黄河十大孔兑流域林草植被覆盖度的遥感估算及其动态研究

利用多源遥感数据,采用基于归一化植被指数的像元二分模型反演出1980、1998、2010、2014年4个时期的植被盖度,在此基础上分析并揭示黄河十大孔兑流域林草植被覆盖度的时空变化规律.结果表明:1)1980—2014年间,十大孔兑流域林草植被覆盖度呈现持续增加趋势,由1980年的9.29%提高至2014年的37.80%.1998年后,全流域林草植被盖度增加速率显著加快,林草植被盖度恢复主要表现为中等覆盖度的面积比例增加.2)近35年来,十大孔兑流域植被变化以稳定和完全恢复类型为主.研究区内完全恢复、恢复和轻微恢复3种植被变化类型占总面积的73.09%,严重退化、退化和轻微退化3种类型占总面积的2.72%.3)1980—2014年间,十大孔兑各个典型地理单元内林草植被盖度均呈增加趋势,除下游地区外均表现为1998年后林草植被盖度增加更为迅速.1980年,十大孔兑流域典型地理单元林草植被盖度由大到小排序为:上游西部、上游东部、下游、中游东部、中游西部.1998—2014年间典型地理单元林草植被盖度由大到小排序变化为:中游东部、上游东部、上游西部、中游西部、下游.1998年后实施的退耕还林(草)等工程是该地区植被覆盖度增加的主要原因.     

浙江象山湾海岸线分形与人类干扰强度分析

为研究象山湾海岸线形态的时空变化,总结不同人类干扰强度下海岸线的分维值范围,采用遥感影像图结合Arc GIS分别对1995年、2002年、2014年的海岸线进行了数字化,并根据一定原则对不同干扰强度下的岸线进行了分段,运用网格法进行分形维数的计算.最后,对海岸线分形与人类干扰强度关系进行了探讨.结果表明:1)1995—2014年,象山湾海岸线的分维值稳定在1.04左右,但呈现下降趋势;2)全人工岸线分维值为0.97~1.04,半人工岸线分维值为0.99~1.02,全自然岸线分维值为1.03~1.09.说明受人类干扰强度越小,海岸线分维值一般越大.     

近40年来渤海湾岸线变化及影响分析

利用遥感和地理信息系统方法,基于1975—2015年间多期Landsat TM/ETM卫星影像数据,对近40年来渤海湾陆域海岸线变化、海湾面积变化和海岸属性变化等进行了分析.研究结果显示;近40年来渤海湾陆域海岸线总长度增加761 km,呈现先微略减小后逐渐增加的变化;至2015年渤海湾沿岸人工海岸线比例约占岸线总长度的95%以上,渤海湾海湾面积一直呈逐渐减少的趋势;导致岸线长度增加和性质变化的主要原因是人类活动(围填海工程与港口建设),主要集中在曹妃甸港区、天津港、黄骅港三个重点区域.从水动力、沉积物以及自然演变环境等方面分析了岸线和海湾面积的变化对海湾动力沉积环境的影响,指出随着海洋滩涂资源和港口资源开发活动不断增加,人为因素对海岸带环境演变的影响愈加明显.     

厦门环东海域规划区土地覆被变化的遥感分析

2005年、2007年和2009年三个时相的中巴CCD遥感影像对比表明,厦门环东海域规划区土地覆被类型存在明显转换.2005年至2007年,土地覆被变化以海域向陆地(裸地和建筑用地)转化为主;2007年至2009年,土地覆被以林地、耕地和裸地向建筑用地转化为主.总体上,2005至2009年间,海域减少约17.8 km2,林地减少约6.0 km2,耕地减少约7.2 km2,裸地增加约6.6 km2,建筑用地增加约24.3 km2.经济建设的快速发展,带来土地覆被的巨大变化.     

