SVM法在喀斯特城市土地利用分类中的应用

选取覆盖桂林城区的美国Landsat 5卫星TM图像,利用支持向量机SVM提取土地利用信息,同时与最大似然法、决策树和人工神经网络的分类结果比较,研究提高喀斯特城市遥感分类精度的方法,并分析1989~2006年桂林城区土地利用的变化。结果表明,SVM可提高喀斯特城市土地利用信息遥感分类的精度,可有效地动态监测喀斯特城市土地利用的变化。SVM的地物分类精度和Kappa系数最高,总体分类精度为91.7%,超过90%,Kappa系数为0.827,明显高于人工神经网络、决策树和最大似然法的分类结果。1989~2006年桂林城区土地利用类型发生了很大变化,建筑物面积大幅度增加,而农业用地面积大幅度减少,较小水体的面积萎缩甚至完全消失。     

基于Visual C＋＋的喀斯特城市地表温度遥感反演

针对现有的地表温度反演研究基本上都是利用IDL或MATLAB语言编程实现、计算效率低的问题,利用Visual C＋＋语言编程实现＂喀斯特城市地表温度遥感反演系统＂,快速反演桂林喀斯特城市Landsat TM遥感图像的地表温度场和NDVI空间分布,分析NDVI变化对地表温度的影响。结果表明,系统具有独立运行、运行速度快等特点;NDVI在0.1～0.7范围时,地表温度随归一化植被指数的增加而降低,呈现负相关的关系,地表植被覆盖可降低地表温度、降低城市热岛现象。系统快速获取的地表温度场可揭示喀斯特城市热环境状况、城市热岛的规模和程度、喀斯特山峰植被的凉岛效应,为喀斯特城市的可持续发展提供科学数据。     

喀斯特城市不透水面对地表温度影响分析

针对桂林喀斯特城市快速扩展所引发的热环境问题,对美国Landsat TM卫星遥感图像利用模型反演不透水面率、地表温度,研究不透水面空间分布格局对地表温度的影响。结果表明,地表温度随不透水面率的增加而升高,地表温度与不透水面率呈明显的正相关关系,当不透水面率数值较高时地表温度随着不透水面率的增加而加速上升,连续大面积的不透水面是产生喀斯特城市热岛效应的直接原因。     

水源林地区不同地表类型热效应的遥感反演分析

为了分析水源林地区不同地表类型对该地区的空间热效应,对美国Landsat7ETM卫星1999年12月15日和2002年1月5日桂林市灵川县青狮潭水源林遥感图像,利用遥感反演模型提取不同地表类型的地表温度,计算空间热效应指数。结果表明,不同地表类型的地表温度存在差异,冬季阳坡林地、农田等植被覆盖下垫面的地表温度较高,次之为裸地与建筑物,水体和阴坡林地较低。冬季阳坡林地对水源林地区热效应影响最高,热效应影响指数高于70%,次之为农田,两者的热效应影响指数和高于99%;裸地与建筑物对水源林地区热效应影响极微(热效应影响指数不超过1%),而水体和阴坡林地的影响为零。林地植被蒸腾对水源林地区热效应有较强调控作用。     

植被及水体的分布对珠海城市地表温度的影响

针对珠海“国家园林城市”需要定量评估的问题,利用遥感模型和Landsat卫星图像反演地表温度、NDVI植被指数和MNDWI水体指数,定量分析其空间分布特征及影响关系。结果表明,大部分居民区的绿化覆盖率较高,NDVI在0．1～O．2,而大部分林地的NDVI在0．4～0．5,没有出现连续大面积的高地表温度区。NDVI〉O．3时,地表温度随NDVI的增加而快速下降,而NDVI在0．0～0．3地表温度随NDVI的增加而升高,平均地表温度峰值在NDVI为0．3,裸露的海滩、河滩等滩涂表面温度较低,减弱了裸露人工建筑高温像元的影响,使得结果与已有对其它内陆城市的研究不同。地表温度随水体指数的增加而降低,呈负相关关系。茂密的绿化林地、海洋等大面积水体、大面积滩涂和沼泽等湿地对调节珠海城市热环境发挥重要作用。     

