基于遥感技术的达里诺尔湖湖面演化研究

为摸清中国北方寒旱区湖泊萎缩情况,以达里湖为研究对象,应用1999年,2001年,2003年,2007年及2010年的Landsat 5 TM影像资料,利用ENVI4.7与ArcGIS9.3软件对选取影像进行分析与处理,最终获取达里湖近10年的面积变化情况.结合达里湖所在地区的蒸发量与降雨量资料,分析湖泊面积发生变化的原因.结果表明:波段742的彩色合成图像地物色彩对比最为强烈,水面提取效果和实际最为相符,在达里湖水面进行提取时均以RGB=742的彩色合成图像为基础.达里湖湖泊面积近11年来总体呈现逐年递减趋势,从1999年的213.54到2010年的188.48km2,减少近25.06 km2,特别是2003年以后,湖面面积减少速度增快.通过对气象资料分析,达里湖区域蒸发量约为降雨量的1.8倍,造成湖泊面积萎缩的主要原因为连年干旱,蒸发量远大于补给量,此外,湖区周边的过度放牧引起的生态环境破坏也会造成达里湖湖泊面积萎缩.     

近50年来松嫩平原荒漠化时空变化特征

以1975、2000和2018年的遥感影像为数据源，采用“人机交互式”的目视解译法，提取土地荒漠化信息，结合地理信息空间分析技术，采用动态度计算、转移矩阵分析、景观格局分析等方法，分析松嫩平原近50年来的土地荒漠化时空变化特征和演变规律。研究结果表明，1975—2000年，松嫩平原荒漠化土地总面积明显呈发展趋势，总面积增加了7 061.60 km2，主要分布在松嫩平原东南部；2000—2018年，松嫩平原荒漠化总面积减少，减少面积为10 387.46 km2，土地荒漠化趋势得到改善。      

鄂尔多斯景观格局演变与景观生态网络优化研究

以鄂尔多斯市为典型研究区，以2000、2005、2010、2015、2018年研究区景观格局数据和气象水文数据为研究素材，基于复杂网络理论、景观生态学和GIS空间分析技术，定量研究鄂尔多斯市景观格局的时空演变规律，并探究各级子流域的水源涵养深度，再将研究区景观格局演变数据和生态水文数据与由多个决定景观特征的因子构建的景观生态网络进行耦合分析，为研究区景观格局优化及生态环境建设提供参考。结果表明：在研究期内鄂尔多斯市的耕地不断减少，林地、草地、水域和建设用地均有一定程度的增加；景观演变主要是耕地、林地和水域之间的转化，林地、水体的景观演变最为剧烈，耕地、草地和建设用地相对平稳；鄂尔多斯地区整体水源涵养能力偏低，相对而言，东部地区的水源涵养能力高于西部地区，随着时间的推移，水源涵养深度高值逐渐南移；构建的鄂尔多斯市景观生态网络共342个生态节点、402条生态廊道，基于度低者优先的增边策略增加了119条廊道；优化后的网络连通度和连通鲁棒性均明显提升，网络中生态流更为畅通。     

1956年以来洞庭湖盆的演变

1956年以来洞庭湖盆经历了萎缩和扩容的历史过程，为分析各历史阶段变化原因和预测变化趋势，根据1956-2019年洞庭湖水系水沙和湖盆水面面积、湖容实测资料开展研究，基于分离变量法重点识别泥沙淤积、湖盆沉降、湖区围垦及洞庭湖水系采沙对湖容变化的贡献比例。结果表明：1956-2019年洞庭湖水面面积减小1 247.59 km2，其中东洞庭湖水面面积萎缩最为严重，1956-1980年湖区围垦是洞庭湖水面面积减小的主要因素，1980年以后洞庭湖水面面积趋于稳定。三峡水库蓄水前（1956-2002年）入湖沙量及出湖沙量均持续减少，泥沙淤积率约为70%；三峡水库蓄水后（2003-2019年），入湖沙量大幅减少，泥沙淤积率降至14%。湖盆沉降、湖区采沙与泥沙淤积对湖容的影响存在抵消效应，洞庭湖盆目前仍处于缓慢的构造沉降中，平均沉降速率约3 mm/a;2003年以后随着采沙活动进行，洞庭湖萎缩速率有所减缓。1980年以前湖容减小，湖区围垦、泥沙淤积和湖盆沉降对湖容增大的贡献比例分别为-92.7%、-13.2%和5.9%;1980年以后湖容经历了由减小至变大的过程，整体为减小，1981-2002年泥沙...     

