GIS表述的生态环境评价体系研究——以青海省为例

本研究以青海省为例，分别采用《生态环境状况评价技术规范》和《GIS表述的生态环境评价体系》的方法，运用ArcGIS的空间统计及分析功能，对青海省2004、2006和2007年的生态环境质量状况进行综合评价，并且对《生态环境状况评价技术规范》和《GIS表述的生态环境评价体系》2种方法的优缺点做了比较。结果表明，青海省生态环境质量指数（EI）值远远低于全国平均水平，3年全省EI均值分别为27.43、27.73和29.97。EI值的分布具有明显地带性，从西北到东南呈逐渐增大趋势，生态环境状况逐渐好转。通过对2种方法的评价结果进行比较得出：《GIS表述的生态环境评价体系》较《生态环境状况评价技术规范》评价效果更好，其评价结果可以精确到1 km2范围之内，这种结果更有利于生态环境的治理。     

基于路网的石羊河流域乡镇空间测度

道路交通的通达性是城市空间相互作用和经济联系的重要前提。本研究利用ArcGIS的网络分析和空间分析功能在对石羊河流域公路交通网络通达性定量评价的基础上,采用引力、潜力和场强模型对区域内7个县（区）的空间相互作用程度、城市潜力值和城市的辐射场强进行定量测度和比较分析。研究发现,凉州区对区域内城市作用力最强,城市对外相互作用潜力大,辐射带动作用强度高。区域整体上形成了以金川区、凉州区为中心的辐射中心,其对区域内其他县、区的辐射强度随交通距离增加和道路通达性降低而不断减小。     

基于NDVI的植被覆盖度的变化分析——以甘肃省张掖市甘州区为例

为了分析张掖市甘州区自1987-2006年19年间的植被覆盖的变化,以归一化植被指数(NDVI)和植被覆盖度遥感定量模型为基础,以1987年、2006年2期的TM影像和张掖市1∶10万地形图为数据基础,提取两期的植被覆盖等级图,定量的分析该地区植被覆盖度的变化情况。结果表明：近19年来,该区的植被盖度总体略呈下降趋势,荒漠化草地等植被覆盖状况较差的地区植被退化较为严重,绿洲地区的植被覆盖较为稳定,部分地区植被盖度呈上升趋势。     

GIS技术在生态环境状况评价方面的应用

生态环境是人类赖以生存和发展的基础,对生态环境状况进行科学的、准确的、行之有效的评价是亟待解决的生态问题之一。研究选取生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数、环境质量指数,运用层次分析法,以行政区域为单元,计算生态环境质量指数,运用GIS的地统计分析空间插值工具,得到栅格图层,进行栅格计算,得到具体每一点的生态环境质量指数,统计计算各行政单元内各级别所占的比例。研究结果表明：运用GIS的插值功能及其栅格统计,进行生态环境状况评价,可弥补以行政单位为评价单元,以点数据、平均数据代替整个区域的整体特性的评价方法的缺陷,该评价方法突出评价单元内的差异性,使评价结果的空间定位更加精确。     

降水空间插值方法应用研究——以甘肃省为例

气象要素是草原综合顺序分类中重要的指标,对生态系统中物种的组成、生长、演替更新及干物质的积累有很大的影响.利用甘肃及其周边186个气象台站30年平均降水资料,分别采用了反距离加权法(Inverse distance weight tension)、样条函数法(Spline methods)和普通克里格法(Ordinary Kriging)等3种常见的空间内插方法较为系统的分析比较了这3种内插方法插值结果,结果表明:3种方法的结果都基本上反映了甘肃降水大体空间分布规律,而普通克里格法的插值效果最好,样条函数法次之,反距离加权法较差.     

植被盖度及太阳/观测角度对疏勒河上游NDVI和SAVI值的影响

随着太阳高度角及观测角度的变化,同一地物产生的反射率、辐射信息也会有很大差异。文中主要研究了不同植被覆盖度(PVC)情况下,太阳/观测角度对归一化植被指数(NDVI)和土壤调节植被指数(SA-VI)的影响。在疏勒河上游分别选取植被盖度为17%、59%、73%的样地和裸地进行试验。在太阳高度角变化的情况下,采用ASD便携式地物光谱仪分别在3个角度下进行反射率观测,观测的波长范围为350nm-1100nm,利用采集的光谱数据模拟Landsat TM红光(620nm-690nm)和近红外(760nm-960nm)波段的反射率,计算得到归一化植被指数(NDVI)和土壤调节植被指数(SAVI)。研究结果表明:与天底(0°)垂直观测的结果相比,ASD的传感器角度(±45°)变化能使植被指数的变化高达61.7%,NDVI和SAVI在不同的太阳/观测角度下变化相反,NDVI由前向-45°(传感器探头背着太阳)向后向+45°(传感器探头迎着太阳)方向增加。进一步分析得出:SAVI与红光及近红外波段的线性关系要强于NDVI与红光及近红外波段的线性关系。     