20世纪40年代以来福建省大陆海岸带利用程度时空变化分析

海岸带利用程度时空特征的分析是对海岸带地区进行合理规划的前提.基于地形图资料与遥感影像数据,提取福建省20世纪40、60年代,1990、2000、2010与2014年等6个时相的海岸线数据,并综合前人研究成果与遥感影像目视解译的先验知识,将福建省海岸线的利用方式划分为8个类型;赋予各类岸线不同的人力作用强度指数,计算福建省和空间子单元的海岸线开发利用程度指数,分析其利用程度变化趋势与原因.研究发现:(1) 1940-2014年以来,福建省海岸线开发利用程度总体上处于持续且显著加强的趋势,特别是1990年以后,岸线开发利用程度的增长速度尤其显著;(2)随着福建省莆田市以南海岸线海域空间资源的日趋紧张,海岸线开发热点开始向福州、宁德市转移.海岸线开发利用程度指数能有效地反映炎类活动对海岸线影响的强度及其变化趋势,因此本研究有助于深入了解福建省海岸带自20世纪40年代以来的开发力度及其变化和对生态环境的影响.     

20世纪90年代以来我国渤海区域海岸线变化趋势分析

基于遥感监测和空间分析的方法和技术,对1993年、2002年、2010年和2020年4个时相的卫星遥感数据进行分析,通过遥感解译的方式,获得了近30 a来我国渤海区域海岸线的空间位置以及海岸线演变的信息.研究表明,随着环渤海区域经济和社会的发展,围海与填海等人类活动对渤海区域海岸线的利用率不断提高,除自然岸线相对稳定外,该区域的人工岸线向海一侧扩张显著.海岸线变迁的主要驱动力早期表现为围涂养殖及盐田活动,在中后期表现为海域填海造地开发利用.     

20世纪40年代以来福建省大陆海岸带利用程度时空变化分析

海岸带利用程度时空特征的分析是对海岸带地区进行合理规划的前提.基于地形图资料与遥感影像数据,提取福建省20世纪40、60年代,1990、2000、2010与2014年等6个时相的海岸线数据,并综合前人研究成果与遥感影像目视解译的先验知识,将福建省海岸线的利用方式划分为8个类型;赋予各类岸线不同的人力作用强度指数,计算福建省和空间子单元的海岸线开发利用程度指数,分析其利用程度变化趋势与原因.研究发现:(1) 1940-2014年以来,福建省海岸线开发利用程度总体上处于持续且显著加强的趋势,特别是1990年以后,岸线开发利用程度的增长速度尤其显著;(2)随着福建省莆田市以南海岸线海域空间资源的日趋紧张,海岸线开发热点开始向福州、宁德市转移.海岸线开发利用程度指数能有效地反映炎类活动对海岸线影响的强度及其变化趋势,因此本研究有助于深入了解福建省海岸带自20世纪40年代以来的开发力度及其变化和对生态环境的影响.     

米草引种对潮滩沉积物有机质的贡献及碳埋藏的影响

米草(Spartina)为C4光合作用类型植物.20世纪60年代以来的引种有效地改变了我国滨海潮滩的生态系统,使潮滩沉积物有机质的来源发生了变化,从而引起沉积物有机碳同位素的值发生明显变化.定量分析前后潮滩的碳埋藏量变化,有助于合理预测潮滩蓝碳的埋藏潜力,为我国的蓝碳调查与评估提供重要依据.通过分析苏北王港潮滩的互花米草滩(DF01孔)、过渡滩(DF02孔)和光滩(DF03孔)三处的柱状沉积物有机碳(TOC)含量和有机碳同位素(δ~(13)C)的值,得到如下结论:(1)米草滩DF01孔沉积物地球化学特征随深度变化可分为两段,168cm以下为粗颗粒,TOC平均含量为0.13%,有机碳δ~(13)C平均值为-28.05‰;168~0cm沉积物颗粒变细,从4.88Φ变化到7.74Φ,TOC含量从0.17%增大到0.88%,δ~(13)C的值不断增大,到表层达到-21.89‰,说明潮滩沉积物有机质中米草的贡献明显.(2)根据米草滩柱状样沉积物δ~(13)C变化深度,结合王港潮滩米草的引种时间1982年,估算得出该地的沉积速率为4.94cm·a-1.进一步得出米草引种以来有机碳的埋藏速率约为311.0g·m~(-2)·a~(-1),引种之前约为45.1g·m~(-2)·a~(-1).米草引种之后有机碳埋藏速率为引种之前的7倍,米草的引种大大增加了潮滩的蓝碳埋藏能力.     