基于面向对象的坑塘遥感监测与动态分析

以江汉平原的洪湖市为研究区,利用1990—2009年间的3期Landsat卫星TM遥感数据,基于面向对象的分类方法进行多尺度分割,利用光谱、空间、纹理等特征,并结合专家知识进行坑塘信息提取,对洪湖市坑塘变化状况进行遥感监测和时空演变分析。结果显示:利用面向对象的自动分类方法可以有效提取坑塘信息。洪湖市坑塘面积在1990—2009年间呈现增加趋势,其中1990—2000年与2000—2009年间坑塘面积分别增加了306.53 km2和379.69 km2。坑塘增加面积随着与湖泊空间距离的增加而减少,坑塘的增加主要由耕地、湖泊和河流转化而来。利用面向对象的坑塘信息自动提取可以为区域资源环境调查监测提供参考。     

翁牛特旗景观格局尺度效应分析

以内蒙古自治区赤峰市翁牛特旗为研究区,采用2008、2013、2018年相同月份的遥感影像,结合翁牛特旗地区土地利用数据,将景观类型分为耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地6类,进行景观格局指数分析,选取6个景观类型水平指数和6个景观水平特征指数,分析不同粒度对景观格局各指数的影响。研究结果表明:在景观水平格局指数中,斑块密度从0. 40个/hm~2下降到0. 32个/hm~2,香农多样性从1. 37增加到1. 45,香农均匀性从0. 76增加到0. 81,说明尚未形成优势景观,景观破碎度加剧;在景观类型水平上,随着粒度的变化斑块面积百分比没有明显变化,其他景观类型均随粒度的变化而变化。其中,在2013年和2018年水域对斑块密度的粒度效应反映较为强烈,分别从0. 005个/hm~2增加到0. 046个/hm~2、从0. 010个/hm~2增加到0. 046个/hm~2;未利用地对有效网格面积的粒度效应反映较为强烈,从24 596 m~2增加到40 697 m~2;建设用地对聚集度、凝聚度的粒度反映较为强烈,分别从0. 9减少至0. 3、从94%减少至49%。     

沈乌灌域近30a天然湖泊面积动态变化及驱动分析

沈乌灌域因其特殊的地理位置与气候条件,灌域内湖泊对维持其生态环境良性发展具有重要意义。目前,尚未有对沈乌灌域内湖泊面积历史变迁的研究,为了掌握沈乌灌域湖泊面积的时空变化特征以及有针对性地进行适量补水。基于Landsat与HJ1A/B遥感数据,采用新型水体指数(NWI)结合阈值法、目视解译对1988-2018年沈乌灌域内八大天然湖泊面积进行提取,并结合磴口县气象资料与乌兰布和灌域管理局提供的生态补水、引水量、秋浇水量等资料对灌域内湖泊面积变化进行驱动因子分析。研究结果表明研究区湖泊面积近30 a来一分场海子和冬青湖一直呈直线式扩张趋势,金马湖、纳林湖、镜湖、古月辰湖、砖照井海子和天鹅湖均经历了持续扩张阶段-波动式萎缩阶段-波动式扩张阶段。沈乌灌域内近30 a湖泊面积的变化是气候因素和人为活动的综合影响。     

近30年银川平原典型湖泊动态变化及归因分析

湖泊是我国西北地区人民生活生产和社会经济发展等诸多方面的重要水资源，湖泊系统的动态变化将会导致一系列生态环境问题，但干旱区的湖泊变化问题关注度较少。以中国西北部水资源缺乏的银川平原为研究区，采用了遥感和GIS技术、空间分析、连续小波分析和主成分分析等方法，探究了银川平原近30年典型湖泊的面积动态变化情况，并揭示气象因子、人类活动和引黄灌溉等关键因素对湖泊演变的影响。结果发现，1990-2020年银川平原湖泊面积呈现明显的减少趋势，湖泊面积从92 km²减少到81 km²，银川平原湖泊数量因水系连通工程，小湖泊大范围合并，导致湖泊数量急剧减少，但湖泊数量仅辅助表明银川平原湖泊动态变化情况，湖泊面积和数量的减少趋势，表明银川平原的湖泊水文和生态功能正面临着威胁。统计分析表明，1990-2020年平均气温和年降雨量呈现微弱升高趋势，而城市居民取水量、耗水量、引黄总量和排黄总量均呈逐步减少趋势，对银川平原湖泊面积动态变化均存在一定影响。归因分析得出，银川平原气象要素，即气温和降水量对银川平原湖泊面积动态变化的影响较小，引黄灌溉量是导致银川平原湖泊面积...     

