基于Landsat数据热岛效应与植被的关系研究——以开封市为例

随着城市经济的不断发展,城市热岛现象日益严重,不仅制约社会经济绿色健康发展,而且危害人体健康。基于Landsat5、Landsat8数据,利用大气校正法对河南省开封市地表温度进行反演,分析开封市热环境空间分布,并对该市植被覆盖度进行空间变化分析,以期为开封市城市绿色健康规划建设及缓解热岛效应提供借鉴。结果表明,开封市城市热岛效应明显,高温由开封市区向祥符区、尉氏县、通许县、杞县、兰考县扩散;从各区热环境分布看,开封市年平均气温和高温区面积均呈升高趋势,开封市中温区、次高温区面积显著增加,次低温区面积显著减少,城区气温增加速度大于郊区,为热岛的形成提供了热量基础。地表温度与植被覆盖呈负相关,因此在开封市经济建设过程中应对城镇土地使用合理规划、加强城镇绿地规划、增加城镇绿地覆盖度、选用透水地面铺装以缓解开封市热岛效应。     

北京郊区植被覆盖变化动态遥感监测——以怀柔区为例

植被覆盖度是一个十分重要的生态学参数,对于全球变化和监测研究具有重要意义。本文基于像元二分模型,利用归一化植被指数NDVI,对怀柔区1992年和2004年植被覆盖度进行了监测,并对十几年来的植被覆盖变化情况进行了统计分析。结果表明,全区植被覆盖整体呈上升趋势,但存在区域间的不平衡现象。     

黄河中下游地区小麦条锈病气象预报模型

将黄河中下游地区小麦条锈病周年活动期划分为秋苗侵染期、越冬休止期、复苏扩展期和春季流行期四个阶段,分阶段选取有植物病害流行学和统计学意义的气象因子,通过归一化处理和加权组合,组成小麦条锈病气象指数,用回归方法建立多时效、归一化小麦条锈病气象预报模式。检验结果显示：气象指数与小麦条锈病发生程度密切相关,其相关系数在0.4257～0.7713;各时段预报模式的回代拟合率达88.9%～100%,2006年度和2007年度的试报结果均正确。证明此气象预报模式的预报时效超前、效果好,且具有动态特点,可用于黄河中下游地区小麦条锈病发生程度的预报。     

黄土高原水蚀风蚀交错带植被覆盖时空演变分析

【目的】分析近25年来黄土高原水蚀风蚀交错带植被覆盖的时空演变特征,为黄土高原生态极其脆弱区的环境发展方向及宏观决策提供依据。【方法】利用1982-2006年GIMMS（Global Inventory Modeling and Mapping Studies）归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）8 km/15 d分辨率数据,统计检验年、季节及月等不同时间尺度上NDVI的演变特征,在ArcGIS软件中表达10年尺度间NDVI均值的空间分布差异,并用面积累积频率曲线表达研究区NDVI值的整体分布及演变状况;同时用时间相关及空间对应法分析研究区NDVI与降水量的时空联系。【结果】近25年来,黄土高原地区水蚀风蚀交错带植被NDVI总体呈显著（P<0.05）上升趋势,秋季及9-10月NDVI分别呈极显著（P<0.01）和显著（P<0.05）上升趋势。在10年尺度上,研究区植被NDVI空间分布差异较大,持续性增加面积仅为22.3%,集中分布在陕北吴旗、志丹所在北洛河上游,安塞、延安所在延河地区以及西宁西南部。年降水量与年NDVI均值有较好的正相关关系,月尺度上则存在着明显的滞后效应;在10年尺度上,西宁西南部、吴旗-延安等NDVI持续性增加地区与降水量增加的空间分布比较吻合,而内蒙古东胜附近NDVI改善但降水量呈减少趋势,本区属于鄂尔多斯草原禁牧、退耕还林还草生态恢复区,说明生态环境建设产生了较好的生态环境效益。【结论】黄土高原水蚀风蚀交错带25年来NDVI整体呈显著改善趋势,但空间差异较大;其改善程度的空间差异性既有降水的作用,也有人为活动的影响。     

用植被判定流程图法从数码照片中快速提取植被覆盖度

【目的】获得一种基于数码照片的准确、快速估计植被覆盖度的方法,为农林业及生态环境管理提供参数依据。【方法】首先从具有代表性的3个省区（江苏、河南、新疆）获取地表数码照片,然后采用植被判定流程图法（VDF法）,对分别在温和及强烈阳光下拍摄的10个样本的共计100张数码照片进行处理,计算植被盖度,将其处理效果及计算结果与归一化差异指数法（NDI法）所得结果进行比较。【结果】在温和阳光照射下拍摄的数码照片,用VDF法和NDI法估计的植被覆盖度的准确度都能够达到90%以上;而在强烈阳光照射下拍摄的数码照片,用VDF法估计的植被覆盖度的准确度（90.01%～92.61%）高于NDI法（81.31%～88.34%）。【结论】相对于NDI法,VDF法是一种提取信息全面、准确、高效的基于数码照片的植被覆盖度估计方法。     