基于遥感测量的海岸线变化与分析

采用较高分辨率的卫星影像,对影像的空间数据进行挖掘,解译出不同时期的海岸线;在盐城沿海选择12个断面,定量地获取海岸线信息,计算海岸的淤蚀形态和速率变化;分析典型岸段人类活动对海岸线变化的影响.分析结果表明:在人类活动影响下研究区域海岸线形态平直化程度加剧,2007—2009年海岸线平直情况突出,长度缩短近40km;2009—2010年海岸线平直化有所减缓.盐城海岸线年平均淤长速率在44~100m.射阳河口北部海岸线变化很小,南部淤长比较明显(其中水龙港—川东港口海岸年淤长速率达到278m).     

近30年京津冀地区湖泊面积的变化

利用遥感、气候和社会经济统计数据, 探究1987—2017年间京津冀地区湖泊面积的变化及其与自然和社会因素的关系。结果表明, 该地区湖泊面积过去30年间整体上呈减少趋势, 每年减少约2%, 这是自然和人为因素双重影响的结果。可分为3个阶段: 前10年(1987—1996年), 湖泊面积增加约4.8×10² km² (约占76%), 由自然因素主导(R²=0.849, p=0.001); 1997—2009年的13年间, 湖泊面积呈减少趋势(减少约 4.7×10² km², 占43%), 主要由人为因素主导(R²=0.536, p=0.013); 最近8年(2010—2017年)中, 湖泊面积呈增加趋势(增加约2.3×10² km², 占36%), 也主要由人为因素导致。虽然最近8年来该地区湖泊面积减少的趋势得到扭转, 但地表水资源供需矛盾仍然严峻。     

岸线变化对钦州湾水动力环境的影响

【目的】分析岸线变化对钦州湾水动力环境的影响,为钦州湾海岸线开发、海洋环境保护提供科学依据。【方法】结合2004年及2012年海图、卫星影像资料等资料,采用数值模拟的方法对钦州湾2004年—2012年间岸线变化造成潮流、纳潮量、水交换能力的变化进行计算。【结果】岸线变化后,三墩公路顶端附近海域流速增大0.2m/s,犀牛脚附近下降0.1m/s,三墩公路两侧涨潮时潮流流向由东南向变为西南向和正北向;大、小潮期间,海域纳潮量分别下降-1.50×10~8 m~3和-0.29×10~8 m~3,下降幅度分别约为总量的10.3%和10.9%;水体半交换时间由27d延长至28d。【结论】岸线变化对钦州湾水动力环境有一定的影响,岸线开发利用应充分考虑岸线变化对海洋环境的影响。     

几何活动轮廓模型用于高分辨率遥感影像海岸线自动提取

潮湿的潮滩以及近陆浑浊的海水往往使得遥感影像中的海岸线表现为模糊边界,此外潮滩表面复杂的微地形以及大量潮沟存在,使得传统基于边缘检测或分类的海岸线提取方法都难以获得连续、完整的岸线.针对上述问题,提出了一种结合区域信息改进的几何活动轮廓模型从遥感影像中快速、自动提取海岸线的方法.该方法首先利用二维最大方差阈值化分割并辅以形态学滤波对海岸线进行粗定位,以此作为初始演化轮廓,再利用改进的几何活动轮廓模型对海岸线进行精确提取.通过SPOT5全色影像的仿真试验证明该方法能够快速、准确地提取海岸线,得到的矢量岸线可直接用于地理信息系统（GIS）分析.     

