基于地统计学和遥感的岩溶区石漠化空间变异特征

为了全面掌握岩溶区石漠化的空间分布特征,解决区域内遥感影像阴影区域石漠化信息"缺失"的问题,该文以广西平果县果化镇生态重建示范区为例,借助图像处理软件ENVI(environment for visualizing images)提取研究区域石漠化指数。在GIS技术支持下,利用地统计学的方法对剔除阴影区后的石漠化指数进行了空间变异特征分析。结果表明,研究区域石漠化指数主要受内在因子的共同作用,具有强烈的空间自相关性;Kriging插值结果表明,研究区域石漠化指数较高的区域主要分布在研究区的西南部和东北部,各石漠化等级的空间分布表现为条带状和斑块状分布。岩性和地形地貌条件是影响石漠化空间变异的主要因素。研究利用地统计学的方法很好地估计了阴影区石漠化指数的"缺失"信息,为岩溶区石漠化监控、评估提供了新的思路与方法。     

四川省石漠化敏感性评价及其空间分布特征

基于石漠化敏感性评价机理,运用GIS技术分别分析了岩溶地貌、坡度、植被覆盖、土壤类型对石漠化敏感性的影响及其空间分布特征。基于此,进行研究区石漠化敏感性的综合评价。结果表明:（1）研究区石漠化中度敏感性区域面积最大,占研究区面积的32.39%,其次为轻度敏感性区域（占26.75%）,高度敏感和极敏感性区域也有较大面积的分布,其比例分别为17.50%和21.51%;（2）石漠化敏感性空间分布具有明显的地域差异,金沙江下游、大渡河中游、四川盆地南部周缘和川东平行岭谷是石漠化高度敏感和极敏感集中分布的地区,川西南山地区域内长江上游重要支流木里河、水洛河、雅砻江两岸、盐源盆地以及四川盆地大部分岩溶地区基本以轻度、中度敏感为主;（3）研究区石漠化现状与石漠化敏感性分布基本一致,数量特征表明这二者具有很好的对应关系,但在局部地区强度特征却表现出一定的差异。     

基于植被指数的藏北牧区土壤湿度反演

土壤湿度的遥感动态监测在农牧业生产中具有重要意义。近年来,多种基于遥感指数的土壤湿度监测方法被提出并得到广泛关注,但当前对不同深度土壤湿度的反演及植被指数反映土壤湿度滞后性的研究较少。该文针对遥感指数反演土壤湿度的精度问题,对MODIS(moderate resolutionimaging spectroradiometer)的2种植被指数产品归一化差异植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)和增强型植被指数(enhanced vegetation index,EVI)与土壤湿度实测值进行相关分析,并利用在其中一个样点得到相关系数最高的回归模型对距离较远的其它点进行土壤湿度值估算,最后用土壤湿度实测值对模型的精度进行验证。结果表明,2种植被指数均与土壤湿度值呈现出较强的相关性,且利用植被指数估算土壤湿度的延迟天数为5~10 d。在相同气候模式、土壤类型和植被类型的条件下,高程为影响回归模型精度的主要因素。该研究可为牧区多层深度土壤湿度反演方法的选择和监测提供参考依据。     

基于格网的石漠化地区生态系统服务与经济空间耦合

[目的]分析石漠化地区生态系统服务价值与经济的空间耦合关系,为石漠化地区生态环境保护与社会经济协调发展提供依据。[方法]以贵州省盘州市为例,基于格网尺度,计算了研究区生态服务价值(ESV)与国内生产总值GDP,并利用耦合协调模型,对两者间的耦合协调发展程度进行定量评估。[结果]①盘州市ESV热点区主要分布在东北部的几个少数民族乡镇,冷点区主要分布在经济发展较快且城市化率较高的区域;②盘州市GDP在空间上呈现出局部高的特点,高值区主要集中在石桥镇、亦资街道、翰林街道等工业镇和政治、经济、文化中心;③盘州市ESV与GDP耦合协调度值较低,空间上存在明显的自相关性,耦合协调度较低的区域主要分布在盘州市东南部、北部以及中部;④盘州市ESV与GDP耦合协调度类型以严重失调衰退经济损益型为主,占区域总面积的79.95%。[结论]盘州市ESV与GDP在空间上存在一定矛盾,耦合协调度较低,兼顾生态环境保护与经济发展有助于提升协调度。     

