基于数字遥感图像的艾比湖绿洲近30年动态变化研究

艾比湖绿洲位于新疆北部古尔班通古特沙漠西缘,天山北坡绿洲带(新疆最重要的经济带)上游,是新疆重要的农业区和棉花基地。采用1972年MSS,1990和2001年TM和ETM遥感影像为数据源,对其进行目视判读,以人机交互方式进行分类得出其分类图和土地利用转移矩阵,并分析了艾比湖绿洲近30a绿洲动态变化情况。结果表明,1972—2001年的近30a期间,艾比湖绿洲在外观特征和分布上均有显著变化,面积也有明显扩张。尤其是1990—2001年的11a间,绿洲变化更为显著。同时,艾比湖绿洲面积扩大的同时面临着原有的自然生态平衡被打破,荒漠化和绿洲化的冲突加剧等一系列生态环境问题。     

主成分融合在干旱区盐渍地信息提取中的应用研究

土壤盐渍化严重威胁着干旱区绿洲的稳定与可持续发展,因此借助遥感手段快速提取盐渍地信息并掌握其空间分布有着重要的现实意义。本文以渭干河-库车河三角洲绿洲为例,探讨了基于主成分融合的干旱区盐渍地信息的提取方法。由于Landsat-7 ETM+的全色波段与多光谱波段有相同的太阳高度角和其他环境条件,影像获取时间一致,两种不同分辨率的数据可以不经配准而实现高精度融合。首先,对2001年的遥感影像数据(ETM影像)进行几何校正;再利用主成分融合技术,将多波段的ETM+影像与对应的全色波段影像进行主成分融合,在此基础上进行盐渍地信息的提取。实验表明,该方法的结果分类精度较高,与实地调查结果基本相符,是监测干旱区盐渍地变化的有效手段。结果表明:盐渍地主要分布在绿洲的和沙漠之间的交错带,盐渍地的分布在绿洲内部呈条形状分布,而在绿洲外部呈片状分布,且绿洲外部重度盐渍地交错分布在中轻度盐渍地中。研究结果对于干旱区绿洲盐渍地的合理开发和可持续发展有着重要现实意义。     

艾比湖自然保护区荒漠-盐生植被VIS-NIR光谱反射特征研究

利用便携式地物光谱仪进行艾比湖自然保护区植被光谱反射率的测定,阐明荒漠—盐生植被光谱特征和生存环境的关联,为该地区植被调查提供参考.测定离湖滨不同远近距离4个样区的几种典型植被反射光谱,采用导数法分析植被光谱(如红边,绿峰,蓝边)特征;利用Landsat 8影像提取NDVI指数信息.结果表明:在离湖最近、盐渍化较轻的B样区反射率值最高,其次分别是离湖最远的湿地盐沼区、河流下游段和盐渍地严重的裸露区;植被光谱曲线在680～760 nm附近达到增长最高值,反射率最高达0.9;4个样区植被的“红边位置”有相似的吸收光谱波段特征,B样区的“红边位置”在720 nm处,向长波段方向靠近.总之,高光谱遥感对于荒漠-盐生植被的监测和提取具有重要的意义.     

基于多种极化分解方法和全极化合成孔径雷达数据的干旱区盐渍化监测

土壤盐渍化不仅严重制约着干旱区农业可持续发展,并且对绿洲生态环境构成了重大威胁。该文提出将多种极化目标分解方法、绕封模型（wrapper feature selector, WFS）特征子集选择方法和支持向量机（support vector machine, SVM）结合起来（简称WFS-SVM）,利用全极化合成孔径雷达（polarimetric synthetic aperture radar, PolSAR）数据实现对土壤盐渍化监测。以新疆干旱区典型绿洲--渭干河-库车河三角洲绿洲（渭-库绿洲）为研究区,对研究区四极化Radarsat-2数据进行多种极化目标分解处理,得到相应的特征参数和特征分量。采用WFS方法进行SVM最佳特征子集的选择,并选出最佳适应度的子集对 SVM进行训练。从而构建基于最佳特征子集和最优分类参数的WFS-SVM分类模型,对研究区进行不同程度盐渍地信息（包括重度盐渍地和中-轻度盐渍地）的提取,并结合野外实地考察验证数据,将分类结果与经典的Wishart监督分类方法和一般SVM分类方法进行了对比和验证。结果表明,该方法较大程度地提高了全极化PolSAR影像在干旱区盐渍地信息提取的精度,相比Wishart监督分类,该方法分类总精度和Kappa系数分别提高了14.12个百分点和0.18,证明了该文所提出的监测方法具有有效性和研究潜力。该成果也将促进PolSAR数据在干旱区盐渍化监测中发挥更大的作用。     

塔里木盆地北缘绿洲盐生植物群落物种多样性及其分布规律研究

运用数量生态学的方法对渭干河-库车河三角洲绿洲的盐生植被及其土壤化学因子进行分析.结果表明:土壤盐分和土壤pH值与丰富度指数(R)、多样性指数(H')和均匀度指数(E)负相关关系显著(P＜0.05),而与优势度指数(C)具有显著正相关关系(P＜0.05);土壤盐分是影响这一地区植被分布的关键因子,同时土壤pH值也对该区...     

