演变 SPEI 相关分析滹沱河流域

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基于GIS的河北省耕地复垦类型区划分研究

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河北省科学院学报 2023年第6期40卷 70-76页

作者：秦岭刘航尚国琲张胜海河北地质大学土地科学与空间规划学院河北省农业干旱遥感监测国际联合研究中心河北石家庄050031 石家庄城市经济职业学院河北石家庄052160 河北省科学院地理科学研究所河北省地理信息开发应用技术创新中心河北石家庄050011

现有《土地复垦质量控制标准》中各类型区范围过大,未体现同一类型区内耕地特性的地域分异性。因此,需进一步对类型区进行分区细化,使该标准符合实际且更具操作性。本研究选取河北省作为研究区域,进行省域范围的耕地复垦分区研究,构建... 详细信息

现有《土地复垦质量控制标准》中各类型区范围过大,未体现同一类型区内耕地特性的地域分异性。因此,需进一步对类型区进行分区细化,使该标准符合实际且更具操作性。本研究选取河北省作为研究区域,进行省域范围的耕地复垦分区研究,构建了河北省耕地分区指标体系,通过GIS对数据资料进行空间分析处理,获得河北省耕地质量相关数据和图件,进而对耕地进行典型区域划分。研究结果显示河北省耕地资源可划分为10个类型区,不同类型区的耕地质量特征差异明显。本研究为河北省内不同类型区制定耕地复垦细化标准提供了参考,有利于耕地资源的利用与保护。

关键词：河北省 GIS 耕地质量分区

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经纱张力神经反步分数阶快速终端滑模控制

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现代纺织技术 2023年第4期31卷 130-138页

作者：付茂文沈丹峰赵刚尚国飞柏顺伟西安工程大学机电工程学院西安710048 陕西长岭纺织机电科技有限公司陕西宝鸡721013

为更好地控制经纱张力,提高系统动态响应性能减小抖振,开发了一种神经反步分数阶快速终端滑模控制器(RBF-BCFOFTSMC),通过动力学分析建立了织机送经系统的时变数学模型。同时,推导了一种新的反步分数阶快速终端滑模控制方法。针对织机... 详细信息

为更好地控制经纱张力,提高系统动态响应性能减小抖振,开发了一种神经反步分数阶快速终端滑模控制器(RBF-BCFOFTSMC),通过动力学分析建立了织机送经系统的时变数学模型。同时,推导了一种新的反步分数阶快速终端滑模控制方法。针对织机织造过程中系统总干扰上界的未知性和系统时变性的特点,设计了自适应律来估计外部干扰的上界值,设计神经网络参数自适应律来逼近真实的系统状态,并利用李雅普诺夫稳定性证明系统的合理性。通过其与传统滑模控制(SMC)和神经PID控制(RBF-PID)在仿真实验和实际工况下的对比,结果表明:RBF-BCFOFTSMC在经纱张力控制方面不仅减小了抖振,并且具有较高的鲁棒性和响应性能。

关键词：经纱张力分数阶反步滑模控制神经网络

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