基于多时相遥感影像的作物种植信息提取

为了快速、准确地在遥感影像上对作物种植信息进行提取,该研究运用多时相的TM/ETM+遥感影像数据和13幅时间序列的MODISEVI遥感影像数据,采取基于生态分类法的监督分类与决策树分类相结合的人机交互解译方法,建立决策树识别模型,对黑龙港地区的主要作物进行遥感解译,总体分类精度达到了91.3%,与单纯对TM影像进行监督分类相比,棉花、玉米、小麦、蔬菜4类作物的相对误差的绝对值分别降低了1.3%、20.5%、2.0%、13.8%。结果表明该方法的分类精度高,能较好的反映作物的分布状况,可为该地区主要作物种植结构调整提供科学依据,还可为其他区域尺度作物分布信息的提取提供参考。     

石漠化坡地不同整地措施下表层土壤水分空间分布特征

[目的] 分析石漠化坡地不同整地措施下表层土壤水分的空间分布特征,为提高石漠化坡地的水资源利用效率和农业管理水平提供参考依据。[方法] 以石漠化坡地中反坡、斜坡和平地3种整地措施下的柑橘林地为研究对象,采用经典统计学、地统计学和多重分形理论研究土壤水分的空间分布特征。[结果] (1)反坡的土壤含水量显著高于平地和斜坡(p＜0.05),平地土壤含水量的空间连续性和聚集性以及总变异和结构性变异强于斜坡和反坡。(2)不同整地措施下的土壤含水量均具有中等强度变异性(10.00%≤CV≤100.00%)、强空间自相关性[C₀/(C₀+C)≤0.25]和极显著(p＜0.01)的空间聚集性。(3)不同整地措施下的土壤含水量分布具有多重分形特征,旱季时反坡的土壤含水量分布区间最窄,斜坡的土壤含水量分布更离散;雨季时平地的土壤含水量分布区间最窄,反坡的土壤含水量更不均匀。[结论] 土壤机械组成是影响土壤含水量的主要因素,反坡整地措施更有利于改善石漠化坡地的土壤水分条件。     

贵州省喀斯特石漠化与水土流失空间相关分析

喀斯特地区石漠化现象的产生与水土流失之间存在不可分割的关系。为进一步分析石漠化与水土流失之间的关系,以贵州省2010年的水土流失及石漠化解译数据为基础,运用地图代数原理,通过水土流失与石漠化转移矩阵的计算,从而得出不同水土流失等级的石漠化分布以及不同石漠化等级的水土流失分布情况。结果表明:贵州省石漠化主要发生在水土流失轻度侵蚀与中度侵蚀区,其发生率分别为24.31%,24.09%,而水土流失主要发生在轻度石漠化与潜在石漠化区,其发生率分别为35.70%,34.16%;水土流失或石漠化等级的变化并不一定呈现相应等级的石漠化或水土流失等级的变化,石漠化的发生与生态恢复存在滞后性。     

不同空间尺度下喀斯特石漠化与坡度的关系

以2005年2月4日1:1万SPOT5影像(空间分辨率2.5 m)为基本数据源,在获取该流域喀斯特各级石漠化分布格局信息的基础上,探讨喀斯特石漠化强度与坡度的空间尺度关系.王家寨小流域石漠化集中分布在15°～25°坡度范围内,簸箩地区轻度、中度、强度集中分布在<5°、15°～25°的坡度范围.而大尺度研究发现石漠化发牛率最大的是>25°的坡地,研究尺度越大,则石漠化集中分布的坡度范围也越高.因此,大尺度分析得出的结论不能指导小尺度石漠化土地的防治工作.     

滇东南喀斯特典型地区石漠化的空间变化

[目的]分析石漠化变化趋势及发展规律,为决策部门合理规划和综合防治石漠化提供科学依据。[方法]选取位于滇东南文山州境内的盘龙河流域作为研究区,利用RS,GIS等相关软件,解译出1990,2002和2009年盘龙河流域石漠化强度图,利用叠加分析法对海拔、坡度、坡向一系列地形因子的石漠化空间分布变化进行了分析。[结果]从1990—2002—2009年盘龙河流域石漠化现象总体呈现出加重趋势,石漠化分布在空间格局上存在明显差异。[结论]研究区景观格局变化和空间分布明显受地形因子的影响,不同的地形因子对石漠化空间分布有不同的影响。     

基于GIS/RS的桂西北土地石漠化与喀斯特地形空间相关性分析

基于GIS、RS技术,探讨喀斯特地形坡度量算的适宜方法,并提取桂西北喀斯特山区地貌类型、坡度、坡向数据,结合2006年桂西北石漠化数据进行地形要素与石漠化空间相关性分析。结果表明：桂西北喀斯特石漠化与地貌类型、坡度有明显的空间相关性,表现在低山和高丘陵地形区的石漠化发生率较高;在0°-25°坡度地形区中,石漠化发生率随坡度增大而平缓下降,大于25°坡度区的石漠化发生率却大幅上升;各坡向的石漠化发生率基本相近,石漠化与坡向没有明显空间相关性。研究结果可为桂西北喀斯特山区土地利用布局、石漠化治理和生态系统恢复提供决策依据。     

