基于Google Earth Engine的湖北省近35年地表水变化特征研究

近年来,随着人为影响的加剧、社会经济的高速发展,地表水覆盖面积呈逐渐缩减态势。受研究范围广、统计难度大等因素的影响,湖北省地表水面积变化特征难以精确分析。利用Google Earth Engine平台(简称GEE),对湖北省及各行政区的地表水覆盖的变化特征情况进行分析与评价。结果表明:2000-2018年,湖北省地表水覆盖面积减少趋势明显,减少面积达1886.5 km2。各行政区中,荆州市、武汉市以及襄阳市地表水面积减少幅度较大,分别为450、364.8和210.8 km2;湖北省地表水覆盖季节性特征明显,覆盖月数为12个月的水面面积为总水面面积的46.4%;湖北省地表覆盖类型变化特征分析显示,湖北省永久性水面面积占比较小,季节性水面面积较大,受洪涝灾害影响明显且涉及范围较广。     

新一代Landsat系列卫星：Landsat8遥感影像新增特征及其生态环境意义

美国Landsat 8卫星的成功发射使一度中断的Landsat对地观测得以继续。Landsat 8除了保持Landsat 7卫星的基本特征外,还在波段的数量、波段的光谱范围和影像的辐射分辨率上进行了改进。基于该卫星的首幅影像,针对这些新的特性进行了分析和研究。研究发现:(1)新增的卷云波段有助于区别点云和高反射地物;(2)卷云波段设计的波长范围位于粘土矿物光谱反射的强吸收带,有利于土壤与建筑不透水面信息的区别; (3)新增的深蓝波段有助于水体悬浮物浓度的监测;(4)全色影像波长范围的收窄有利于该影像上植被和非植被的区别; (5)辐射分辨率的提高可避免极亮/极暗区的灰度过饱和现象,这对反射率极低的水体的细微特征识别有很大帮助。显然,Landsat 8这些新增的优点将会对全球生态环境变化的监测产生积极的作用。     

1990—2015年内蒙古地表水时空变化特征研究

【目的】分析1990—2015年内蒙古地表水的时空变化,探究气候和人类活动对地表水的影响。【方法】基于4个典型子区域对6种光谱指数(MNDWI、NDWI、AWEI、MBWI、WI₂₀₁₅和TCW)的性能和稳定性进行评估,分析适合于内蒙古地表水识别和提取的最优水体指数,并将其应用于整个内蒙古地表水研究中。【结果】1990—2015年内蒙古地表水整体呈先减少后增加的趋势,1990—2010年内蒙古地表水面积急剧下降,2010—2015年研究区地表水面积有所上升和恢复。1990—2015年除兴安盟、呼和浩特、乌海呈缓慢增加趋势,其他的9个盟市水体面积均下降。AWEI水体指数阈值稳定,有很好的试用性,更适合于研究区的地表水识别和监测。【结论】影响研究区地表水变化因素复杂多样,整体来看内蒙古地表水面积变化是由于气候和人类活动的双重因素所致,其中人类活动是地表水面积减少、湖泊萎缩的主要影响因素。     

基于遥感影像的地表热环境时空变异研究——以西安市核心区为例

随着城市化进程和全球变暖的加快,城市热岛效应越发显著。本文以2007年、2013年Landsat5 TM影像和2017年Landsat8 TIRS影像为数据,利用辐射传输方程法对西安市核心区地表温度进行反演,进而对热岛区的空间分布和时空变异情况进行分析。结果表明,2007-2017年,西安市核心区地表温度呈升高趋势,热岛区的空间分布范围由城市中心区向郊区县城和农村不断扩大。     

极旱荒漠区湿地植被动态变化监测——以甘肃敦煌阳关国家级自然保护区为例

利用1988—2016年共541幅Landsat 5 TM和Landsat 8 OLI影像,计算了极旱荒漠区中西土沟和渥洼池湿地植被（以芦苇为主）的归一化植被指数(NDVI),分别从NDVI,湿地植被面积和平均NDVI这3个方面对湿地植被特征进行分析,对敦煌阳关国家级自然保护区（以下称阳关保护区）内的渥洼池和西土沟湿地植被进行植被覆盖度估算,判断其变化。根据谷歌影像和现地调查,确定NDVI >0.1是识别西土沟和渥洼池湿地植被的最佳阈值,通过对保护区湿地植被的统计计算,研究其变化趋势。研究发现,渥洼池和西土沟的湿地植被都有明显的增加趋势。     

An ultrasonic humidification fluorescent tracing method for detecting unsaturated atmospheric water absorption by the aerial parts of desert plants

