遥感图像时空分析的数据处理系统设计

简单介绍了配准后的NOAA-AVHRR图像数据的空间格局时序分析的数据处理系统设计。主要分析了系统目标,介绍了数据处理的数学模型和相应的技术措施,提出了数据处理结果正确性检查机制及对反演多样化数学模型变更作出快速反应的方法,同时还探讨了时空数据物理设计的有关问题。     

基于GIMMS NDVI 3g.v1的近34年青海省植被生长季NDVI时空变化特征

在气候变化和人类活动的综合影响下,青海省生态环境发生了明显变化。在此背景下,以GIMMS NDVI 3g.v1为数据源,采用Sen+Mann-Kendal方法研究青海省1982-2015年植被覆盖区域NDVI时空变化,将趋势分析和R/S(rescaled range analysis)分析叠加,研究植被生长季NDVI变化的持续性特征,并揭示植被对气候变化及人类活动的响应规律。结果表明:1)近34年青海省植被NDVI整体呈从西北到东南的增加趋势;且变异系数显示,波动性较大地区集中在柴达木盆地周边和青南牧区西北部等植被NDVI较低的区域,波动性较小地区集中在祁连山东部、东部农业区和青南牧区东南部等植被NDVI较高的区域。2)近34年青海省植被NDVI整体呈增加趋势,增长率为0.38%·10a~(-1);且NDVI变化具有明显的阶段性,存在1994年和2000年两个突变点。3)近34年青海省植被改善区域(75.4%)远大于退化区域(24.6%),其中显著改善面积占植被覆盖区域面积的40.9%,退化区随时间变化在空间上表现出明显的转移现象。4)Hurst指数表明,青海省植被变化反持续性较强,趋势分析与Hurst指数叠加得出,由退化转为改善的区域占植被覆盖区面积的13.7%,由改善转为退化的区域占植被覆盖区面积的44.3%,另41.5%的区域无法确定未来变化趋势。5)青海省植被生长季NDVI受气候变化和人类活动的双重影响,且不同植被类型对气候变化的响应存在较大差异。     

典型川西平原区耕地土壤养分与pH时空演变特征

为掌握典型川西平原区耕地土壤养分与pH的时空演变特征,以"崇-邛-大"平坝粮油生产核心区为研究区,基于2006、2017年两次耕地质量普查数据,运用传统统计、半方差函数模型构建、普通克里格插值、分区统计及栅格赋值等方法对其养分与pH数据进行分析。结果表明:2006～2017年研究区土壤养分和pH的中等空间自相关性呈现出逐渐减弱的趋势,其中以有效磷表现最为明显。总体上,受施肥结构变化与秸秆还田的影响,12年间研究区土壤养分含量等级与pH值等级呈上升趋势,全氮、有机质含量平均分别提升了0.12、1.89 g kg-1,已达到很丰富水平;有效磷处于中等水平,其含量平均提升了6.82 mg kg-1;速效钾处于缺乏水平,其含量平均提升了15.65 mg kg-1;酸碱度处于中性水平,但pH值平均提升了0.34个单位。研究结果可为川西平原区耕地保护与提升项目的实施提供一定参考,对保障我国西南地区粮食安全具有重要意义。     

近40年大兴区耕地土壤有机质时空变异特征及其影响因素

研究长时期的土壤有机质(SOM)时空动态变化规律对指导大都市边缘区耕地保护、农田土壤肥力提升和农业生产管理具有重要意义。通过综合运用GIS、地统计学与数据统计分析方法,研究北京市大兴区近40年来五个时期(1980、1990、2000、2006、2017)耕地SOM的时空变异特征,并对其影响因素进行定量分析。结果表明:近40年来大兴区土壤有机质的动态变化表现为短期下降但整体呈上升趋势,从1980年的Ⅴ级地为主到2017年以Ⅳ级地为主,土壤有机质含量均值从9.36 g kg-1上升到14.87 g kg-1,增加了58.87%;大兴区五个时期的土壤有机质含量变异系数范围为0.22～0.38,均属中等程度变异;五个时期SOM的块金系数C0/Sill分别为50.00%、45.45%、49.92%、43.19%和38.17%,说明随着时间推移区域耕地资源的本底因素引起的异质性愈占主导;SOM的空间最大相关距离在8.14～14.57 km范围内波动;大兴区耕地土壤有机质含量整体上升,其主要受到土壤质地、土壤类型、种植作物类型和人为耕作管理活动的影响。在未来的农田管理过程中,应改善土壤结构,施用有机...     

近35年红壤稻区土壤肥力时空演变特征——以进贤县为例

【目的】明确红壤稻区典型县域农业生产中土壤养分的变化特征以及当前土壤肥力水平,为红壤稻田土壤培肥改良提供依据。【方法】通过数据收集和野外采样分析得到江西省进贤县1982年、2008年和2017年3个时期稻田耕层土壤属性的数据,统一选取土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾作为土壤综合肥力评价指标,首先对3个时期各项肥力指标进行常规统计和差异性分析,采用主成分分析找出不同时期肥力差异的关键因子并确定权重,通过隶属度函数得到各项肥力指标的隶属度值,将各项肥力指标的权重和隶属度值加乘得到土壤综合肥力指数,最后结合土壤各项肥力指标和综合肥力指数的GIS空间分布图探究该区域稻田土壤肥力时空演变特征。【结果】1982—2017年进贤县稻田土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾均呈不同程度的上升趋势,土壤pH呈下降趋势。1982、2008和2017年3个时期进贤县土壤pH的平均值分别为5.9、5.1、4.8,年均下降0.03个单位;35年来土壤pH整体由西部向东南和西北下降速率逐渐减低,2017年99%的稻田土壤处于酸性水平(4.5—5.5)。35年间稻田土壤有机质含量的平均值由28.1 g·kg     

