MODIS数据的积雪密度遥感监测分析

基于中分辨率成像光谱仪(MOD IS)影像数据,对选取的样本点的各个波段的反射率进行运算,结合该点的积雪密度建立各积雪密度ρ与各波段的积雪反射率计算值的回归模型。结果表明,实测数据与理论值的绝对误差的平均值为0.035 243,平均相对误差为15.30%,模型精度较高。此模型的建立,对实时进行积雪信息分析处理,及时、准确地提供雪情报告,合理利用水资源,支持社会经济的发展以及防灾减灾都具有重要意义。     

融雪期融雪水下渗分析及下渗率模拟研究

融雪期土壤下渗对于融雪产流有重要意义。土壤下渗率的模拟可以为融雪径流模拟提供必要的参数,能够更精确地对融雪期洪水进行预报。在研究过程中,通过融雪期对土壤湿度、温度的观测及设置的下渗实验获取的数据,利用Excel、SPSS等统计软件对数据进行综合处理,并对结果进行制图、制表。结果表明:土壤湿度和土壤温度对融雪水下渗有显著影响;冻土中冰的存在对下渗的阻碍作用很强,冰融化后可以增强融雪水的下渗;在融雪期,实验得到的下渗率模型的模拟精度高,其形式上与Kostiakov下渗公式吻合。     

基于MODIS和Landsat的青藏高原两代GIMMS NDVI性能评价

由于AVHRR NDVI数据集本质上具有动态变化的特点,使得数据重叠时段(1981-2006年)的第1代GIMMS NDVIg(简称NDVIg)数据集与第3代GIMMS NDVI3g(简称NDVI3g)数据集也不完全相同。如何理解、对待这些差异,是综合利用两代数据集的研究成果、科学客观地评估地表植被历史变化状况、预测未来变化趋势、指导生态保护与建设工作的前提和基础。该文利用MODIS NDVI和Landsat数据,评估了青藏高原两代GIMMS数据集的性能,并对比分析了区域尺度和像元尺度两代数据集在监测植被长期动态变化方面的异同。结果表明,NDVI3g捕获植被物候变化的能力与NDVIg相当,但NDVI数值明显大于NDVIg,甚至大于MODIS NDVI;与NDVI3g相比,在NDVI分布格局和动态变化方面,NDVIg与MODIS NDVI和Landsat更为相似;尽管两代GIMMS数据集1982-2006年生长季NDVI变化趋势类似,但GIMMS NDVIg倾向于检测到更多的显著变化区域;夏季和秋季的结果与生长季类似,但春季GIMMS NDVI3g则检测到了更大范围的NDVI显著增加,与NDVIg结果的差异主要集中在青藏高原腹地。NDVI数据集是众多生态模型的基础数据,NDVI数据集之间的差异可能会导致模拟结果出现偏差。在使用NDVI数据之前,对NDVI数据的适用性进行评估,是获取更符合当地实际情况、更为客观真实结果的前提。     

近30 a新疆月NDVI动态变化及其驱动因子分析

不同生长阶段的植被对水热条件的需求、对气候变化的敏感性可能不同。监测不同月份植被动态变化及其对气候变化的响应,对于深入理解植被与气候的关系具有重要意义。基于MODIS NDVI数据集拓展的AVHRR GIMMS NDVI时间序列,该文研究了近30 a新疆生长季各月植被生长的动态变化,分析了气候变化和人类活动的可能影响。结果表明,已有研究指出的1982-2006年的植被生长显著增加(P0.05)在后续几个时段仍然持续,但5-10月区域平均NDVI增加量随时段长度的延长而显著减少(P0.05),除11月外,其他月份多存在1998年或1997年前后,NDVI由增加到减少的逆转现象。但在像元尺度,显著增加和显著减少的区域多随时段延长呈极显著增加趋势(P0.01),尤其是显著减少区域在各月中均快速增加,导致区域尺度NDVI增加趋势的放缓。各月份NDVI对气候变化的响应不同:生长季开始的3-6月和生长季结束的9-11月NDVI对气温、蒸散发等与热量有关的因子变化更敏感,而7-8月则与降水量、湿润指数等水分因子的相关性更强。3-5月农田NDVI的显著减少除气候因素外,种植结构和灌溉方式的改变也是重要原因。时段长度不同得出的结果有所差异,延长时段长度、注重变化过程分析是未来植被动态监测的重要研究内容。     