Atmospheric water absorption by plants has been explored for more than two centuries, and the aerial parts of plants, particularly the leaves of certain species, have been demonstrated to have an ability to absorb and utilize saturated atmospheric water such as fog, dew and condensed water. So far, however, there have been few studies on the aerial parts of desert plants in their absorption of unsaturated water from the atmosphere. This study presents an ultrasonic humidification fluorescent tracing method of detecting unsaturated atmospheric water absorption by the aerial parts of desert plants. We constructed an organic glass room based on the sizes of field plants. Then, the aboveground parts of the plants were humidified in the sealed glasshouse using an ultrasonic humidifier containing fluorescent reagents. The humidity and wetting time were controlled by turning on or off the humidifier according to the reading of a thermo-hygrometer suspended in the glasshouse. Fluorescence microscopy was employed to observe these plant samples. This method can generate unsaturated atmospheric water vapor and incorporate other fluorescent reagents or water-soluble chemical reagents for gasified humidification. In addition, it can identify plant parts that absorb unsaturated atmospheric water from the air, detect water absorption sites on the surface of leaves or tender stems, and determine the ability of tissues or microstructure of aerial parts to absorb water. This method provides a direct visual evidence for the inspection of leaf or tender stem microstructure in response to unsaturated atmospheric water absorption. Moreover, this method shows that aqueous pores in the cuticles of leaves or tender stems of desert plants are large enough to allow the passage of ionic fluorescent brightener with a molecular weight of up to 917 g/mol. Thus, this paper provides an important approach that explores the mechanism by which desert plants utilize unsaturated atmospheric water.     

呼和浩特市不同植被指数与地表温度的定量遥感关系

利用Landsat 8影像数据,提取呼和浩特市地表温度（LST）、4种典型植被参数:归一化植被指数（NDVI）、修正土壤植被指数（MSAVI）、比值植被指数（RVI）及植被覆盖度（FV）,并结合研究区土地覆被信息,探讨了LST与4种典型植被参数的定量遥感关系,不同下垫面类型对地表温度—植被参数的影响及其二者之间的空间尺度效应。结果表明:地表温度—植被参数呈现出显著负相关关系,NDVI,RVI,MSAVI,FV每增加0.1,对应的LST分别下降:0.99℃,0.83℃,1.02℃,0.64℃;不同土地覆被类型中二者相关性差异显著,其中林地LST与4种植被参数相关性最强,RVI与LST相关性最稳定;在不同的空间尺度下（30～1 920 m）,地表温度—植被参数空间相关性呈现出先增大后减小的趋势,NDVI,FV,MSAVI,RVI与LST的空间相关性分别在120 m,240 m,60 m,120 m达到最高。     

近23年来青藏高原东北部香日德地区高寒草甸上界变化及其与气候变化关系研究

利用1990年、1999年、2013年的Landsat卫星遥感影像数据,通过遥感和GIS技术,运用非监督分类和目视解译相结合的方法,提取香日德地区的高寒草甸上界,分析其变化特征及其与该地区气候变化的关系。结果显示:（1）1990—1999年升温趋势显著,降水量基本保持不变;1999—2013年气温基本不变而降水呈显著增加的趋势。（2）香日德地区高寒草甸上界呈现向更高海拔即原高寒荒漠的范围扩张的趋势,其上界的扩张受气温和降水变化的共同作用。其中以气温变化为主导的1990—1999年期间,高寒草甸面积扩张迅速;以降水变化为主导的1999—2013年期间,高寒草甸上界扩张减慢。并且海拔越高的地区高寒草甸面积增加越迅速。（3）高寒草甸上界在不同坡向上均有扩张。其中,以升温为主导的1990—1999年主要集中在北坡与西坡;以降水量增加为主导的1999—2013年期间则主要集中在南向坡。（4）从坡度分布来看,1990—1999年高寒草甸上界的扩张主要发生在15°～25°,而1999—2013年为20°～35°。     

基于LandsatTM/OLI数据的吐鲁番绿洲土地利用/覆被变化研究

[目的]运用3S技术研究1990~2015年吐鲁番地区土地利用/覆被变化情况。[方法]以吐鲁番地区1990年landsat5 TM影像及2015年landsat8 OLI影像数据为基础,运用3S技术,基于光谱特征的最大似然监督分类法和人机交互式目视解译方法,获取1990、2015年吐鲁番绿洲土地利用类型数据。最后运用土地利用格局变化指标分析方法及空间转移矩阵方法,探讨了1990~2015年吐鲁番绿洲土地资源的结构特点和变化规律。[结果]吐鲁番绿洲呈扩大趋势,绿洲面积增加,未利用地减少。其中,耕地、草地、园林地面积增加显著,裸地和盐碱地面积减少,沙地面积小幅增加。绿洲区域内建设用地和水域面积增加,但绿洲外围的尾闾湖—艾丁湖却呈萎缩趋势。[结论]该研究为吐鲁番地区生态环境保护提供了基础数据与科学依据。     

呼图壁县NDVI变化与气候因子的响应

利用2010~2014年Landsat 8数据,通过差值和相关性分析法,对呼图壁县植被指数(NDVI)的时空演变进行分析,并对NDVI与气候因子相应的敏感性进行分析。结果表明,呼图壁县植被覆盖变化呈现明显的空间差异,植被指数有明显的地域特征,中部平原地区的NDVI最大,植被覆盖度明显较高,主要分布在林地、农田;南部的高山、丘陵及北部荒漠地区的NDVI较低,植被覆盖度也较低;呼图壁县具有明显的季节性NDVI变化,NDVI增加最快在夏季和秋季,而冬季增长缓慢,且NDVI对气候因子(降水、气温)响应存在时滞性;呼图壁县植被覆盖NDVI与降水和气温呈极显著相关关系,相关系数分别为0.843 1、0.870 2;复杂地形对植被指数有影响,农田耕作区的NDVI变化更大程度上体现了人类活动对植被指数的影响。随着人口增加、城市化进程加快、城乡建设侵占大量土地,会减少植被覆盖的面积,影响植被指数的分布。