1982-2012年全球干旱区植被变化及驱动因子分析

基于长时间序列卫星遥感数据GIMMS3g NDVI(1982-2012年),分析了全球干旱区(包括亚湿润干旱区、半干旱区、干旱区和极端干旱区)植被时空变化及其对气候和人文等非气候因子的响应.结果表明:①全球干旱区NDVI总体呈显著增长趋势(P＜0.001),增长速率为0.0005·a-1,略低于全球植被增长速率.显著上升区域和显著下降区域分别占全球植被显著变化区域面积的27.0％和7.7％(P＜0.05).显著退化面积最大区域为半干旱区.②降水作为干旱区植被变化的主要影响因子,主要表现在对干旱区和半干旱区植被的影响上,对亚湿润干旱区和极端干旱区影响较小.③全球不同干旱区植被变化及驱动因子存在较大差异.如澳大利亚南部主要受到季节降水的影响,植被改善;而南美和欧亚大陆中部则主要受到人为因素的影响,植被退化.     

棉花生长初期灌溉信息遥感提取与校正

为提高生长初期低覆盖度作物长势的遥感监测精度,需要消除灌溉引起的土壤水分背景变化对归一化差值植被指数(NDVI)的影响。为了实现棉花生长初期灌溉信息提取与校正,提高棉花作物长势监测与产量预判精度,本文以美国加利福尼亚州San Joaquin Valley的2个棉花地块为研究区,选取棉花生长初期灌溉过程中的遥感影像,构建两种灌溉信息提取方法(分阶段阈值法和灌溉线提取法),确定最优灌溉像元提取方法;比较分析灌溉与未灌溉情况下棉花的NDVI与归一化差值水分指数(NDWI)以及土壤调节植被指数的关系,提取含有灌溉信息的像元,并对NDVI进行校正,消除灌溉对NDVI的影响。研究结果表明:在棉花生长初期,灌溉与未灌溉像元NDVI变化率达12%,差异较显著;灌溉与否的棉花NDVI与NDWI间均存在极显著的线性关系,决定系数在0.80以上;利用灌溉线方法提取灌溉信息与分阶段阈值相比精度更高,精度达88%以上;校正后线性回归模型精度达0.95,灌溉校正效果明显,灌溉与未灌溉像元的NDVI差异减小至2%。本研究通过对含有灌溉信息像元NDVI值的校正,去除灌溉对NDVI造成的影响,反映了真实的植被信息,可实现对作物生长初期长势的准确遥感监测,为遥感定量监测提供便利。     

基于MODIS数据的山东省农作物旱情遥感监测报告

干旱胁迫能影响作物生长发育,给农业生产带来巨大危害.为了及时准确地掌握农作物旱情,本研究以山东省夏季农作物为研究对象,采用高等时间分辨率MODIS影像,建立了普适性较高的归一化差值植被指数,并通过观测分析其时间与空间维的变化情况判断农作物长势及旱情,从而建立了一种简便、高效的利用遥感技术监测旱情的方法.该方法适用于营养生长阶段的农作物,原理简单,操作方便,易于进行技术推广.     

基于SPOT-VGT的陕西黄河湿地保护区植被覆盖研究

为了研究陕西黄河湿地省级自然保护区内植被覆盖的动态变化,使用2004—2013年的SPOT-VGT时序数据,采用针对NDVI的最大化合成法、均值统计法和差值法,分析了保护区内植被覆盖的时空分布及其动态变化。结果显示,空间分布上,保护区内植被覆盖较好,特别是南部、西部最好;时间变化上,10年间保护区内的NDVI年均值在波动的基础上呈缓慢增长,其植被覆盖逐年好转;变化特征上,保护区内植被覆盖在北部和中部显著增加,南部情况微有变化,某些局部有退化趋势。     

