基于TM影像的黑土区表层土壤有机碳空间格局研究

土壤有机碳是陆地生态系统的一个动态组成部分，其储量、分布及其转化在陆地碳循环中起着重要的作用，是土壤肥力的核心指标之一。土壤有机碳含量的多少及其空间分布特性受气候、母质、地形等结构性因子以及施肥、耕作等随机性因子的影响。作为陆地生态系统中的一个区域化随机变量，土壤有机碳在系统内部垂直和水平方向上发生变化的同时，参与大气圈和生物圈这两个碳库之间的循环。为了揭示土壤有机碳的空间分布特性，传统统计学、地统计学、遥感与地理信息系统等方法被相继引入且逐渐走向成熟，其中，利用遥感与地理信息系统相结合的方法来反演土壤有机碳库储量及其空间分布格局为越来越多的专家学者所重视。本文在对不同方法基本理论进行简单阐述的基础上，对利用Landsat TM影像分析表层土壤有机碳格局的可行性进行了分析，并就遥感技术在反演表层土壤有机碳的空间分布格局中的应用前景进行了展望。 以黑龙江省部分黑土地区为研究对象，在不同时空尺度下分析了表层土壤有机碳与Landsat TM影像的TM1－TM5、TM7六个波段以及由其计算出的NDVI、NDTI、NDI5、NDI7、NDSVI、SAVI、RDVI和MSAVI 8个遥感指数之间的相关性。结果表明当Landsat TM影像的成像时间为2002年9月份时：(1)小尺度下表层土壤有机碳与TM1极显著相关(r=0.32, p<0.01)，与TM2、TM3和NDSVI显著相关(p<0.05)，相关系数分别为r=0.27，r=-0.29，r=0.26。(2)大尺度下，表层土壤有机碳与TM1、TM2、TM5和NDI5存在极显著的正相关(p<0.01)，相关系数分别为r=0.30，r=0.34，r=0.35，r=0.32；而与NDI7之间存在显著相关性(r=0.27, p=0.02)。(3)当空间尺度一定时，在不同的时间尺度下与表层土壤有机碳具有显著相关性的遥感指标不同。(4)在大尺度下利用遥感技术测定法得到的回归模型对表层土壤有机碳空间分布格局具有较好的预测效果(R2=0.7097, p<0.05)；(5)在大尺度下海拔高于200 m的地区表层土壤有机碳浓度显著高于海拔低于200 m的地区(p<0.05)。 通过分别利用地统计方法和遥感技术测定法分析海伦市表层土壤有机碳的空间分布格局，以步长为6170m时球状模型对表层土壤有机碳进行了拟合并利用Kriging插值方法得到了海伦市表层土壤有机碳分布格局；将这一结果与我们利用Landsat TM影像通过遥感技术测定方法得到表层土壤有机碳空间格局进行比较发现：在精度一致的前提下，遥感技术测定法在所需样本数量约为地统计方法的一半，同时在所消耗的人力、物力以及在时间上的循环周期等方面，遥感技术测定方法与地统计方法相比也有着明显的优势。

TM数字图像处理中应用专家系统方法辅助土壤分类的研究——以吉林省农安县波罗泡窗口为例

本研究从探索新的、更有效的卫星遥感影像计算机辅助分类方法着眼，从在TM影像上识别土壤类型着手，将专家系统方法应用于到卫星遥感影像计算机辅助分类领域，并作了研究的尝试。通过RSCES在试验窗口区的初步工作结果可以看出，将专家系统方法引入到计算机辅助分类领域是可行的、实用的、有价值的，同时也代表了本领域的发展方向。在研究过程中可以得出以下几点认识。（1）目视判读经验表明，计算机对遥感影像的判读将从过去的单纯利用每个像元的光谱特征，发展到一个新的阶段，即对像元的空间关系以及多种辅助信息的综合应用；分析方法也将从精确的数学模型发展到应用判断性知识不确定性知识的专家系统分析。这代表了遥感图像计算机判读的发展方向。（2）在使用专家知识的基础上，各种辅助数据，包括地形图和原有专题力数据，寻于改善判读精度可以发挥重要的作用。（3）将专家系统应用于计算机辅助判读，目前国内外虽然做了一些工作，但还处于初期阶段，正处于发展完善之中，因此，专家系统的设计和建造没有现成的方法和严格的途径可资遵循。专家系统是一门多学科的交叉科目，在系统的建造过程中，尤其需要领域专家与系统设计人员的密切配合，相互合作。