冬季水源林植被覆盖度变化对地表温度的影响

水源林地表温度受植被覆盖度变化的影响,而植被覆盖度变化、干旱引起的地表温度异常又会影响河流水量,研究植被覆盖度对地表温度的影响关系可以监测水源林可能旱情的发生、预测对河流水量的影响。因此,利用遥感反演模型,提取2002年1月5日桂林市灵川县青狮潭水源林ETM遥感图像的植被覆盖度和地表温度,分析冬季水源林植被覆盖度变化对地表温度的影响。结果表明,冬季水源林地表温度随植被覆盖度的增加而升高,呈现明显的正相关关系,但呈现显著的非线性关系,这与夏季水源林地表温度随植被覆盖度的增加而降低恰好相反;相同植被覆盖度的水源林的地表温度存在差异,尤其是阔叶林、竹林、针叶林的地表温度存在差异;受地形的影响相同植被覆盖度的水源林阳坡地表温度高于阴坡、山谷。     

地震灾害引起植被覆盖变化的遥感检测

为了评估汶川地震引发的崩塌、滑坡和坡面泥石流等次生灾害对地表植被的破坏状况,对四川汶川地区地震前2007年4月19日和地震后2008年5月23日同一季节的美国Landsat 7 ETM卫星遥感图像,经预处理后反演地表植被覆盖度信息,检测地震灾害引起的植被覆盖变化。结果表明,地震灾害引起的植被覆盖减少区域主要分布在陡峭的河流两岸和沟谷地形地区,崩塌、滑坡和坡面泥石流等引起的裸露地表增加的面积占研究区面积的比率近6%,研究区植被覆盖度减少的面积达到33.7%,占总面积的1/3,显著减少(植被覆盖度减少量超过0.2)的面积达到10.3%,地表植被受到大面积的破坏。     

大气物理参数对漓江水位的影响分析与预测

大气物理参数是影响漓江的水位变化的主要因素,对2000～2006年连续各月桂林市的大气温度、大气相对湿度、降水量、日照时数等大气物理参数和桂林水文站漓江水位数据,使用相关分析法分析大气物理参数对漓江水位变化的影响程度,并应用径向基人工神经网络由大气物理参数对漓江水位变化进行预测。结果表明,造成漓江水位变化的最重要大气物理参数是降水量,次之为大气温度;正常气象情况下,根据降水量和大气温度利用径向基神经网络可较为准确地预测漓江年最低水位和年最高水位,预测最低水位的误差小于5%,预测最高水位的误差略大于5%,预测最低水位比最高水位更准确,可为漓江流域可能发生的旱情、洪水等问题提供科学的决策数据。     

太阳辐射下不同绿化植被表面温度的观测

地表温度直接影响着城市地表热场的分布和地表气温的高低,从而影响城市小气候环境。在太阳辐射条件下,利用红外测温仪连续观测桂林市不同绿化植被种类、水泥地、干燥裸土的表面温度,研究不同植被种类由于蒸腾作用不同所造成的表面温度差异,为城市绿化降低城市地表热场的热效应而合理选择植被种类。结果表明,樟树、紫荆等叶片的面积较大或者叶片表面的角质层较少,蒸腾作用较强,其表面温度日最高值低于裸土、水泥地分别约6℃、14℃,降温效果较显著;次之桂花、银杏和竹子的表面温度日最高值低于裸土、水泥地分别约4℃、12℃;棕榈、草地的蒸腾作用相对较弱,其表面温度日最高值低于裸土、水泥地分别约2℃、10℃,降温效果较差。     

城市不同地表类型地表温度与空气温湿度的观测

为了比较城市不同地表类型所形成的局地小气候环境差异,选取水泥广场、沥青道路、草地、林地、裸土等城市典型下垫面,在夏季晴天天气使用自动红外测温仪、空气温湿度探头观测地表温度、近地表空气温湿度的日变化,数据表明不同地表类型地表温度的差异直接影响近地表空气温湿度的日变化而存在差异。与林地相比,沥青道路、水泥广场、裸土地表温度最高值高23℃,气温最高值高6℃以上,空气相对湿度最低值低5%;草地的地表温度与气温最高值分别比林地高8℃、3℃,空气湿度略低于林地。夜间24:00,水泥广场、沥青道路地表温度分别比林地高10℃、6℃,使气温比林地高3℃以上,空气相对湿度比林地低10%,出现显著的城市热岛现象。     