融雪期积雪参数对实测光谱反射率的影响

每种地物都有其特殊的光谱特征曲线,积雪作为水体的一种特殊存在形式,其光谱也存在特殊性。在我国西北地区的积雪测试过程中,采集融雪期的积雪光谱数据以及同时期的积雪参数实测数据,对这些数据进行综合分析,并利用积雪参数数据和神经网络模型对光谱反射率进行模拟分析。结果表明：融雪期积雪参数对光谱影响的敏感波段在可见光到短波红外光都有分布;光谱对积雪各参数几乎都有所对应的敏感波段;可见光、近红外光和短波红外波段的反射率可以由不同的积雪参数组合,特别是通过积雪含水率、雪密度和总孔隙率组合来进行模拟反演,而且模拟精度高,在可见光和短波红外波段可达95%以上,拟合残差均小于0.001。     

绿洲-荒漠交错带典型裸露地表的光谱特征

[目的]对绿洲—荒漠交错带典型裸露地表光谱特征进行分析,为荒漠化治理和防沙治沙提供参考。[方法]利用典型裸露地表的实测数据,通过若干典型裸露地表类型的原始光谱、倒数取对数光谱、一阶导数光谱和包络线除去光谱对比,分析各类地物识别的特征光谱区间。为了后续更好地利用高分一号影像研究荒漠地区,选取蓝光、绿光、红光和近红外波长范围内的光谱进行进一步的分析,并利用各波段反射率结果分别计算改进的归一化光谱指数(NDSI)、简单比值指数(SR)和光谱差值商指数(SDI)等光谱指数。通过分析各类地物的光谱特征、光谱指数等,对各地物进行了区分。[结果]几类裸露地表的光谱差异性不大,可见光到近红外均为缓慢增加;一阶导数变换、倒数取对数和包络线去除光谱可以放大各地物间的差异性,可以区分几类典型裸露地表。[结论]利用原始光谱和变换后光谱计算的光谱指数差异性强,通过一阶导数变换的SDI可以较好地将各类典型裸露地表区分开。     

吐鲁番盆地植被覆盖对气候及人口变化的响应

位于中国新疆东部的吐鲁番盆地,在地貌、气候和水文上都具有独特的特征。近年来,区内生态环境的恶化日益剧烈。应用RS和G IS技术,以1986、1990、1998、1999、2004卫片影像数据及大量的勘查、调研数据为基础,选取气候、人口两个因子,对生态环境变化响应最为敏感的植被覆盖的演变进行探讨,结果表明区内气候由暖干向暖湿的变化趋势明显,人口增长率过高,区内植被覆盖与气候、人口均表现出不可持续的发展变化。     

基于MODIS数据的雪水当量监测模型研究

依据对MODIS数据36个波段波谱值的研究,选择对雪深信息最敏感的两个波段(第1波段,第3波段),采用“度日法”及积雪消融过程中的实测资料,建立了雪水当量统计模型.通过实测数据的进一步验证,该雪水当量监测模型的精度达到了0.86,可以为融雪径流计算、融雪洪水预测预警等工作提供重要的参数,为相关部门提供决策支持.     

三江源区近30年植被生长动态变化特征分析

三江源区为长江、黄河、澜沧江提供了丰富的水资源,其地表植被状况与我国水安全和生态安全密切相关。由于所使用的数据时间序列长度有限,以往研究缺乏近30年整体视角的连续时间序列研究,也很少分析多时段变化趋势的持续性。为此,本文利用最新发布的1982-2012年的GIMMS NDVI3g数据集,采用多个嵌套时间序列的分析方法,在多个空间尺度上,研究了近30年来三江源区各季节植被活动的变化趋势和过程。研究表明,1)三江源区生长季和各季节NDVI在近30年均呈增强趋势,春季植被变化具有明显的阶段性,1998年前后NDVI分别呈显著增加、减少趋势。2)生长季、春季和夏季NDVI的增加随时段延长而趋缓,尤其是春季减缓迅速甚至停滞,而秋季植被活动持续增强。3)尽管区域尺度生长季、春季和夏季NDVI变化趋缓,但在像元尺度显著变化的区域范围却多呈增加趋势。4)不同植被类型显著变化的季节、时段存在差异。针叶林和灌丛NDVI主要在春季前几个时段增加显著,荒漠、草甸的增加主要集中在春季、夏季前几个时段。5)各季节NDVI在14个时段增加趋势持续性的差异,引起各季节对生长季植被活动变化贡献的变化。总的趋势是,前几个时段,春季NDVI变化较为剧烈,夏季NDVI的贡献最大,而随时段延长,逐渐过渡到秋季NDVI变化幅度、变化量最大,夏季次之。     

融雪模型研究进展

介绍了国内外融雪模型的研究现状,阐述了现今流行的两大融雪模型(度-日模型、能量平衡模型)的结构、特点以及模型中存在的一些关键问题,并对国内外进展做出总结,指出GIS、RS技术与融雪模型研究有机结合、高时空分辨率分布式融雪模型以及融雪过程中的水热耦合过程将是今后融雪模型研究的重要发展方向.