基于SWAT模型的锦绣川流域土地利用和覆被变化的水文响应分析

为了解决济南锦绣川流域土地利用变化显著的问题,保护济南泉水的重要补给区,研究流域土地利用和覆被变化的水文响应,构建建立SWAT模型所需的流域的土地利用数据库、土壤数据库以及2006—2012年的水文气象数据库,利用SWAT模型模拟流域径流过程并率定模型参数;通过遥感影像分析1988、1996、2002、2009、2014年夏季的系列土地利用和覆被变化,利用率定后的模型模拟降水条件相同而下垫面条件不同时的流域径流过程,定性评价流域土地利用和覆被变化的水文响应,并分析其影响因素。结果表明:SWAT模型可以较好地模拟研究区的径流过程,具有较强的适用性;土地利用变化会引起流域年径流总量与年内流量过程的变化,1988—2002年及2002—2014年流域地表径流分别增加了0.92%、0.66%;水体、道路、居民点用地面积大幅增加与草地面积减少是流域径流变化的主要原因。     

基于植被指数的内蒙古植被生态系统的时空变化分析

基于14年的SPOT NDVI影像,分析了内蒙古1998～2011年生长季植被覆盖度、NDVI的回归系数及其显著性概率,结果表明:①内蒙古自治区植被覆盖度由西南向东北逐渐增大,近年来高值区缩小,低值区东进扩张;②呼伦贝尔中、东部地区,赤峰南部、东南部,通辽中、南部和鄂尔多斯等地区植被增长显著;兴安盟、通辽、赤峰境内部分地区,乌兰察布中、东部地区NDVI降低趋势较明显;③黑河流域内蒙段植被指数增长显著,但覆盖度很低;④锡林郭勒植被指数在1998～2011年间下降了18.9%,空间分布变化剧烈。     

银川平原湿地资源遥感监测

利用1989,1999,2009年3个时期TM/ETM+遥感数据,综合应用分层分类和面向对象分类技术,对银川平原湿地资源进行提取和分类,并开展1989—2009年银川平原湿地动态变化分析.结果表明,20a银川平原湿地面积减少了一半,从1989年的656.45km~2下降到2009年的332.56km~2,特别是黄河面积大幅度减少,由342.42km~2下降到98.13km~2,但在1999—2009年,下降的速率为1.07%,小于1989—1999年的下降速率6.59%.1989年自然湿地的面积占绝对的优势,约为75%,1999年和2009年自然湿地的比例下降到60%.20a养殖基地的面积增长了1倍;后10a增加的速率为6.24%,大于前10a增加的速率2.19%.造成湿地景观格局变化的主要原因包括气候变暖,黄河来水量减少和人为活动的影响.     

近50年北海市海岸线变迁及其环境效应分析

【目的】研究近50年来海岸线变迁的规律及其环境效应。【方法】以北海市1955—2004年遥感影像为数据源,并结合野外调查。【结果】南流江三角洲河口区沿岸海岸线变化最大。海岸线长度除1977—1988年略有增加外,整体上呈递减趋势,1998年至2004年变化减缓。北海市海岸线变化的环境效应表现为引起冲淤变化。【结论】海岸线变迁主要是受围海工程影响,海岸的自然侵蚀、淤积作用不明显,海岸线变化总体上是趋于平直,长度减少。环境效应变化较明显的是南流江三角州河口区河道改道导致河道自然冲刷拓宽、部分江心岛受到冲刷侵蚀;人工堤坝保护了海岸,但滩涂可能遭受侵蚀影响,或海浪翻腾沙滩底部影响了沙滩质量。     

不透水面时空变化及其对城市热环境影响的定量分析——以福州市建成区为例

城市空间的快速扩展使得大量的不透水面取代了以植被为主的自然地表景观,对城市生态系统造成了明显的负面影响.福州市经过近30年的城市扩展,城市建成区中的不透水面大幅增加,植被急剧减少,城市生态发生了明显变化,其中最显著的就是严重的城市热岛效应.为此,基于Landsat系列遥感影像获得福州1989和2014年2个时相影像的不透水面、水体、植被和地表温度信息,运用多元回归模型定量分析了1989～2014年间福州城市不透水面的时空变化对城市热环境产生的影响.结果表明:(1)1989～2014年间,研究区不透水面净增了87. 16km~2,增加了161%;(2)不透水面和地表温度呈指数函数关系,高不透水面比例地区升温明显快于低不透水面比例地区;(3)1989～2014年间增加的87. 16km~2不透水面及相应减少的70. 09km~2和14. 92km~2的植被和水体对研究区地表温度上升的综合贡献达16. 54℃.     