物种敏感性分布在土壤中镍生态阈值建立中的应用研究

本文利用不同累计概率分布函数拟合了基于中国土壤的17个物种的镍毒理学数据.结果表明,BurrⅢ在X轴(浓度)方向及Y轴的较小累计概率范围内拟合优度较佳.在构建土壤中镍物种敏感性分布曲线时,利用镍生物毒害模型归一化处理能修正土壤性质的影响且可更好地体现物种敏感性差异,相比于未归一化处理的结果更具科学性.在此基础上结合镍的生物毒害模型利用BurrⅢ构建了中国土壤4种典型情景中的物种敏感性分布曲线,同时确定了不同土壤情景下的镍生态阈值,即酸性土壤、中性土壤(包括水稻土)、碱性非石灰性土壤和石灰性土壤的镍生态阈值分别为6.5、47.5、218.8 mg·kg-1和120.3 mg· kg-1(以土壤中外源镍为单位).     

景电灌区植被覆盖遥感动态监测

植被盖度是评估区域生态环境的一个重要参数,基于1987、2001年和2008年3期TM遥感数据影像,利用像元二分模型进行了景电灌区植被覆盖度的估算,并通过转移矩阵,对引水灌溉工程措施下形成的绿洲灌溉农业区植被覆盖动态变化进行了定量监测。结果表明:1）受气候条件限制,景电灌区极低覆盖度和低覆盖度所占面积比例在60%以上,植被覆盖度极低。2）1987-2015年,由于景电工程和国家生态建设工程影响,景电灌区植被覆盖度出现了较大波动。极低覆盖度面积迅速减少,其所占面积比例由1987年的62.20%降至2015年的30.86%,年均减少1.19%。灌溉农田所占面积比例由1987年的16.93%增加至2015年的35.91%,年均变化率达0.68%。     

基于多源数据的松嫩平原黑土区亚像元雪盖率算法研究

为了解决积雪反演研究中常用的二值积雪分类法存在误差较大的问题,根据松嫩平原黑土区的独特地理环境,并在充分考虑地表类型的情况下,将中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution imaging spectroradiometer,MODIS)影像作为数据源、陆地成像仪(Operational land imager,OLI)影像视为"真值"数据,建立松嫩平原黑土区MODIS像元积雪覆盖率与归一化雪盖指数(Normalized difference snow index,NDSI)值之间的线性回归关系模型。结果表明,与MOD10A1积雪面积比例数据(Fractional snow cover,FSC)相比,反演模型雪盖率的误差分析结果得到改善,能够更好地满足当前积雪反演研究的现实要求。亚像元雪盖率估算模型在一定程度上提高了松嫩平原黑土区雪盖面积监测的精度,为该地区春季墒情预报、农业耕种提供了科学依据。     

基于气候适宜度指数预报玉米产量时旬权重系数的确定方法

利用吉林省1980-2016年春玉米作物资料、50个气象站的逐日气象资料,构建春玉米生长季各旬的气候适宜度模型。分别采用绝对值法、归一化法和相关系数法确定各旬气候适宜度权重系数,进而计算4月上旬-预报日前一旬的气候适宜度指数,分析不同方法得到的气候适宜度指数与春玉米产量气象影响指数的相关性,并进行回归分析,建立产量动态预报模型,对吉林省春玉米单产进行预报。结果表明：三种方法研究的权重系数之间存在一定差异,但总体上随生育期的变化趋势基本一致。利用1981-2012年资料回归分析建立的产量丰歉预报模型多数通过0.05水平的有效性检验,各预报模型历史拟合平均准确率均在85.0%以上,归一化均方根误差NRMSE均小于17.0%,丰歉趋势预报准确率普遍在60.0%～80.0%,三种方法差异不明显。利用模型对2013-2016年春玉米单产进行外推预报,各预报时间准确率存在波动,但绝对值法、归一化法和相关系数法所有预报时间的平均准确率分别为93.5%、90.8%、87.2%,预报结果准确率的标准差分别为32.6、69.4、116.1。且绝对值法各预报时间平均准确率均在85.0%以上。可见绝对值法预报结果的准确率和稳定性均较高,可以满足业务服务需要。     

基于Landsat TM/OLI影像的兖州煤田水域面积动态监测

为揭示东部高潜水位矿区地表水体的时空演变规律,该文以兖州煤田为研究区,在比较改进归一化差异水体指数法、单波段阈值法、谱间关系法、K-T变换4种水体提取方法的精度及优缺点基础上,采用基于阈值分割的改进的归一化差异水体指数法提取了研究区1990-2014年的水体信息并分析了其时空变化特征.研究结果表明:从1990-2009年,兖州煤田地表水域面积增加了1 696.14 hm2,且2001-2005年水域面积扩张速度较快,年均增长率达14.0％,2009-2014年水域面积减少,年均下降率为3％:煤炭开采是研究区内水域面积变化的主要驱动因子.该文实现了煤矿区地表水体变化的动态监测,并分析了其变化原因,有助于客观与定量地评估煤炭开采的生态累积效应.