区域尺度分布式水文模拟的时空分辨率

基于数据实验,就区域尺度分布式水文模拟中时空分辨率匹配问题进行讨论,就分布式水文建模中时空分辨率匹配问题提出建议。结果表明:低分辨率高程数据在区域水文要素空间离散过程中,导致边界错位、高程趋于集中、坡度变缓、河网稀疏失真等不良后果,在区域水文模拟研究中,应根据不同时间尺度对应的科学计算需求,选择适宜的空间分辨率数据进行模型平台构建。     

西北地区东部夏季降水日数的变化趋势及其气候特征

以西北地区东部(95°E～112°E,32°N～41°N)104个测站1960～2000历年夏季(6～8月)降水日数资料为基础,通过EOF和REOF等分析方法,研究夏季降水日数时空分布的异常特征。结果表明西北地区东部夏季多年平均降水日数的地区分布特点是西部多、东部少,沿祁连山山脉存在一个降水日数较多中心区域,并且降水量和降水日数均呈增多趋势。降水日数的空间异常主要表现为一致性异常和南北相反异常两种类型。根据REOF方法可将西北区东部分为5个不同降水日数气候区,即甘肃中东部及河套区、渭水流域区、河西走廊区、青海高原北部区、青海南部区和四川北部区。20世纪80年代以来,西北地区东部大部分地区降水日数呈现减少的趋势。冬季(或夏季)青藏高原地面加热场强度偏强,甘肃河西及祁连山地区、宁夏南部等地夏季降水偏多(或少),青海东南部-甘肃南部-渭水流域夏季降水日数偏少(或偏多)。     

西藏日喀则地区马铃薯气候适宜度模型分析及其时空变化特征研究

基于日喀则地区7个国家气象站1980—2021年逐日气象数据,分析构建了高原马铃薯气温(T)、光照(S)、水分(W)、气候(C)适宜度评价模型并对其时空变化特征进行分析,结果发现：近42年日喀则地区S平均值为0.82,呈逐年弱下降趋势,T、W、C适宜度平均值分别为0.79、0.64、0.61,均呈逐年上升趋势;马铃薯全生育期的光热资源都在最合理区域(S、T≥0.7),满足了其长发育需求。W在播种～出苗期(W=0.62)、开花～成熟期(W=0.44)呈现较低水平,是制约日喀则地区马铃薯生长发育的最主要因素;T、S空间分布较均匀,且呈现自西向东、自南北向中递增趋势,W空间分布不均匀。桑珠孜区—南木林县一带地区为马铃薯综合气候适宜度高值区(C>0.6),适宜大力发展马铃薯产业。由本文建立的日尺度气候适宜度评价模型得出的年际变化和区域特征结果与实际情况比较一致,为了解气候变化下日喀则马铃薯生长发育适宜度的时空变化提供依据。     

基于标准化降水蒸散指数的甘肃省干旱时空特征分析

为明确气候变化条件下甘肃省不同时间尺度的干旱特征,选用1951-2015年甘肃省33个气象站点逐日气象数据,计算了不同时间尺度的标准化降水蒸散指数SPEI,同时结合Mann-Kendall突变检验、复小波分析、经验正交函数分解、旋转经验正交函数分解等方法,对甘肃省65 a来干旱时空格局特征进行了分析。结果表明：在年际变化趋势方面,甘肃省干旱情势为由干变湿再变干,近年干旱趋势逐渐加重;四季均呈现由干变湿然后变干的趋势,近年春季变干趋势显著;干旱强度在全省范围内主要为轻旱和中旱等级,并表现为局域性轻旱和全域性中旱。在周期性变化方面,甘肃省的干旱时间周期性强弱依次为39、13、7、22 a尺度,但不同时间尺度表现出了不同的干湿震荡规律。在空间格局方面,甘肃省整体上呈西北部干旱缓解、东南部干旱加剧的趋势;春季干旱加剧最明显,冬季次之,夏季和秋季干湿状况基本相似。按照干旱区域敏感性强弱可将甘肃省分为东南地区东部（Ⅰ区）、西北地区（Ⅱ区）、中部地区（Ⅲ区）和东南地区西部（Ⅳ区）,其中Ⅲ区呈干旱缓解趋势,其他地区基本呈干旱加剧的趋势。     

1963-2013a间临泽绿洲时空变化过程研究

利用1963~2013年间14个时期的多源遥感影像提取绿洲信息,从退缩与扩张、区域变化差异及景观格局等方面分析了绿洲的时空变化过程。结果表明:绿洲在波动中显著扩张,50a间面积增加82.12%。绿洲扩张发生于绿洲-荒漠交错带以及内部复杂斑块之间,扩张方式以内部填充和渐进性外围延展为主;退缩则主要发生于绿洲-荒漠交错地带。绿洲变化存在明显的区域差异,不同区域不同时期绿洲的变化程度不同。绿洲景观斑块呈现分散-扩张-融合的动态变化特征,其形状趋于规则,破碎化程度下降,说明人类活动对绿洲景观的影响程度显著增强。