零视距地物长波红外特征场景仿真研究

为仿真地物长波红外场景图像,根据地表温度随时间变化的规律,并结合气象状况、背景材质、热特性参量、热状态等参数,在对太阳辐射、大气长波辐射、大气温度和地表热传导等影响地表温度变化的因素进行分析的基础上,建立了基于热平衡理论和热传导过程的方程。解算出多种常见地表一日之中的温度变化情况,并将其应用于由相同景物可见光纹理图像反演出的相应红外纹理图像中。在考虑景物表面自身发射、反射的辐射计算模型的前提下,生成了具有相似红外纹理细节的地表红外场景。结果表明,该方法可生成接近真实感的红外场景,有效地模拟仿真地物的长波红外特征。     

利用Landsat热红外数据研究1985年—2015年北京市冬季热场分布

由于北京城市中心区冬季供暖、汽车尾气、工业生产等因素的影响,以及冬季植被覆盖减少导致地表热惯量降低,致使北京市冬季地表热场与其他季节差异明显。冬季城市热场分布直接影响冬季大气颗粒物等污染物的扩散速度,因此,研究热场分布对了解城市热场在大气颗粒物污染中的贡献具有重要的意义。首先利用MODTRAN大气辐射传输模型计算大气透过率、大气上行辐射与大气下行辐射三个关键参数,通过构建查找表解算热红外波段辐射传输方程。使用数据模拟的手段评价了该方法的精度,结果表明,当比辐射率和水汽分别在±0.005和±0.6的误差范围内波动时,温度反演的误差分别小于0.348和2.117 K,表明该方法可达到较高的反演精度。选择长时间序列Landsat TM、ETM+数据,进行地表温度反演,得到1985年—2015年北京市的地表温度。基于反演的地表温度分析了北京市热场的时空分布。结果表明,北京冬季热场分布在空间上可分为四个层次：北京市二环内温度较高、二环到五环内低温环状特征明显、外围郊区温度高以及北京西部的山区温度最低;随着近30年来北京市的快速发展,热场分布在长时间序列中发生了明显的改变：随着北京城市的不断扩张,环状低温区域也不断扩大,从三环扩展到六环;城市二环以内热岛效应随时间推移而增强,且分布范围扩大。     

水体膨胀系数随温度变化的测定

用分度值为２ｍｇ的物理天平测量水的体膨胀系数随温度的变化。利用微机对实验结果做最小二乘法拟合,不权得到了４￣６５℃温度范围水体膨胀系数随温度的变化关系,而且０￣４℃温度范围内的反常膨胀系数也被观测到。     

