基于PALSAR雷达数据与多时相TM/ETM+影像的海南岛土地利用分类研究

大面积范围内准确获取土地利用/覆盖变化信息对生产管理和生态环境评价都具有重要的意义。本研究联合2010年25 m分辨率的ALOS PALSAR L波段雷达和2009~2010年多时相Landsat TM/ETM+影像,利用决策树分类方法对海南岛土地利用类型进行分类。结果表明,PALSAR雷达对森林和水体均有较高的识别精度,生产者精度和用户精度均超过88％,但耕地与建筑分类精度最高仅为77％。通过结合森林、建筑与耕地的光谱信息及其年际变化特征,采用多时相TM/ETM+影像合成的NDVI最大值和最小值对PALSAR分类结果进行修正。修正后结果的精度均有显著提升,森林、水体和建筑的生产者和用户精度均超过了92％,相应耕地的精度也分别达到了91％和74％,总体分类精度达到94％,Kappa系数为0.92。本研究表明,联合PALSAR雷达和多时相Landsat系列光学遥感影像,在解决热带地区影像数据源匮乏的同时,能够显著提高土地利用分类精度,具有良好的应用前景。     

基于MODIS遥感数据的海南岛橡胶林碳密度空间分布研究

天然橡胶林作为经济林在海南森林碳汇中占有很大的比例,具有较大的碳汇价值,准确的获取橡胶林碳密度空间分布信息对开展橡胶林碳汇功能进行评价具有重要的意义。为了能在空间上体现同一区域不同地点橡胶碳密度的差异,在MODIS遥感数据和橡胶普查数据的基础上,采用CASA模型和降尺度的方法,得到了海南岛天然林橡胶碳密度空间分布图。结果表明:该方法能在一定程度上体现出海南岛天然橡胶林碳密度的空间分布,天然橡胶林碳密度高值区分布在海南岛的中部,平均碳密度在25~33 t/hm2之间,而低值区域分布在海南岛北部,平均碳密度小于20 t/hm2。     

基于Prosail模型和Landsat 8数据的小麦冠层含水量反演比较

为对比分析Prosail模型和Landsat 8数据在植被含水量反演中的效果,以冠层等效水厚度为植被含水量指标,首先基于地面实测植被参数和Landsat 8波谱响应函数,得到基于Prosail模型的宽波段反射率,并基于模拟宽波段数据和TM8卫星数据构建归一化植被指数（NDVI）、增强型植被指数（EVI）及两种归一化差值水分指数（NDWI）,评价每种指数与小麦冠层含水量的相关性,再基于模拟植被数据、TM8植被数据和小麦冠层含水量,开展植被水分含量的建模和验证分析。结果表明,基于Prosail模型模拟得到的NDWI5和基于Landsat 8构建的NDWI5在小麦冠层含水量反演中的精度均优于NDVI、EVI和NDWI7,且二者的反演精度较为一致,可为地面实测数据过少的区域植被冠层含水量遥感反演提供一种新的思路。     

基于DEM的海南岛平均气温空间插值研究

选取海南岛18个气象站点1979～2008年30 a的逐月气温资料,结合数字高程数据（DEM）,采用回归反距离权重插值法、回归克里格插值法、回归样条插值法和回归趋势面插值法等多种混合插值方法对研究区平均气温的空间分布进行了插值研究,通过5个检验站点的插值误差来分析4种不同混合插值方法,并对平均气温空间分布栅格图进行了比较分析。结果表明：回归反距离权重插值法误差最小,效果最好。     

基于Landsat 8TM卫星数据的玉米灌浆期旱情监测

以灌溉区大田玉米为研究对象,利用Landsat 8TM卫星数据把冠层含水量指数MSI2与温度指数LST结合构建冠层水分温度指数(CTWDI),对研究区2014~2016年大田玉米灌浆期旱情进行监测。结果表明,CTWDI与灌浆期玉米冠层含水量极显著相关(r=0.719**),可以较好地反应灌浆期高覆盖度玉米水分状况。基于CTWDI的灌浆期玉米干旱监测结果与实际情况相符,且Kappa系数均高于57%,改进了玉米生育中后期的旱情监测方法,可以利用CTWDI对灌浆期高覆盖度条件下的玉米进行干旱监测。     

基于遥感的海南岛橡胶林零平面位移和粗糙度估算

在橡胶风害评估中,橡胶林零平面位移和粗糙度是建立定量评估模型的重要动力学参数。以MODIS遥感数据为信息源,计算橡胶林的叶面积指数,并利用形态学Raupach方法,估算橡胶林归一化零平面位移和粗糙度。该方法充分发挥了遥感大面积获取数据的优势,同时解决了传统气象学方法获取橡胶林零平面位移和粗糙度需要大量长期的野外观测资料的限制。结果表明:橡胶林叶面积指数与归一化零平面位移和粗糙度分别存在正相关和负相关;估算结果精度能满足橡胶风害评估模型参数的需求。研究结果可为开展大范围内橡胶林风害评估提供技术支撑。     

基于GIS的海南岛芒果气候适宜性精细化区划研究

以海南岛18个国家气象站1966—2019年的日观测数据为基础,对海南岛18个市（县）芒果单产的气象产量与其各生育期气温、降水、日照、相对湿度等做相关分析,选取花期平均气温、果实发育期平均气温、年≥10 ℃积温作为区划指标,同时考虑坡度因素的影响,采用集优法基于GIS开展了海南岛芒果种植精细化气候区划。结果表明,海南岛芒果种植气候适宜区主要分布在昌江、东方、乐东、三亚、陵水、万宁、琼海等西部南部和东部市（县）的沿海乡（镇）,不适宜区主要分布在五指山大部、白沙南部、昌江南部、乐东东北部、三亚北部、陵水北部等市（县）地形陡峭的山地,其余为次适宜区。区划结果可为海南岛芒果种植布局规划和产业结构调整提供科学依据。     