基于6S模型的遥感数据大气校正应用研究

基于辐射传输理论的大气校正模型,具有明确的物理意义,易于操作,应用广泛。该文首先对Landsat-5 TM图像大气校正参数的确定进行了详尽分析并采用6S模型对图像进行了大气校正,然后从光谱响应曲线、归一化植被指数(NDVI)等方面,探讨了大气校正对TM图像地物光谱响应特征的影响。研究表明,TM图像经大气校正后,地物在可见光,近红外和短波红外波段反射率明显减小;大气校正后的NDVI增幅明显;采用的参数确定方法可为类似研究提供参考与借鉴。     

县级土地利用结构优化研究

[目的]在新一轮的土地利用总体规划中,需要对县级土地利用结构进行调整优化.[方法]基于弹性规划的灰色多目标规划,依据人们生产活动对土地利用类型影响与社会、经济、生态三大效益目标的关系,将国家标准土地利用类型整理重组归并,形成满足结构优化的决策变量.[结果]依据研究区特点,建立多种约束条件,采用WinQSB软件进行计算,得出土地利用结构优化方案.针对计算得出的三套方案,定性分析了各个方案的优点及缺点,在土地结构优化的环节指导了规划方案最优的选择.[结论]此方法在多个县级土地利用总体规划中进行了应用,征求了多部门意见,土地利用结构优化方案与当地发展和规划比较吻合,能够在土地利用总体规划中对土地利用结构调整起到指导作用.     

基于TVDI的渭干河-库车河三角洲绿洲植被生长期干旱遥感监测研究

渭干河-库车河三角洲绿洲是新疆重要农业生产区,频发的旱灾始终是制约农业可持续发展的障碍因素。因此,文中以渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区,利用1989年和2011年植被生长期的两期TM影像提取的归一化植被指数(NDVI)和地表温度(Ts),构建Ts-NDVI特征空间,依据该特征空间设计的温度植被干旱指数(TVDI)作为旱情指标,找出适合研究区的旱情判别模式,并进行旱情对比分析。结果表明:1)在Ts-NDVI特征空间中,该绿洲1989年和2011年干旱遥感监测的干、湿边拟合方程分别为TSmax=-13.795NDVI+296.5,TSmin=5.3374NDVI+283.12和TSmax=-27.861NDVI+315.52,TSmin=4.4736NDVI+292.46。说明随着干边斜率增加,湿边斜率也增加,形成稳定的三角形形状,能较好的反映土壤干旱状况;2)从TVDI旱情等级分布图上可以得出等级为干旱的面积有所增加,且这一区域主要集中在绿洲外围,表明随着绿洲内部干旱的缓解,绿洲外围生态环境有所恶化。通过以上研究发现利用温度植被旱情指数(TVDI)法对渭干河-库车河绿洲地区进行夏季干旱动态监测是可行的。     

新疆库车县灌区土地盐渍化时空演变影响因子分析

为了定量研究土地盐渍化时空演变影响因子相对影响力的大小,以新疆库车县灌区为例,基于现阶段土地盐渍化研究成果,在3个不同的空间尺度下,分别提取8个土地盐渍化时空演变影响因子,应用灰色关联方法分析。结果表明:人类活动引起的土地覆盖/利用变化是主导因素,地形、地下水埋深、地下水矿化度在较小的空间尺度上起主导作用;土地覆盖/利用变化、水体、灌溉和排水渠系统在较大空间尺度上起主导作用;灌溉系统对土地盐渍化过程的影响大于排水系统;气候条件不是土地盐渍化发生演变的主要影响因子。     

基于PSO-PPE模型的和田水资源承载力评价研究

为了定量评价和田地区水资源承载力,指导该地区水资源与社会、经济和生态系统协调发展,本文从“水资源—社会—经济—生态环境”复合系统角度出发,构建具有区域特色的水资源承载力评价指标体系,采用基于粒子群优化算法的投影寻踪评价模型（PSO-PPE模型）,对和田地区2005—2012年水资源承载力进行综合评价,并结合回归分析法对具有明显影响作用的指标进行分析。结果表明：和田八年来水资源承载力处于Ⅱ级,属于弱无压力状态,反映该区水资源承载力满足目前社会经济的发展需求,但不表明该地区不属于缺水地区;其中人均水资源量、水资源开发利用率、城镇化率的高低对水资源承载力综合评价值的大小具有较高影响;从长期发展规划来看,需结合干旱区绿洲发展特点,制定科学合理的水资源管理和利用措施,以保障水资源与社会经济的可持续发展。