浙中城市群土地利用格局时空演变特征与生态风险评价

为了探究东南沿海发育中期城市群"土地利用-生态"可持续机制,以浙中城市群为例,通过分析1996—2016年间的5期遥感影像数据,运用FRAGSTATS软件测度浙中城市群景观破碎化指数、景观形状指数和景观多样性指数在关键时间节点的水平数值,研究判断区域土地利用综合景观结构演变特征;进而通过ARCGIS演化区域生态风险空间分异态势,分析不同时期浙中城市群的土地利用生态风险。结果表明:21年间,浙中城市群各种类型土地利用之间的转移态势均显著增强:建设用地面积增加了近3倍;林地面积占比总体呈缓慢增长趋势;水域及水利设施用地面积占比逐年下降;未利用土地减少比率最大,其次是耕地;园地的总体面积略有增加,草地的总体面积呈减少态势。浙中城市群的土地利用总体景观格局质量呈现先下降、后上升、再整体下降的态势,1996—2016年总体景观破碎化指数增加,局部年份出现下降,景观形状指数和景观多样性指数总体下降,局部年份出现上升,各种类型土地之间转移趋向复杂波动化。基于2016年时间节点的浙中城市群生态风险空间演变特征视域判析,义乌市、东阳市、武义县的生态风险指数在0. 69～0. 82之间,为Ⅳ和Ⅴ等级区,生态风险等级为较高或高;婺城区、金东区、浦江县的生态风险指数在0. 56～0. 59之间,为Ⅲ等级区,生态风险等级为中;兰溪市、永康市、诸暨市、磐安县、龙游县、缙云县的生态风险指数在0. 49以下,为Ⅰ或Ⅱ等级,生态风险等级为低或较低。1996—2016年浙中城市群土地利用生态风险等级的空间差异较大,且在空间分布上呈现"趋同俱乐部"现象和"集中—分散"演变趋势,即较高生态风险区和高生态风险区在空间上指向浙中城市群中部且出现集聚态势,较低生态风险区和低生态风险区在空间上分散在浙中城市群的西北、东南和西南地区。     

1990-2014年岷江上游流域景观格局变化及驱动力分析

以岷江上游流域为研究对象,选取研究区1990、2001、2007与2014年的Landsat遥感影像作为数据源,结合相关社会经济数据,分析了岷江上游流域1990-2014年景观格局动态变化及其驱动力。结果表明:24年间,流域林地面积明显减少,草地、未利用地、建设用地和水域面积明显增加,耕地面积变化不大。流域总体的破碎度增加,但其均匀度指数较小,说明流域景观整体破碎度不大,景观的蔓延度指数减小速率缓慢,流域中的优势斑块具有良好的连接性。流域各景观类型呈现不同程度的破碎化和复杂化,其中林地破碎化最高,草地占总的景观面积比例最大是该流域的优势景观,建设用地斑块的复杂度最高。运用SPSS软件进行驱动力分析可知,社会经济发展与人口因子和气候因子是导致流域土地利用景观格局变化的主要原因。     

基于ENVI的大纵湖流域土地利用变化及其对水质影响研究

为定量研究大纵湖流域土地利用类型与水质之间的关系,利用ENVI对大纵湖流域2012年和2016年Landsat TM遥感图像解译,采用监督分类法将土地分为6种类型,并与水质进行灰色关联。结果表明:①大纵湖流域以耕地和建设用地为主,两者比例超过总面积的70%。从2012-2016年,耕地和未利用地面积不断减少,主要流入林地和水域。②2012-2016年大纵湖水质指标总体均呈现先略有下降后缓慢改善的趋势。③湖泊水质整体上与土地利用类型的灰色关联度最大的是建设用地,其次是未利用地和水域,林地、耕地和草地的灰色关联度相对较低;各水质指标与土地利用的灰色关联度差异较大。研究表明,林地、草地对水质改善有着积极作用,因此在大纵湖流域上游多植树种草,有利于维护生态环境健康。     