基于MODIS的2000～2013年巢湖蓝藻水华暴发时空分布特征

[目的]研究2000 ～2013年巢湖蓝藻水华暴发时空分布特征,为巢湖流域水环境的综合治理提供决策支持.[方法]利用2000～2013年长时间序列MODIS遥感影像数据计算归一化植被指数,着重分析巢湖蓝藻水华时空分布特征.[结果]巢湖蓝藻水华总体暴发频率较高,以小面积水华为主,大面积水华暴发具有偶然性.2010年起,蓝藻水华暴发频次和程度有增加趋势,其中2010年水华暴发程度最严重.2000 ～2013年巢湖蓝藻水华发生区域呈扩大趋势,发生时间呈延长趋势.4月就开始出现且伴有大面积水华暴发,7、8、10月是蓝藻暴发主要月份,9月份次之,11月明显减少;蓝藻水华先在西北湖区产生,逐渐向东部和中部蔓延,在高峰期覆盖至整个湖心区域,其中湖区南部、东南和东北沿岸是最后新增的水华区域.[结论]2000 ～2013年巢湖蓝藻水华总体暴发频率较高,发生时间呈延长趋势,发生面积呈扩大趋势.     

太阳辐射强度与观测角度对冬小麦冠层反射高光谱的影响

掌握冠层反射光谱二向性反射特征,对提高遥感应用精度有重要意义。该文利用地面自动遥感平台对冬小麦冠层进行了连续观测,获取了大量的多角度高光谱遥感数据,分析了多种因素对冠层反射光谱的影响,并进行了NDVI与EVI的对比分析。结果表明:冠层反射光谱对天气有响应,随着太阳辐射增加冠层反射光谱增高,晴天变化更明显;观测角度的改变导致冠层反射光谱的差异,可用"热点效应"加"镜面反射"解释;与上述条件相适应,NDVI与EVI也表现出与冠层反射光谱相似变化;受红光和近红外波段的变化影响,NDVI与EVI之间的变化趋势较一致,两者相关系数R20.72,且P0.01,呈极显著相关。该研究结果可为遥感观测角度的选择设计和植被指数的应用提供理论参考。     

农作物分布格局动态变化的遥感监测——以东北三省为例

【目的】当前对涉及到耕地内部不同作物空间分布及其变化的研究较少。本文旨在探讨大尺度作物种植面积和分布格局遥感提取方法及景观生态学中景观格局指数在作物格局动态变化分析中的应用。【方法】基于2005年和2010年作物生育期内遥感影像全覆盖的MODIS-NDVI数据,利用RS、GIS技术,通过分析东北地区主要作物（水稻、玉米、大豆）的种植结构、物候历及NDVI曲线特征,建立不同作物面积遥感提取模型,提取大尺度农作物空间分布格局信息。同时,利用景观格局指数方法分析农作物格局动态变化特征和变化规律。【结果】与多年平均统计数据比较,基于MODIS遥感数据提取的作物面积信息,2005年和2010年平均精度达到了90%以上;5年间,东北地区主要作物种植结构发生了较大变化。其中大豆平均斑块面积减少,面积年动态度为-4.47%,水稻和玉米平均斑块面积均增加,且5年的变化幅度均超过20%。【结论】成本和收益是作物面积增加或减少的主要原因;用中等分辨率的遥感数据进行大尺度作物面积提取的方法是可行的;景观生态学中格局指数可以用来分析耕地内部作物格局的动态变化规律。     