疏勒河上游冻土区高寒草地NDVI分布特征及制约因素分析

全球变暖对多年冻土最直接的影响就是地温升高和活动层厚度增大,导致表层土壤含水量减少,从而对多年冻土区植被产生影响。以祁连山西段干旱－半干旱区的疏勒河上游地区为研究对象,分析不同冻土类型区高寒草地归一化植被指数（NDVI）的分布特征及变化趋势,建立不同冻土类型区NDVI和地表温度（LST）的关系。结果表明,从极稳定型冻土区到季节性冻土区,NDVI呈倒“U”形分布特征;1995年以来,极稳定型和稳定型冻土区NDVI略有增加,亚稳定型和过渡型冻土区NDVI增加相对明显,植被覆盖有所增加;不稳定型和季节性冻土区NDVI减少。从极稳定型冻土区到季节性冻土区,植被生长的限制因素从热量过渡到水分。     

基于NDVI分析渭干河流域绿洲耗水对地表径流的影响

利用NOAA/AVHRR NDVI遥感资料提取渭干河流域绿洲区1982―2006年NDVI数据,将绿洲区NDVI值和绿洲面积指标作为绿洲区以农业活动为主的人类活动综合因素,结合流域地表径流,分析了1982―2006年渭干河流域绿洲耗水与流域地表径流之间的关系。结果表明,近25年来,渭干河流域绿洲区来水量、绿洲总耗水均呈增加趋势,且绿洲总耗水在1995年发生突变,相对绿洲来水量的突变点滞后1年;流域绿洲NDVI值相对研究初期增加94%,表现为持续增加,绿洲面积相对研究初期扩张73.7%,表现为持续扩张;从流域绿洲NDVI值和地表径流变化关系看,绿洲降水对绿洲植被生长有较大作用,冰川径流起了调节绿洲来水量和维持绿洲稳定的功能;从绿洲面积和流域地表径流变化看,绿洲降水对绿洲规模的贡献为22%,冰川径流对绿洲的贡献为44%,绿洲来水量中降水径流对绿洲的贡献为34%。由气候变化和冰冻圈变化情景假设得出,未来冰川径流对绿洲贡献除气温不变外均呈减速增加趋势,绿洲降水对绿洲的贡献呈增加趋势。     

牧区积雪监测中卫星资料应用的研究现状

牧区雪灾严重制约着牧区生产力的发展。卫星资料在雪灾监测中,起到控制雪灾和灾前预警的作用。牧区积雪监测中常用卫星资料NOAA/AVHRR在晴空条件下,具有大范围积雪动态变化监测的优势;TM资料则易于区分雪和云,同时适用于小范围积雪动态监测与精确定位;被动微波遥感数据SMMR、SSM/I和AMSR E在获取雪深及雪层内部稳定方面效果显著;MODIS数据具有数据免费、较高空间分辨率等特点。多种卫星资料还在去云、混合像元处理、积雪深度、积雪面积监测和积雪监测模型建立中起到基础数据的作用,为雪灾的准确监测提供重要依据。     

基于MODIS数据的中亚地区旱情监测及影响因素分析

在全球变暖的背景下，及时准确地进行干旱监测对保障区域生态安全、对"新丝绸之路经济带"沿线各国的经济发展以及农业生产具有重要的指导意义。近年来，世界各地自然灾害频繁发生，中亚地区的干旱问题已成为全球生态环境变化中最显著的问题之一，阻碍了中亚及周边国家社会经济的长期、稳定发展。该研究基于2001-2020年的MODIS地表温度（Land Surface Temperature，LST）和归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）数据建立了温度植被干旱指数（Temperature Vegetation Dryness Index，TVDI）模型，利用趋势分析、MK趋势检验、地理探测器等方法揭示了中亚地区近20 a的干旱时空变化及特征、干旱演变规律并探讨了不同因素（气温、年均降雨量、土地利用类型、人口密度、高程、坡度、坡向）对TVDI的影响。结果表明：1）中亚干旱区TVDI空间分布具有明显的区域特征，呈现出自西南向东北递减趋势，其中66%面积呈干旱显著加剧趋势（P<0.05），34%的面积呈干旱显著减弱趋势（P<0.05），呈现"北部变干、南部变湿"空间变化趋势。其中，哈萨克斯坦的西北部一带旱情加剧显著；2）从旱情年际变化趋势可知，近20 a中亚地区生长季干旱程度略呈加剧趋势，2012年为干旱最严重的年份。TVDI空间分布差异显著，整体呈季节性变化，其干旱等级表现为：夏季>春季>秋季；3）单因子探测结果显示，气温和高程是驱动研究区干旱化形成的主要影响因素，多因子交互作用下，气温和高程、气温和坡度、气温和土地利用、气温与降雨量这4对组合贡献最大。随着全球气候变化、人类活动（植被破环、城市化建设、开垦耕地、过度放牧、工业污染等）持续加剧，近20 a来中亚地区气温逐渐上升，降雨量的减少，导致植被退化，进而导致生态环境恶化、干旱化趋势加剧。该研究可为当地政府及相关部门的旱灾防控提供参考和提升中国应对中亚生态风险及地缘安全影响的能力具有重要意义。