河套灌区土地利用对蒸散发分布规律的影响研究

对河套灌域的2014年5～9月的Landsat系列卫星数据和MODIS陆地蒸散产品数据,通过监督分类得到了灌区的土地利用分类,利用SEBAL模型反演地表参数,获得了灌区日蒸散发量,最终得到了灌区不同土地类型的蒸散发(ET)分布规律。     

基于SEBAL模型的蔡家河流域平原造林区蒸散发量研究

基于SEBAL能量平衡模型,利用Landsat 8和MODIS L1B遥感数据,对北京市蔡家河流域平原造林区的蒸散发量进行估算,并采用FAO-Penman模型反演得到的潜在蒸散发量对其进行了验证。结果表明:研究区不同季节的蒸散发量差异较大,以夏季的蒸散发量最大,以春季的蒸散发量最小;不同土地利用类型的的蒸散发量,春、夏季均为幼林农田成林,秋季为幼林成林农田;不同树种的蒸散发量差异很大,其中以柳树、杨树和槐树等树种的蒸散发量较大,以松柏等树种的蒸散发量最小。     

干季核桃树干液流特征及其与气象因子的关系

我国北方存在严重的水资源短缺问题,研究干旱半干旱区域植被的液流特征,对于没有灌溉条件的丘陵山区,确定耗水量和立地水分的合理承载能力,对于当地生态植被建设和管理具有重要的作用.本文应用热脉冲技术对干旱半干旱退耕区核桃(Juglans regia L.)的液流速率、液流通量等进行分析,为植被建设模式的确定和管理提供理论依据.     

基于特征空间的蒸散反演方法在中国北方地区的比较与应用

【目的】通过验证和比较来选定适合于中国北方地区的蒸散反演方法,旨在为改进蒸散的算法提供支持并初步认识中国北方地区蒸散的时空分布规律。【方法】使用中等分辨率成像光谱仪(MODIS)的遥感影像、气象观测资料以及干旱-半干旱区协同观测的地表蒸散通量数据,对Jiang等(1999)、Wang等(2006)和Roerink等(2000)这3种特征空间方法进行验证与比较,在选定适合试验区的方法后,计算和分析中国北方地区蒸散的空间分布与季节变化特征。【结果】在中国北方地区,由Wang等(2006)方法反演得到的蒸发比相关性最高,误差最小(R~2=0.65,RMSE=0.17);受地表温度随海拔升高而降低的影响,Jiang等(1999)和Roerink等(2000)的方法在高海拔地区普遍存在高估的现象;基于Wang等(2006)的方法反演得到蒸发比,通过运算得出中国北方地区的蒸散空间分布,回归分析表明,该方法得出的蒸散结果精度较高(R~2=0.57,RMSE=0.78 mm·d~(-1));在不同季节,蒸散在空间上都表现出东高西低的特征;夏季最高,春季略高于秋季,冬季最小;在冬季,大部分地区蒸散在0.5 mm·d~(-1)以下;在春季,除西北地区的准噶尔、柴达木、塔里木等沙漠区域外,其余地区都有较明显的蒸散活动,大部分区域达到了0.8 mm·d~(-1)以上;在夏季,整个区域蒸散达到全年最大值,绝大部分地区蒸散强度在1.5 mm·d~(-1)以上;在秋季,蒸散明显回落,除华北地区和秦岭一带保持在1~2.5 mm·d~(-1)之外,其余地区蒸散大多在1 mm·d~(-1)以下。【结论】Wang等(2006)的方法可以在克服海拔对地表温度产生影响的同时,保持特征空间法中对地面气象参数精度要求不高的优点,能够更好地模拟中国北方地区蒸散的空间分布,适于在下垫面复杂、海拔落差大的地区使用。     