不同端元模型下湿地植被覆盖度的提取方法——以北京市野鸭湖湿地自然保护区为例

植被覆盖度作为反映湿地植物生长状况的重要生态学参数,在评估和检测湿地生态环境方面起着关键的作用.以华北内陆典型的淡水湿地——北京市野鸭湖湿地自然保护区为研究对象,中等分辨率的Landsat TM影像为数据源,基于线性光谱混合模型(LSMM)对研究区的植被覆盖度进行了估算.针对湿地植被类型丰富、土地利用类型多样化的特点,利用归一化植被指数(NDVI)在反映植物生长状况、覆盖程度以及区分地表覆盖类型方面的优势,通过对原始Landsat TM影像增加NDVI数据维对影像进行维度扩展,克服了传统研究中通常从Landsat TM影像上提取3-4种端元的局限,经最小噪声分离变换(MNF变换)、纯像元指数(PPI)计算以及人机交互端元选取等一系列运算,构建以陆生植物、水生植物、高反射率地物、低反射率地物、裸露土壤为组分的五端元模型来反映研究区的地物组成;同时,以原始Landsat TM影像为基础,构建植物、高反射率地物、低反射率地物、裸露土壤为组分的四端元模型.针对两种端元模型,采用全约束下的LSMM算法进行混合像元分解以获取研究区的植被覆盖度,其次辅以研究区的纯水体信息对其进行优化.精度检验采用相同时期的高分辨率WorldView-2多光谱影像来进行.研究表明:虽然四端元模型与五端元模型对植被覆盖度的估算结果在空间上具有基本一致的分布趋势,但是前者的估算结果在数值上要普遍低于后者,在研究区的水体及其附近,四端元模型难以体现水生植物的植被覆盖信息;另外,五端元模型的估算结果与检验数据的相关系数R达到0.9023,均方根误差(RMSE)为0.0939,明显优于四端元模型的R=0.8671和RMSE=0.1711.这反映了通过对影像进行维度扩展的方法来改进端元提取的数量是可行的,而由此构建的五端元模型可以更充分的反映研究区地物之间的光谱差异,从而获得更好的估算精度.     

Evaluating Beech Tree Phenology in a Deciduous Broadleaf Forest in Northern Iran Using Ground Observation and MODIS Images

We selected 15 beech trees (Fagus orientalis) from the study area in a mountainous region from 520 to 1310 m above sea level. Ground observations of the beech tree growth process from January to December 2004 in 7- to 15-day intervals were performed both visually and by measuring leaf chlorophyll concentration (chlorophyll meter SPAD-502). Results for the regression analysis showed that the leaved period positively correlated with the air temperature (r?=?.894). Anthesis and SPAD measurements have a negative relationship with air temperature and as temperature increases they appear earlier in the year. Anthesis and SPAD measurements had correlation coefficients of r?=??.883 and r?=??.855, respectively. The anthesis and bud bursting and leaf tip appearance have a negative relationship with increasing altitude from sea level and as altitude increases they appear later in the year. To make phenological events in deciduous broadleaf forests recognizable, we used a seasonal 8-day composite Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer/Normalized Difference Vegetation Index (MODIS/NDVI). Prior to leaf expansion, NDVI increased from the 109th day of the year or earlier. Existence of the evergreen plants (Ruscus hyrcanus) on the ground and snow-melting exert an influence on inconsistency of phenology monitoring of MODIS/NDVI images. Regression analysis showed that there is a positive relationship between NDVI and SPAD measurements (chlorophyll content) in beech trees.     

Evaluating the Impacts of Forest Management Policies and Community-Level Institutions in the Buffer Zone of Chitwan National Park,Nepal

A Master Plan for Nepal’s Forestry Sector (MPFS), enacted in 1989, and subsequent legislation laid the foundation for modern community-based forest management in Nepal. In 2014, the MPFS reached the end of its 25-yr lifespan, after successfully ushering in significant institutional changes that fundamentally transformed the management of Nepal’s forests, mostly through devolving management and benefits from the national level to local communities. Here, we use the 25-yr anniversary of the MPFS to explore forest cover trends in the buffer zone surrounding Chitwan National Park (CNP). Landsat imagery was used for the years 1989, 2005, and 2013 to compute a normalized difference vegetation index (NDVI) to analyze trends in forest cover for 36 buffer zone village development committees (VDCs). The analysis, covering approximately 1,267 km², found that since the MPFS was enacted, there was first a continued decrease in forest cover, followed by a significant recovery. These data offer insight into the success of modern community-based forest management policies and supporting institutions, and provide a model for other efforts to conserve forest resources in Nepal and elsewhere.