基于Landsat TM的西安市城市热岛效应研究

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重离子诱导正常组织细胞的突变及损伤效应

对于重离子束辐照诱导的人类肝L02细胞hprt基因突变和DNA损伤效应目前还很少有报导。在重离子治癌和载人空间飞行当中，评价重离子辐照对病灶周围正常组织的辐射危害和空间重离子射线对宇航员的辐射风险越来越重要。本论文通过研究hprt基因突变频率、突变谱以及DNA损伤情况，为正确评价重离子对人体正常组织细胞的辐射风险及危害提供基础数据和依据。利用兰州重离子研究装置（HIRFL）提供的12C6+离子束(到达细胞样品处的能量为83.6MeV/n，对应的LET值约为30keV/m)和医用电子直线加速器提供的X射线（8MV，对应的LET值约为0.2keV/m）对体外培养的L02细胞进行0~6Gy照射后，在含有6-TG的培养基中克隆、6-TG筛选hprt突变细胞株，细胞克隆法测定hprt基因突变频率。各照射剂量分别随意挑取9~10个hprt基因突变株扩大培养，分别提取DNA后用多重PCR法扩增hprt基因的九个外显子，利用琼脂糖凝胶电泳观察其缺失突变谱。利用常规彗星电泳方法检测12C6+离子束（LET为30 keV/μm）辐照后人类肝L02细胞的DNA损伤情况，以CASP软件逐个分析彗星图像，主要检测头部DNA（HDNA％）尾部DNA（TDNA％）、彗星全长（CL）、尾长（TL）、尾矩（TM）和Olive尾矩（OTM）等指标的剂量-效应关系，并用SPSS11.5软件进行统计学分析。最后绘制出并线性拟合TM-剂量曲线。实验结果显示，人类肝细胞L02细胞系hprt基因对12C6+离子束和X射线辐照是敏感的。L02细胞对12C6+离子的存活分数明显低于对X射线的存活分数，即12C6+离子对L02细胞的致死效应强于X射线。两种射线照射后，每106个存活细胞中突变克隆的个数随照射剂量增大而增大。受致死效应影响，受照细胞的突变频率先增大后减小，都在1Gy处达到最大值，与文献报道的其他重离子辐照细胞诱导突变的结果相似。在所分析的突变细胞克隆中，发生缺失突变的概率最大，且大多数为大片段缺失突变。文献报道X射线多诱导微小突变和小片段缺失突，说明高LET的重离子辐射比低LET的X射线所引起的细胞损伤更大。另外，随着照射剂量的增加，完全缺失突变几率呈逐渐增大的趋势。但由于能够分析的细胞克隆数有限，进一步的研究是必要的。彗星电泳实验结果发现辐照以剂量依赖的方式引起L02细胞彗星图像TDNA％、CL、TL、TM和OTM等指标的增大，且TM值与剂量成线性正相关。说明该LET的12C6+离子束对DNA有较强的致损伤效应，且与剂量成正相关。本文实验所用碳离子束的LET(30keV/m)恰处于重离子治癌当中离子束贯穿健康组织到达肿瘤靶区之前入射通道上所具有的LET范围之内。本文的突变频率实验结果显示重离子束诱导正常组织细胞hprt基因突变的频率要高于X射线，也就是重离子束辐射对正常组织的远后效应及辐射风险与危害要大于X射线。突变谱实验结果表明单次大剂量碳离子照射对于hprt基因乃至细胞和组织都会造成很大的损伤。彗星电泳的结果也显示重离子对正常细胞一定的致DNA损伤效应。因此，应在充分考虑重离子束对正常组织辐射风险的前提条件下合理地制订治疗计划，在治疗当中应尽量避免对正常细胞组织的单次大剂量照射，使得重离子治癌成为一种最有效且安全的放射治疗模式。另外，在宇宙空间中，碳离子虽然在空间重离子中所占的比例较小，但从本文结果可以看到其也存在一定的辐射风险。因此，在载人空间飞行当中也应充分考虑其对宇航员的辐射风险及危害，并制定相应的辐射防护计