淮河中上游植被变化及其对气象因素的多时空尺度响应

[目的]植被与气象因子关系的多时空特征有助于深入理解流域生态系统,对生态环境保护具有重要意义。[方法]基于MODIS EVI数据与气象观测资料,结合趋势分析、Mann-Kendall检验和Pearson相关性分析方法,分析淮河中上游2001—2015年植被动态并探讨流域至局地尺度的植被与降水、气温的相关关系。[结果](1)流域植被整体呈明显增长趋势(p<0.05),EVI指数增长速率为0.055/10 a,冬季增速最大(0.075/10 a)、夏季最小(0.047/10 a),不同地类增速差异显著。(2)年均EVI呈增加的区域占流域总面积的93%,其中呈显著(p<0.05)及极显著(p<0.01)上升趋势约占82%,华北平原(主要为耕地)增速最大,山区、山丘区增速次之,郑州市辖区等呈显著下降(p<0.05);EVI变化的时空分布差异明显。(3)流域尺度春季EVI与同期(3—5月)和2—5月降水呈显著正相关(p<0.05),冬季EVI与同期降水呈极显著负相关(p<0.01),月EVI在3月、11月与最低气温呈显著正相关(p<0.05),在12月分...     

基于GEE的关中平原城市群植被时空演变及影响因素

[目的]探究2000—2020年关中平原城市群植被时空变化特征及驱动因素,为区域生态文明建设提供科学指导。[方法]基于Google Earth Engine(GEE)云平台,利用2000—2020年Landsat影像计算得到的增强型植被指数(enhanced vegetation index, EVI),结合趋势分析、热点分析、地理探测器模型等方法分析了关中平原城市群年最大EVI(EVI_max)变化格局及驱动因素。[结果](1)2000—2020年关中平原城市群年EVI_max整体呈上升趋势,未发生变化的土地利用/覆盖类型年EVI_max值均呈波动上升趋势,其中草地的上升速率最大。(2)空间上,关中平原城市群年EVI_max值呈由南向北递减的趋势,高值区主要位于南部的秦岭山地。趋势分析结果表明年EVI_max呈显著上升和显著下降的面积分别为70.16%和3.61%。(3)年EVI_max的空间集聚特征表现为热点和冷点数量呈轻微下降和显著下降趋势,冷点区域逐渐转化为次...     

基于分维的多尺度植被空间格局分析

植被是一个地区植物群落的总体，是对于生态环境因素的综合反映。植被在空间上的分布是典型的分维数体，它在空间所有尺度上都有细节。在许多情况下分维数具有某种形式的自相似性，即它不随尺度的增加或缩小而变化，它独立于尺度。因此比较不同尺度上树种的空间格局与其对应的分维数值，可以对不同尺度上的空间格局有一个全面的了解。通过变异函数计算出的格局的分维数值可以描述不同尺度上空间格局的拓扑学性状和自相似性，可以很好地揭示植被的空间异质性。     

基于植被状态指数的县域冬小麦干旱时空变化特征分析

[目的]分析县域冬小麦干旱的时空异质性,为抗旱减灾提供辅助决策支持。[方法]基于GF1,Landsat, Sentinel-2等中高分辨率遥感数据,选取植被状态指数(Vegetation Condition Index, VCI)作为干旱监测指标,计算2011—2021年禹州市冬小麦VCI,逐年分析禹州市冬小麦干旱分布情况,并通过变异系数、线性趋势法、重心迁移和标准差椭圆等方法,对禹州市冬小麦干旱的稳定性、变化趋势、时空变化等特征进行了多维度分析。[结果](1)空间上,2011—2021年禹州市冬小麦干旱主要分布在北部和西部的山岗丘陵区,干旱面积和干旱强度由平原区向山岗区逐渐延展扩大;变异系数与变化百分率均值分别为0.62,13.12%,冬小麦干旱稳定性与变化趋势空间分布一致性高;重心迁移轨迹总距离和标准差椭圆扁率从无旱到重旱逐渐变小,标准差椭圆面积逐渐变大,表明干旱空间分布由集中趋于分散;(2)时间上,禹州市冬小麦每年都有轻旱发生,中旱和重旱平均2～4年发生一次,2012—2014年连续3年旱情较重,中旱和重旱总占比均超过35%,其次为2016年和2018年。[结论]近11年来禹州市...     