基于3S技术的天保区植被变化监测方法研究

以甘肃省清水县天然林保护区植被时空变化为研究对象,以2期Landsat TM遥感影像为主要信息源,以植被面积和植被覆盖度为监测指标,采用最大似然方法进行监督分类获得土地利用分类图和植被面积,采用NDVI像元二分法获得植被覆盖度图。利用空间分析和统计分析方法将土地利用分类图和植被覆盖度图进行空间叠加分析,揭示研究区1996—2004年间土地利用和植被覆盖度的数量变化和空间变化特征,并对天保区与非天保区以及不同天保区内部的差异进行对比分析。研究结果表明：1996年—2004年间甘肃省清水县天然林保护区森林面积和植被覆盖度得到了明显改善,且天保区优于非天保区; 不同类型天保区植被变化状况有差异,3种类型天然林保护区中以重点生态保护区植被改善状况最为显著。     

热带原始森林类型分类和蓄积量遥感反演研究

森林生态系统蓄积量的空间分布及反演研究对碳储量估测、生物多样性保护以及全球气候变化研究起着至关重要的作用,然而,由于森林植被类型的多样性,尤其是对人力所不能及的热带原始林区,森林调查数据缺失,森林蓄积量的估测和反演存在巨大挑战。以巴布亚新几内亚西塞皮克省18.80万hm~2的热带原始雨林区为研究区,利用高分遥感影像RapidEye,QuickBird与Landsat TM,结合野外地面调查数据,对研究区土地覆盖类型进行分类。基于遥感影像得到森林植被参数信息,提取各波段地表反射率、各种植被指数和其他光谱变换形式等遥感因子,利用多元线性逐步回归构建森林蓄积量遥感反演模型,估算研究区森林蓄积量,并结合GIS技术分析其小班尺度上的空间分布特征。结果显示:1)研究区土地覆盖类型可以分为低海拔平原森林、低海拔高地森林、低山森林、稀疏森林、沼泽森林和其它类型共6种,分类精度达79.2%;2)蓄积量遥感反演模型的多元回归模型R~2为0.694,对森林蓄积量有较好的反演精度;3)研究区森林蓄积量的分布特点表现为中部高于周边、北部和中东部山区明显高于西北和东南地区,其与研究区的土地覆盖类型分布相对应。构建的森林蓄积量反演模型对全球热带原始林区的森林资源蓄积量估测具有重要的参考价值。     

基于遥感影像的济南市植被覆盖度提取研究

指出了植被覆盖度是一个十分重要的生态气候参数,是植物群落覆盖地表状况的一个综合量化指标,研究植被覆盖度的估算及其变化,对生态系统环境变化起重要作用,也对水文、生态、全球变化等领域都具有重要意义。介绍了植被覆盖度遥感测量方法的基本理论、研究现状和发展趋势,以TM影像为数据源,利用ENVI 5.0遥感处理软件,结合地面调查数据,分析了济南市南部山区遥感影像的植被覆盖度估算结果,利用像元二分法进行了植被覆盖度的反演,为进行大面积植被覆盖度估算提供了一种有效的途径,且基本能够满足生态环境及气候变化研究的要求。     