基于TM的渤海海岸带1988~2000年生态环境变化

海岸带作为海陆之间的过渡地带,是全球生态环境最为复杂和特殊之处。研究海岸带土地利用变化对于了解该区域生态环境演变具有重要意义。利用1988和2000年的Landsat-TM数据,在GIS技术支持下,通过一系列空间分析,得到渤海海岸带土地利用/土地覆盖变化,结合社会经济统计资料分析该区域生态环境的动态变化情况及其驱动因素。结果表明,1988~2000年,由于渤海海岸带社会经济的快速发展,海岸带土地利用格局发生了巨大的变化。耕地大面积减少,城乡工矿用地、养殖池塘、盐田急剧扩张;林地、湿地等具有重要生态价值的土地类型面积显著下降。表明强烈的人类活动已经使自然生态系统受到破坏,渤海海岸带生态环境质量总体上呈现下降趋势。

基于TM影像的表层土壤有机碳空间格局

土壤有机碳是土壤肥力的核心指标之一,理解其空间分布格局对促进精准农业的发展和科学施肥具有重要意义。本研究旨在检验TM影像结合地面采样数据分析黑龙江省黑土分布区表层土壤有机碳空间分布格局的可行性。结果表明:1)表层土壤有机碳浓度与TM5波段呈显著正相关(r=0.553,P<0.01),与TM4、TM5波段影像像素值之间满足二次多项式回归关系(R2=0.6791,P<0.05);2)回归模型对表层土壤有机碳空间分布格局具有较好的预测效果(R2=0.7097,P<0.05);3)海拔高于200m的地区表层土壤有机碳浓度显著高于海拔低于200m的地区(P<0.05)。

基于TM影像和统计分析的林分参数估测研究(英文)

林业研究中的主要兴趣点之一在于通过经验或半经验模型建立林分参数与遥感影像数据间的相互关系来估测林分参数。基于覆盖美国佛罗里达州东北Duval县的遥感数据和两块样地清查数据,论文探讨了所选林分参数与TM影像光谱DN值间的相关性。相关性分析结果表明,单波段或植被指数对林分参数的解释能力低于50%,为此构建了林分参数与影像多波段间多元回归模型来估测林分参数。预测结果通过另一组数据验证,除林分密度外,其它参数估测可信度达75%以上。论文最后探讨了预测模型不足和需改进的地方,并指出该研究有助于更好地理解影像光谱值和林分参数间的关系。图1表2参9。

Analysis of spatio-temporal dynamic pattern and driving forces of urban land in China in 1990s using TM images and GIS

China has witnessed fast urban growth in the recent decade. This study analyzes spatio-temporal characteristics of urban expansion in China using satellite images and regionalization methods. Landsat TM images at three time periods, 1990/1991, 1995/1996, and 1999/2000, are interpreted to get 1:100000 vector land use datasets. The study calculates the urban land percentage and urban land expansion index of every 1 km(2) cell throughout China. The study divides China into 27 urban regions to conceive dynamic patterns of urban land changes. Urban development was achieving momentum in the western region, expanding more noticeably than in the previous five years, and seeing an increased growth percentage. Land use dynamic changes reflect the strong impacts of economic growth environments and macro-urban development policies. The paper helps to distinguish the influences of newly market-oriented forces from traditional administrative controls on China's urban expansion. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.