云和降水扰动对黄土高原半干旱草地辐射收支及能量分配的影响

地表辐射收支和能量分配对陆-气系统的反馈是气候模式中最重要的物理过程之一. 认识半干旱地区云和降水的扰动对辐射收支和能量分配的影响规律, 是提高数值模式中评估地表辐射收支和能量平衡参数化效果的关键环节. 利用兰州大学半干旱气候与环境观测站2008年的观测资料, 研究了云和降水的扰动对辐射收支各分量的削弱作用及对地表能量平衡的影响规律. 年平均结果表明, 多云状况可以作为年平均的气候背景; 云和降水对短波辐射削弱最强, 大气向下长波辐射随天空云量的增加而增强, 地表向上长波辐射随着云量的增加而减小, 净辐射占总辐射的比率受云和降水的影响较小. 季节平均结果显示, 短波辐射日积分量在生长季和非生长季均随云量的增加而降低, 生长季云和降水对短波辐射的削弱作用明显强于非生长季. 生长季, 晴天、少云和多云时向上长波辐射差异不大, 阴天时向下和向上长波辐射明显减小. 非生长季, 地表向上长波辐射受云和降水的影响较小, 日积分量变化不大, 向下长波辐射随云量的增多而增强. 地表反照率具有明显的日变化和季节变化, 冬季大, 秋季小; 地表反照率日变化呈不对称的“V”形分布. 生长季, 感热通量和土壤热通量随云量增多而减小; 潜热通量在晴天、少云和多云状况下随云量增多而增大; 阴天时受降水影响, 净辐射的严重削弱导致了潜热通量大大降低. 非生长季, 少云时净辐射日积分量最大, 晴天时的净辐射与多云和阴天状况接近; 感热和潜热通量随云量的增多而减小, 土壤热通量日平均积分值在非生长季为负. 生长季, 多云状况的能量闭合度最好, 能量不平衡差额占净辐射的3.9%; 阴天时最差, 不平衡差额占净辐射的16.8%; 晴天和少云状况不平衡差额约占净辐射量的7%. 非生长季受积雪影响, 能量不闭合差额明显大于生长季. 关键词： 半干旱草地 云和降水的扰动 辐射收支 能量平衡     

浅析桂林城市道路的绿地景观

道路是城市中具有重要地位的空间环境,人们对城市最直接最经常的感受来自于街道,因此道路的景观构成对城市形象具有很大的影响力。而城市道路绿地景观又是道路景观主体构成部分,在城市景观中起着主导地位,是增加城市魅力的关键。本论文从对桂林市当前街道绿地景观的不同角度分析,强调街道绿地必须尊重城市整体环境,凸显桂林“山--水--城”城景交融的地域特色和城市风情。     

反应限制聚集模型的动力学行为的研究

根据反应限制聚集（reaction limited aggregation, RLA）模型,研究表面活性剂存在时 的薄膜外延生长动力学过程. 研究结果表明,在二维岛的生长初期,分形岛与紧致岛具有不 同的岛密度和“死”原子密度（岛的相对总面积）增长方式：分形岛密度随覆盖率生长指数 小于1,紧致岛密度的生长指数大于1;分形岛相对总面积随覆盖率线性增长,紧致岛相对总 面积随覆盖率非线性增长. 关键词： 反应限制聚集模型 岛密度 “死”原子密度     

Cooper对质心定向运动速度的空间分布与自场空间分布

由 Cooper对质心定向运动速度和超导电流密度矢量随空间分布的规律 ,导出了既随温度、又随空间变化的 Cooper对质心定向运动速度的表达式 ,并由此导出了超导电流自场随温度和空间分布的规律及外磁场在超导体内的指数衰减规律。     

城市河网尺度的水体光谱指数适宜性分析研究

城市地表水是城市生态环境的重要组成部分,地表水环境高光谱遥感是高光谱遥感的重要应用方向,水体提取是地表水环境高光谱遥感的第一步,其主要任务是从高光谱遥感数据中提取地表水水体轮廓。基于光谱指数的水体提取方法充分利用光谱信息,计算简单,实现容易,提取效果优异。归一化植被指数(NDVI)、归一化水体指数(NDWI)、高光谱差异化水体指数(HDWI)和基于指数的水体指数(IWI)等光谱指数已经广泛应用于湖泊、大江大河等开阔水体提取。近些年来,随着成像光谱技术的发展,高光谱遥感数据的获取能力也突飞猛进,空间分辨率和光谱分辨率不断提高。与江河湖基本在流域内沿地形分布不同,城市地表水一般细小,纵横交错,形成河网。在高光谱遥感数据用于城市体表水提取时,其面临的图像空间分辨率、地物类型和地物复杂等,与江河湖水体提取有很大不同。因此,需要对这些常用的光谱指数在城市地表水提取中的适宜性进行评价。以此做为出发点和目标,以河网密布的江南水乡中国浙江省嘉兴市为研究对象,以应用型航空成像光谱仪(Airborne imaging spectrometer for applications, AISA)获取的高空间分辨率机载高光谱遥感数据为数据源,通过Youden指数确定最佳阈值,将总体分类精度、错分误差、漏分误差、Kappa系数作为衡量指标,分析评价了NDVI,NDWI,HDWI和IWI 4种光谱指数在城市河网提取中的适宜性。结果表明,阴影与水体光谱变化趋势类似,是造成水体提取过程中高错分误差的主要因素。四种指数都可以准确抑制落在植被中的阴影,但无法有效抑制落在建筑物中的阴影。HDWI虽然可以在一定程度上抑制建筑物中的阴影,但是无法有效地抑制亮建筑物背景。通过对不同类型水体和阴影（笼罩下地物）光谱的进一步分析,虽然水体和阴影光谱曲线变化趋势相似,均在560～600 nm附近存在波峰,但是水体和阴影波峰高度存在差异,水体波峰值较大而阴影波峰值较低。因此,通过充分挖掘水体和阴影在560～600 nm处光谱反射信息,有望进一步抑制建筑物阴影,提高城市河网水体提取精度。     