城市化进程下地表温度时空变化及其与植被覆盖度的相关性 ——以北京五环区域为例

【目的】探究城市地表温度时空变化特征,阐明不同植被覆盖度条件下植被降温差异,为改善城市生态环境、合理规划城市绿地提供参考。【方法】以城市化水平较高的北京五环内区域为研究对象,基于1999—2017年5期Landsat遥感影像反演得到的地表温度和植被覆盖度图像,采用标准差分类法将研究区划分为极低温区、低温区、次低温区、中温区、次高温区、高温区和极高温区,探究研究期地表温度时空变化特征,运用线性回归进一步对300、600、900和1 200 m栅格尺度下的植被覆盖度和地表温度进行相关性分析。【结果】1999—2017年,北京五环内热环境的时间变化总体分为2个阶段:1999—2011年高温区和极高温区面积逐渐增加; 2011—2017年,热环境状况有所改善,高温区和极高温区面积占比分别下降0.96%和0.71%,极低温区和低温区面积占比分别升高0.45%和1.19%。热环境空间格局随北京城市建设发生显著变化,1999年地表温度较高的区域集中在二环内,1999年后逐渐向外转移,至2011年,高温区和极高温区集聚在三环至五环间的东南部区域(2011年高温区和极高温区在三环至五环间分布比例最高,分别为70.73%和78.92%),2017年五环内区域整体热环境有一定程度改善。研究期内北京五环区域植被覆盖度总体呈先降后升的趋势,2005年植被覆盖度最低(31.84%),且植被覆盖度较高的区域主要分布在四环至五环,四环内区域植被覆盖度相对较低。地表温度与植被覆盖度总体呈线性负相关(P0.001),且在中植被覆盖度条件下(40%～60%)相关关系更稳定。同一栅格尺度下,植被覆盖度越高,降温效应越强,地表温度越低。【结论】1999—2011年,高温区和极高温区面积逐渐增加,且高温区域由二环内向外转移;2011—2017年,热环境状况有所改善。研究期内植被覆盖度总体呈先降后升的趋势,且植被覆盖度在四环至五环间区域较高。植被覆盖度增加可降低地表温度,且在植被覆盖度达到40%～60%时才表现出稳定的降温效果,适当提高植被覆盖度,可提升城市绿地降温功能,缓解城市热环境。     

毛乌素沙地降水、蒸散时间分布格局及其对土地利用的意义

运用统计分析和遥感分析方法,对毛乌素沙地腹地乌审旗沙区1981-2003年间的降水、蒸散分布格局进行研究.结果表明:1)研究区降水集中在6-8月份,主要以暴雨出现,沙壤土入渗率高,降雨能很快渗入土壤,故很少形成径流;2)研究区23年间平均年蒸散量为252 mm,略低于降水,年蒸散量呈从东向西递减的趋势.7月蒸散量最大,1和12月最小,呈"单峰"正态分布,与降水的年变化趋势基本一致;3)该地区蒸散相对变率为10%～24%,从西北向东南地区递减;4)从水资源总量和现有植被盖度(0.7)来看,水资源收支处于低水平的基本平衡,但降水时空分布的不均匀性、沙地生态系统的脆弱性及特殊的生态过渡性对水资源的有效性造成了严峻的考验,因此在饲草料种植中推广、普及高效节水的农业灌溉技术,对于提高水资源利用率和保持区域水资源平衡具有十分重要的意义.     

长株潭核心区植被覆盖度动态监测与分析

以2000年Landsat5、2013年Landsat8两个时相遥感影像,利用像元二分法模型反演获得2个时期的植被覆盖度,并通过研究区域内2期植被覆盖度的时空变化特征、近13年的区域植被覆盖度转移矩阵、植被改善/退化状况及驱动力,定量分析了长株潭核心区13年植被覆盖度的时序变化和空间分布特征.研究结果表明:长株潭核心区近13年植被覆盖度保持总体稳定并有所改善,平均覆盖度由2000年的0.573 9上升到2013年的0.601 5,植被退化区主要集中在长沙、株洲、湘潭3市城区及周边区域,另外长株潭绿心区植被覆盖度也有小幅下降;长株潭核心区植被覆盖与气候变化有一定关联,但人口增长、土地利用类型变化、城市化进程以及政策等人为因素是影响植被覆盖变化的主要因素.     

基于MODIS NDVI数据的粤港澳大湾区植被覆盖时空演变

为研究粤港澳大湾区的植被覆盖变化,采用2001—2020年的MODIS NDVI遥感数据,通过像元二分模型估算粤港澳大湾区的年最大植被覆盖度,运用一元线性回归、变异系数分析和R/S分析等方法,在像元尺度上探索植被覆盖度的时空演变规律,并预测其未来发展趋势。结果表明:1)大湾区植被覆盖度总体呈下降趋势(速率-0.023/10年);2)不同地域的植被覆盖在稳定性上差异显著,植被覆盖不显著变化区域占比69.18%,显著改善区域占比9.87%,显著退化区域占比20.95%;3)植被覆盖演变趋势整体以弱持续性序列为主,预测植被覆盖退化面积占比52.44%。基于研究结果提出对策建议,为我国国土空间生态规划、区域植被修复提供参考依据。     