基于GIS与RS的北方防沙屏障带生态系统格局演变

研究北方防沙屏障带生态系统格局演变特征,对加强屏障带建设、改善生态环境具有重要意义。以北方防沙屏障带为研究区,根据2005、2010、2015年MODIS遥感影像,将北方防沙屏障带生态系统类型划分为森林、草地、湿地、农田、城镇、荒漠和裸地7类。采用空间统计、转移矩阵、景观指数分析法、PNTIL模型等方法,对北方防沙屏障带2005—2015年生态系统类型时空演变特征进行分析。结果表明,2005—2015年北方防沙屏障带生态系统整体呈稳定状态;从分屏障带看,内蒙古防沙屏障带荒漠面积明显减少,塔里木防沙屏障带森林面积迅速增加,而河西走廊防沙屏障带草地面积明显增加;从正/逆转换方向来看,屏障带内农田、城镇、荒漠及裸地生态系统正向转换率高于逆向转换率。10年间,在景观水平上,北方防沙屏障带斑块数量、斑块密度呈减少趋势;在类型水平上荒漠景观整体呈现破碎化萎缩的趋势特征,森林、草地向形状简单化的方向发展。研究表明,2005—2015年,北方防沙屏障带生态总体向好,治沙效果明显,但局部仍面临较大压力。     

喀斯特山区贫困乡村土地利用的地形梯度特征

为厘清喀斯特地区小尺度土地利用在地形梯度的特征。基于0.5 m分辨率的Pleiades遥感影像和DEM数据,在ArcGIS技术支持下,采用人工目视解译方法,进行土地利用分类和地形位指数计算,并利用Fragstats 4.2软件,从景观生态学视角,分析4种不同喀斯特地貌的典型乡镇土地利用的地形梯度特征。研究发现:4个不同地貌乡镇的斑块数量(NP)和斑块形状指数(LSI)变化在地形位梯度上存在相似性,而与斑块所占景观面积(PLAND)变化规律有明显不同。斑块水平上各指标变化在4个地貌乡镇之间存在一定差异。随着地形位指数增加,4个乡镇的聚集度(AI)和蔓延度(CONTAG)整体上呈增加趋势,而4个地貌乡镇的香浓多样性指数(SHDI)和连接度(COHENSION)变化存在差异。不同地貌的土地利用结构的差异是形成不同喀斯特地貌贫困乡村土地利用梯度特征的重要因素。     

鸭绿江口滨海湿地保护区景观变化分析

以鸭绿江口滨海湿地保护区1995年和2010年两期遥感影像为基础数据,进行景观格局指数计算,对研究区景观格局的变化特征进行分析。结果表明:1995—2010年,保护区天然湿地的面积减少了19.58 km2,其中滩涂面积大量缩减;景观斑块数(NP)由1995年的2 177块增加到2010年的2 928块,增加了34.50%,表明东港市滨海湿地的景观破碎化程度越来越严重。滨海湿地景观的变化同时受到自然因素和人为因素的影响。     

高分遥感影像道路提取方法研究

高分辨率遥感影像道路提取是当前研究的一个热点,传统的提取方法多基于光谱特征,不能充分利用高分影像的形状、纹理等特征。文章提出了一种利用光谱特征和形状特征提取高分遥感影像道路的方法。首先利用道路的光谱特征,采用阈值分割法提取可能的道路段并去除小面积区域,再根据道路的线性特征去除非线性区域,之后进行形态学闭合运算填补由道路光谱差异造成的孔洞,并进行修剪,实现道路的提取。     

基于“源-汇”理论的汾河太原段非点源污染识别

““源”“汇”景观格局是指既能促进非点源污染过程的正向演变，又能阻止/延缓生态过程的景观类型或单元。采用2020年太原市高分辨率遥感影像分类提取研究区景观格局分布信息，基于“源”“汇”理论和洛伦兹曲线分析景观空间分布对非点源污染的影响，并提出非点源污染防治的景观格局优化建议。结果表明：太原市非点源污染风险总体较高，“源”景观为主导作用的景观单元占62.87%。太原市中部非点源污染风险较高、东西山区较低。以“源”景观为主的景观类型位于太原市中部汾河两岸的建设用地，为极高风险区，占整体区域面积的17.69%，而太原市东西两侧山体以“汇”景观类型（主要是林地）为主，污染风险较小。基于坡度因子和河道距离因子的“源”“汇”景观污染负荷之比均大于1，在坡度要素中“汇”景观广泛分布于高坡度区，景观布局合理；河道距离要素中“源”景观分布在距河道近的区域，易导致非点源污染。     