学术会议简讯

中国物理学会高压物理专业委员会决定,1989年第四季度在广西省桂林市召开第五届全国高压学术讨论会,交流近两年来的高压科技研究进展和成果。欢迎高压物理界同行们提交学术论文报告。 征文内容:动、静态高压设备和测试技术,超硬等新材料的高压合成,高压物性与结构,高压相变与物态方程,其它有关高压科技领域中的内容。 征文要求:论文文摘要求突出自己工作的重点,语句简练通顺,文字、符号、单位规范化,字迹清晰、工整,写在方格稿纸上。字数限在300—400之间,不得超过400字。用中、英文写论文题目、作者、单位和文摘内容。不合要求的稿件不予以录用。 投稿时间和地点:截止日期为1989年4月10日以邮戳为准。投递地点:广西省桂林鲁山桂林金刚石总厂(邮政编码:541100)方啸虎同志收或北京西郊中关村中国科学院物理所(邮政编码:100080)沈主同同志收。     

基于多光谱数据的湿地景观格局变化对越冬候鸟生境影响

安徽升金湖是典型的长江中下游自然通江湖泊湿地,是越冬候鸟尤其是珍稀鹤类的理想越冬地,水利设施的修建改变了升金湖的自然连通状况,使湖泊水位变化受人为控制,继而引起景观格局变化,从而影响越冬候鸟生境。为探究水位波动对越冬候鸟生境影响规律,基于Landsat-8（OLI）多光谱遥感影像对升金湖土地利用类型进行分类,结合水位数据和候鸟种群特征数据,选取景观斑块谱特征指数并对其分级,分析不同水文期升金湖湿地水位变化规律,探索湿地景观斑块谱特征时空变化特征,探究不同水文时期自然湿地景观格局和越冬候鸟生境变化规律。结果表明：空间上该区域丰水期大斑块面积占优,枯水期中等斑块面积达到峰值,在退水期和枯水期景观格局分布良好,景观整体表现出大斑块面积占优、数量较少且形状复杂,小斑块分布分散、数量巨大且形状规则,中小型斑块面积均匀,形状各异。时间上景观格局随水位变化,斑块总数随水位升高先增后降,小斑块数量变化最大且稳定性差易受水位波动影响;水位对大斑块形状指数影响较大,水位升高大斑块形状趋于复杂化,涨水期和丰水期大斑块形状指数最大,趋于狭长式分布,景观边缘效应趋于明显,内部结构异质性降低;四个水文期香浓多样性指数分别为1.754 2（涨水期）、1.571 7（丰水期）、1.762 3（退水期）、1.790 1（枯水期）,香浓多样性指数减小,景观类型多样性趋于单一。越冬候鸟生境面积与水位高低呈负相关,草滩地、泥滩地和芦苇滩地三种类型面积此消彼长并长期处于平衡状态,草滩地面积在生境面积中占比最高起主导作用（68.01%）,总体生境面积在候鸟越冬末期（枯水期）达到峰值,利于越冬候鸟觅食等行为活动。基于此,建议在越冬候鸟前期（8月-翌年1月）通过控水闸人为调控升金湖水位,使各生境类型面积增加,为越冬候鸟提供优质生境。