基于TM影像的昆明市区土地利用遥感动态监测

以云南省昆明市区为例,基于1992年、2000年和2013年3期LANDSAT卫星遥感数据。首先利用NDVI分出植被区和非植被区,然后在此基础上利用最大释然法分类,得出3个时期的土地利用分类图。根据3个土地利用分类图,对1992—2013年土地动态变化进行分析,得到昆明市区土地利用转移矩阵。分析结果表明,1992—2013年昆明市区土地利用变化最大的是人工用地和未利用土地,增加的人工用地主要是由未利用土地转化而成的,这主要是城市化的结果。     

基于深度学习的森林可燃物含水率反演技术

【目的】探究基于卫星遥感数据的森林可燃物含水率反演,比较深度学习模型与传统机器学习模型的精度,并探索一种解决冠层遮挡问题的方案,为全国建立森林可燃物含水率数据库提供理论依据。【方法】以河北省张家口市崇礼区为研究区,基于实地测量数据,针对传统机器学习模型误差较大的问题,建立深度学习中的多层感知机(MLP)模型,研究光谱反射率与森林冠层植被和地表枯落物含水率之间的关系,并与传统机器学习中的支持向量回归(SVR)模型进行精度对比。选取与实地考察时间同季度的哨兵遥感数据,以光谱反射率、光谱水分指数等遥感估测法中常用变量作为反演森林冠层植被和地表枯落物含水率的影响因子,结合实地考察数据进行模型训练。针对以往采用遥感估测法反演地表枯落物含水率遇到的冠层遮挡问题,使用双向反射分布函数处理遥感数据获得不同观测角度的遥感数据,结合辐射传输模型,将冠层反射率映射到地表反射率后再训练模型。【结果】以红光、绿光、近红外和短波红外波段为输入变量的MLP模型在森林冠层植被含水率反演中的拟合度为0.843,优于SVR中最优模型的拟合度0.807,精度提高4.5%;MLP模型在地表枯落物含水率反演中拟合度为0.448...     

基于GF-1和TM数据的金河林业局天然林保护成效评估研究

[目的]利用遥感影像的特点,将地表覆盖类型和植被覆盖度作为天然林保护成效评估的研究指标,提出一种评估天然林保护成效的方法。[方法]首先,分析GF-1遥感影像特点,结合TM影像特点,研究针对GF-1遥感影像的处理和分析技术;其次,选择评估天然林保护成效评估的指标;再次,选取内蒙古金河林业局作为试验区,对试验区的地表覆盖类型变化、植被覆盖度变化进行分析,结合现地调查数据进行验证,从而评估天然林保护成效。[结果]基于采用分类后比较法能够有效检测出地表覆盖类型变化,经验证检测精度能够达到90%以上;归一化植被指数结合像元二分模型能够用于复杂地表植被覆盖度的反演,经野外实测数据验证精度可达到83%。[结论]根据地表覆盖类型变化监测和植被覆盖度变化监测结果,金河林业局天然林保护工程实施以来实现了森林资源由过度消耗向恢复性增长转变。     

千岛湖国家重要湿地生态环境质量评价

利用中国环境监测总站生态遥感数据库和浙江大学遥感与GIS实验室的遥感影像数据,结合地面监测网调查,按照中国环境监测总站制定的《生态环境质量评价技术规定》标准,运用层次分析法,选取生物丰度指数等5个指标分析区域内生物、植被、水资源、土地以及环境污染等情况,通过赋予各指标不同的权重,计算区域生态环境质量指数,综合评价区域总体生态环境质量。结果表明,千岛湖湿地生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数和污染负荷指数分别为89.12、76.28、96.61、0.17和3.56,生态环境质量指数90.76,生态环境质量优。     

