分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2019-11-15 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 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。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-04-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 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 m3s-1和50~100 m3s-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 m3s-1和2.81 m3s-1；当径流量为100~200 m3s-1和>200 m3s-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 m3s-1和1.06 m3s-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。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2023-03-14 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 地下水对于调节干旱区水循环和生态系统具有重要意义，认识和管理地下水资源是防止河流基流减少，地面沉降和水质退化的关键。通过分析艾比湖流域地下水水化学参数和氢氧稳定同位素特征，结合线性回归、双端元混合模型和GIS空间分析等方法，探讨不同区域地下水补给来源和水化学组分动态变化。结果表明：（1）博尔塔拉河（简称博河）和精河中下游区域氢氧同位素（2H与18O）值最大，艾比湖周边区域次之，博河上游区域最小，流域地下水存在不同的循环过程。（2）地下水氘盈余（d-excess）和水化学特征反映了地下水不同的补给机制和影响因素，博河上游区域地下水主要受冰川积雪融水补给；博河和精河中下游地下水主要来源为地表水和降水，同时受岩层性质、农田开发和灌溉措施影响较大；艾比湖周边地下水主要来源于冰雪融水和降水。中下游区域和河湖交汇区地下水是防控和治理的重点区域。（3）地下水流动系统Ⅰ的电导率（Electrical con⁃ductance，EC）在210.00~2500.00 Scm-1 之间，d-excess 在6.47~9.70之间；流动系统ⅡEC 在141.60~5260.00 Scm-1之间，d-excess在9.61~17.45之间，地下含水层存在不同的水力联系。研究结果对艾比湖流域地下水氢氧同位素和水化学驱动机制的探讨，可以为流域地下水资源的合理利用及科学开发提供一定的理论参考依据。
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