基于多源遥感数据的海南岛2007—2018年森林时空变化研究

海南岛作为中国仅有的两大热区之一,森林资源极其丰富,具有非常重要的生态和经济价值。本世纪以来,海南省的经济一直呈高速增长态势,橡胶林作为当地森林的重要组成部分,其种植面积因全球胶价的快速攀升增加了约50%,经济的快速发展和橡胶等人工林的增长将对森林的结构和分布产生重要影响,在此背景下监测森林现状及动态变化可为海南岛森林可持续经营管理和国家生态文明试验区建设提供重要依据。本文联合Landsat/Sentinel-2光学和PALSAR/PALSAR-2雷达多源遥感影像为数据源,以海南岛为研究对象,基于谷歌地球引擎（Google Earth Engine, GEE）监测海南岛2007—2018年的森林变化特征。研究结果表明：（1）2007—2018年海南岛森林面积增长显著,从2007年的1.94×10⁴ km²增长至2018年的2.15×10⁴ km²,覆盖率从56.43%上升到62.59%,森林面积年平均增长率为0.99%;（2）2007—2018年,在海南岛18个市（县）中有15个市（县）的森林面积呈正增长趋势,其中增长排前5的市（县）（儋州市、澄迈县、琼海市、临高县、定安县）增长面积占正增长市（县）总增长面积的68.78%,仅有东方市、三亚市和琼中县3个市（县）的森林面积有所下降,分别下降了13、76、113 km²;（3）森林增长集中分布在海拔小于200 m和坡度小于8°的区域,分别占增长总面积的92.88%和91.43%;（4）橡胶林的增长是森林面积快速增长的主要原因,橡胶林面积增长最多的5个市（县）其森林面积也增长最多,这5个市（县）的橡胶增长总面积占森林总增长面积的63.40%;（5）森林损失区域集中在海南岛南部、西南部和东北部沿海地区,主要是因为高郁闭度森林（如橡胶林）逐步转换为郁闭度较底的热带果园（如芒果园等）,另外旅游建设开发、城市化和水利建设等也导致了部分森林损失。研究总体显示,海南岛2007—2018年森林在低海拔平缓区域增长显著,森林消长具有一定的空间差异性,中部山区森林持续保持较高的覆盖度且较少大面积森林损失,总体增长模式良好。     

基于TM影像的海南岛橡胶种植面积信息提取

以ERDAS IMAGINE为操作平台,利用2008年Landsat-TM卫星数据作为遥感信息源,通过监督分类方法和实际调查,提取海南岛天然橡胶种植面积信息,并与2008年年鉴中橡胶面积数据进行对比分析。结果表明:利用TM遥感影像调查橡胶种植面积的准确率约为91%,基本能反映区域橡胶种植分布情况。     

基于InVEST模型的海南岛氮磷营养物负荷的风险评估

对于面源污染的防治,首要任务是量化氮磷营养物的负荷。应用InVEST模型中的水质净化模块,模拟海南岛氮磷营养物的输出负荷,并根据富营养化含量指标表划分氮磷负荷的风险区域。结果表明：海南岛水质状况总体良好,大部分区域的水质达到或优于国家地表水Ⅲ类标准,但是部分区域磷的输出负荷偏高,处于风险水区。以氮为限值的贫营养化水区、贫-中营养化水区、中营养化水区和中-富营养化水区分别占总面积的21.42％、49.98％、11.58％、17.02％。以磷为限值的贫-中营养化水区、中营养化水区、中-富营养化水区和风险水区分     

土地利用和初始含水量对琼东南黄色砖红壤水分入渗的影响

采用环刀法,测定了琼东南万宁兴隆地区典型黄色砖红壤上不同土地利用及不同初始含水量下的土壤入渗过程,分析对比了3种常用入渗模型的适宜性。结果表明,不同土地利用方式之间,胡椒园土壤初始入渗率、稳定入渗率和1 h累积入渗量等入渗指标均明显高于自然草地土壤和咖啡园土壤,入渗性能最佳;虽然自然草地的稳定入渗率和1 h累积入渗量等指标略高于咖啡园土壤,但二者整体入渗性能相差不大。造成上述入渗性能差异的原因与不同种植园对土壤改造程度不同而引起土壤质地变化有关。不同初始含水量对土壤入渗过程也有显著影响,随土壤初始含水量增加,初始入渗率、稳定入渗率和1 h累积入渗量等指标均呈下降趋势,表明土壤越湿润,土壤入渗性能也相应减弱。Kostiakov模型和Horton模型对不同土地利用和初始含水量下的土壤入渗过程拟合效果较好,可作为今后黄色砖红壤土壤入渗的适宜模型。本研究结果可为琼东南黄色砖红壤地区农业生产及相关灌溉策略制定提供参考。     

基于GIS技术的海南岛暴雨洪涝灾害风险区划

选取暴雨洪涝灾害较为严重的海南省为研究对象,综合考虑致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性和防灾减灾能力等4因子的综合作用,将暴雨洪涝灾害风险性评价技术和GIS技术相结合,对暴雨洪涝灾害风险程度进行评价和等级划分,并绘制海南岛暴雨洪涝灾害风险区划图。研究结果表明:海南岛暴雨洪涝灾害风险是由中部地区向四周沿海地区逐渐增大。