中国干旱半干旱区土壤微生物分布特征及其影响因素

我国干旱半干旱地区干旱少雨，地表植被稀疏。然而，具有广泛生态适应性的微生物仍可通过生理代谢活动改变沙土的理化性质，促进土壤形成及植物营养转化，有利于植物生长，在区域荒漠化防治过程中起到重要作用，具有重要的生态学研究意义。文中总结我国干旱半干旱区土壤微生物的空间及季节分布特征，并对影响其分布特征的自然和人为因素进行全面梳理。了解土壤微生物的分布特征及其影响因素，可为土壤微生物在该区域生态恢复方面的应用提供参考。同时，根据区域生态恢复重建及增强区域生态安全保障的需要，对未来研究进行展望。     

南宁市地表温度与土地利用类型的关系研究

以南宁市城区为研究区域,利用Landsat-8遥感影像作为数据源,采用反演精度较高的单窗算法对研究区进行了地表温度反演,以及运用支持向量机算法(SVM)对其进行了土地利用类型的分类,最后通过叠置分析,定量分析了城区土地利用类型与地表温度的关系。结果表明:南宁市城区的热岛效应明显;南宁市城区土地利用类型对地表温度的贡献关系为:建设用地与裸地对地表温度的升高贡献相对较大,其次是草地、耕地,而林地和水体对地表温度有明显降温作用,因而在城区适当增加绿化和建造人工湖泊等水体景观是缓解城市热岛效应的重要举措。     

盐城海岸带植被覆盖度时空变化及其与土地利用变迁响应研究

以2001年、2009年TM遥感影像为基本数据源,在RS和GIS技术支持下,运用归一化植被指数(NDVI)和像元二分模型法获取植被覆盖度变化信息,采用人工目视解译和监督分类相结合提取土地利用信息,在分析了植被覆盖度和土地利用变化特征的基础上,将两者结合起来对其驱动力及其响应关系进行了分析。结果表明:近10年,盐城海岸带植被覆盖度整体有所提升,2001年研究区植被覆盖度呈现西南高东北低之势,中、高覆盖度占总面积的55.2%;2009年植被覆盖度相较2001年有明显变化,东北片区的植被覆盖度明显升高,西南部分地区有所下降。其中林地以中覆盖为主,占比30.72%,其他用地类型均以高植被覆盖度为主。分析发现,以湿地为主的土地利用变迁及人为干扰用地功能变化是其植被覆盖度变化的主要影响原因。     

基于RS的长株潭绿心区植被覆盖动态变化研究

以2000年、2005年、2011年3个时期的landsat5TM遥感影像为数据源,利用像元二分法模型反演三个时期的植被覆盖度,并研究3期植被覆盖度变化特征、植被覆盖度转移矩阵。结果表明:研究区植被覆盖状况良好,3期Ⅳ级和Ⅴ级植被覆盖度(f_c0.5)区域的面积和占总面积百分比均为79%以上。2000—2011年,研究区植被覆盖度总体呈下降趋势,2000年平均植被覆盖度为0.78,2005年平均植被覆盖度为0.72,2011年平均植被覆盖度为0.70。     

甘肃祁连山哈溪林区植被覆盖度变化监测研究

以甘肃祁连山哈溪保护站为主要研究区,选择1995年、2011年Landsat TM全波段遥感影像数据,以保护站1∶5万数字地形图及矢量化的林相图作为基本信息源,对遥感数据进行辐射定标、大气校正、图像裁剪处理,计算出2期影像的归一化植被指数(NDVI),采用像元二分模型对植被覆盖度进行估算。结果表明,祁连山哈溪林区植被覆盖度整体上呈增长趋势,植被覆盖度60%以上的高植被覆盖区域面积明显增加,植被覆盖度60%以下的低植被覆盖或无植被覆盖区域面积明显减少,研究区植被覆盖度呈逐步增长的趋势。