基于语义分割模型和遥感的柑橘园空间信息提取

为应用高分辨率遥感影像和卷积神经网络模型快速提取柑橘园空间信息,选择四川省柑橘重点产区蒲江县为研究区,以高分辨率Google earth图像为数据源,构建3类不同树龄的柑橘园样本数据集,训练U-net和DeepLabv3+语义分割模型,提取柑橘园空间信息。通过验证,具有不同神经网络结构的U-net和DeepLabv3+模型提取柑橘园信息总体精度分别为88.30%和86.79%,Kappa系数为0.75和0.72,二者精度相当;通过分析小地块的果园遥感识别精度,测试区最小识别图斑面积约为120 m2,大于该面积的果园遥感面积平均精度在85%以上。该研究可为经营者、农业部门使用高分辨率遥感影像和开源的深度学习分类工具快速获取果园空间信息提供参考。     

包头市景观格局时空演变研究

以内蒙古自治区包头市为研究区,选取2006、2010、2016年相同月份遥感影像,结合包头市土地利用数据,将包头市景观类型划分为林地、草地、水体、耕地、建设用地、其他用地共6类,进行景观格局动态度变化分析、转移网络分析、变化空间集聚特征分析、重心转移分析、景观格局指数变化分析和景观格局演变驱动力分析。结果表明,2006—2016年市域景观特征发生了较大变化,其中2006—2010年其他用地景观类型的减少速度高达19. 48%,10年间建设用地的增加速度从1. 3%增至2. 76%,在2010—2016年有15. 19%的耕地转化为草原景观,3. 79%的耕地转化为建设用地; 10年间景观变化呈现点状分布,主要分布在耕地密布、草地破碎的农业耕作区和不同景观交替的边缘; 2006—2010年间,其他用地中的北部裸土地经过生态治理面积减少,其重心向东南移动73. 79 km;景观分割指数、香农多样性、香农均匀性等呈减小趋势,尚未形成优势景观,景观破碎度加剧;通过景观格局驱动力分析发现,景观变化密集度与NDVI具有相关性。     

近40年挠力河流域沼泽湿地退化特征及驱动因素量化研究

受人为因素、气候变化和水文条件的影响，近40年挠力河流域沼泽湿地退化严重。基于1980-2020年多期土地利用数据及长时间序列水文和气象数据资料，分析了挠力河流域沼泽湿地退化特征，通过线性拟合、相关分析和逐步多元回归分析，定量探讨了流域沼泽湿地退化与水文条件、气候变化和人为干扰的关系。结果表明：近40年挠力河流域沼泽湿地面积萎缩严重，生态景观也呈现退化趋势；流域径流系数变化率与沼泽湿地面积、最大斑块指数和斑块占景观面积指数变化率的变化趋势呈现较好的一致性；气象要素中气温对表征湿地面积类的生态指标影响显著，相对湿度对表征密度和景观形状类的生态指标影响显著；人为干扰度与沼泽湿地面积、最大斑块指数、斑块占景观面积指数和聚集度指数呈显著负相关。RDA1和RDA2分别解释沼泽湿地景观指数变化总方差的73.93%和24.78%，人为干扰的贡献率高达59.3%。各自然保护区成立后人为因素对湿地的影响减弱，自然因素对湿地的影响更加突出。     

基于多时相卫星影像的复杂山区烤烟种植区域提取

为提高卫星影像对复杂山区烤烟种植区的提取精度。以高分六号2m分辨率卫星影像作为遥感数据源，基于多时相卫星遥感影像序列，根据烤烟不同生长期的卫星影像特征，采取面向对象分类方法，分别完成3个不同时相卫星影像的烤烟种植区初步提取，再利用多时相植被指数规则初步提取烤烟种植区，最后通过交叉验证获取烤烟种植区域，并完成精度验证。结果表明：该研究方法能较为准确的提取复杂山区烤烟种植区，能够保持较低的错分率（5.3%），提取精度达94.67%，较基于单一时相卫星影像提取烤烟种植区域精度（90%）明显提升。