基于不同植被指数的TRMM数据降尺度及误差校正研究

[目的]对不同时间尺度的热带测雨卫星(TRMM)数据进行空间降尺度及误差校正研究,为华中地区洪涝灾害监测等提供科学参考.[方法]主要借助增强型植被指数(EVI)和归一化植被指数(NDVI)分别运用地理加权回归(GWR)模型实现2001-2019年华中地区TRMM数据的空间降尺度,并结合地理差异分析(GDA)和地理比率分...     

基于MODISEVI的左江流域耕地利用效率评价

选取左江流域多年中分辨率成像光谱仪（MODIS）增强植被指数（EVI）时间序列数据进行研究,利用最佳坡度系数截取法（BISE）和Savitzky-Golay滤波法对数据进行平滑去云处理,设计二次差分算法,提取耕地EVI在1 a内时间序列峰值频数。将峰值频数图像与土地利用现状图叠加分析,得到左江流域耕地的利用效率。抽取样本进行线性回归分析,R值达到0.734 9,表明取得了理想的结果,丰富了耕地利用效率研究的方法。     

水土流失遥感调查中植被信息提取与评价指标讨论

简要介绍了水土流失遥感调查植被因子提取的方法。采用植被指数像元二分模型的方法,以重庆市开县为试验区,证明该方法提取植被覆盖度的结果较理想。结合重庆市最新的水土流失遥感调查,指出了该次调查中存在的不足,并提出了有关建议。同时对水土流失遥感调查的评价指标进行了讨论。     

Spatial and temporal controls on post-fire hydrologic recovery in Southern California watersheds

The current study investigates the spatial and temporal dynamics of post-fire vegetation and the subsequent influence on seasonal and annual hydrologic responses in chaparral-dominated watersheds. Post-fire climatology, burn severity, slope aspect, and vegetation behavior are evaluated for two basins burned during the 2003 Old Fire in the San Bernardino Mountains in Southern California. Climate and discharge data are used to evaluate seasonal and annual variability of post-fire hydrologic fluxes. Data obtained from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) are used to estimate Enhanced Vegetation Index (EVI) and differenced Normalized Burn Ratio (dNBR). A Savitzky–Golay filtering technique and an integrated EVI annual fraction are utilized to assess vegetation recovery under a range of potential controls. Vegetation recovery is highly variable in both watersheds and is related to slope aspect (solar and water availability), initial biomass levels, and burn severity. South and west facing slopes show higher pre-fire EVI (biomass) and significant loss of vegetation cover after fire. Vegetation in both watersheds responds to an extreme wet season during the second post-fire year, however recovery rates are not sustained. North and east aspects show the quickest biomass gain relative to pre-fire conditions by the end of the study period (WY 2010), while the west and south slopes show lower biomass recovery. High burn severity areas show the slowest recovery across all slope aspects, with these regions just approaching 90% of pre-fire biomass by the end of the seven-year post-fire period. The variable rate of vegetation recovery across the watersheds results in significant changes in annual and seasonal discharge throughout the post-fire period. Runoff ratios remain elevated in both systems and there is increased dry season flow for much of the study period, indicating that plant water consumption and flowpaths are not back to pre-fire behavior by the end of WY 2010.     

不同植被指数估算植被覆盖度的比较研究

本文以长汀朱溪流域2009年多波段的遥感图像为基础数据源,分别计算了比值植被指数、归一化植被指数、土壤调整植被指数等13种植被覆盖指数,对比分析实地调查植被覆盖度数据与遥感影像计算数据,结果显示最适宜的植被指数为MSAVI——修正土壤调节指数。     

基于信息熵原理的土壤pH影响因素空间相关性分析

土壤酸碱度是土壤重要的基本性质之一,它受特定的生物气候条件、地形、母质来源以及人为活动的影响.本文选取发育于不同母质和不同地形部位,且土地利用方式多样的丘陵区土壤,进行高密度土壤剖面样品的采集,分析获取表层和底层土壤pH数据.基于信息熵原理对土壤pH与母质、地形和土地利用方式之间的空间相关性进行定量分析,结果表明表层土壤pH主要受土地利用方式的控制,耕作土壤pH值明显小于自然土壤;而底层土壤pH主要受母质的影响,不同母质上发育的土壤pH值从高到低依次排列为紫红色砂页岩风化物、下蜀黄土和砂岩风化物.本文的研究特色是应用联合信息熵算法,在定性变量和定量变量之间进行定量的空间相关性分析,这点克服了以前定性变量和定量变量之间相关关系研究的不足.