潮滩减少对杭州湾悬沙特征的影响

1974至2020年间,杭州湾沿岸潮滩累计减少面积将达1 290 km2,占杭州湾水域面积的25.8%.基于FVCOM水动力数值模型,耦合水沙密度,引入悬浮泥沙对底边界层的影响,并考虑细颗粒泥沙絮凝过程,建立河口三维细颗粒泥沙数值模型,提高了高悬沙浓度河口悬沙数值模拟的准确性.实测及卫星反演数据验证结果显示,该模型能较好地模拟杭州湾水沙运动.基于所建模型,采用不同时期的杭州湾潮滩数据,研究潮滩面积减小对悬沙浓度、悬沙通量及冲淤分布的影响机理.结果显示:潮滩减少过程中湾内流速及底床切应力发生变化,进而影响湾内悬沙浓度.杭州湾潮滩减少导致乍浦以西水域流速降低,月均悬沙浓度最大减幅高达30%.乍浦以东水域流速增大,月均悬沙浓度升高约15%.潮滩减少主要通过影响潮泵效应,进而改变湾内悬沙输运特征,平流输沙项在潮滩减少过程中对杭州湾悬沙特征的影响较小.1974至2003年间,杭州湾潮滩面积减少约787 km2,澉浦断面潮泵效应增强,陆向悬沙净通量增大,金山、芦潮港断面陆向悬沙净通量减小,杭州湾淤积量减少.2003至2020年间潮滩面积减少约503 km2,金山、芦潮港断面潮泵效应增强,陆向悬沙净通量增加,而澉浦断面由于潮泵效应减弱导致悬沙净通量减小.杭州湾内湾淤积量不断增大,外湾冲刷量逐渐增大.研究结果可为河口海岸规划和环境管理提供科学依据.     

渝西农业区土地利用动态与景观格局分析——以铜梁区张家沟小流域为例

以铜梁区张家沟小流域为例，基于1957—2014年5期矢量数据，分别运用景观格局指数、景观扩张指数以及土地利用动态度等方法，研究渝西农业区土地利用及景观格局时空变化规律。结果表明，张家沟小流域土地利用综合动态度在1998—2014年间最高(9.25%)，1983—1998年间最低(7.74%)，且年变化速率较高，发展较快；研究时段内张家沟小流域斑块数目不断增加，旱地面积大幅下降，林地覆被面积先减少而后逐步恢复，居民点斑块规模小、数目多、形状复杂、分布零散破碎；小流域总体以水田为优势景观，且水田面积不断扩大，至2014年水田面积已达7.28 km2，占小流域总面积的49%，扩张模式多为邻接式小规模扩张。研究认为，作为渝西较典型的农业片区，1957—2014年间张家沟小流域土地利用及景观格局变化逐渐趋于稳定，景观斑块数目未来依然有不断增加的趋势，随着重庆市经济的不断发展以及相关政策规划的实施，未来该农业片区土地利用年变化速率依然可能偏高。
     

高原山区小流域植被覆盖度演变时空格局

探究高原山区小流域植被覆盖度变化特征,为小流域生态保护和资源利用提供科学参考。选取1989—2017年贵州省黑滩河流域Landsat系列遥感影像,采用像元二分模型等方法反演流域植被覆盖度,探究植被覆盖度时空变化以及不同地貌植被变化特征。结果表明:1)1989—2017年黑滩河流域植被覆盖度由61.45%上升到67.49%,2011年后植被覆盖度上升最为明显;2)1989—2017年黑滩河流域植被覆盖度总体南高北低,其中1989—1996年、1989—2017年南部植被覆盖度上升相对较多;3)1989—2017年黑滩河流域中海拔丘陵区植被覆盖度较高,小起伏低山区植被覆盖度较低,小起伏中山区植被覆盖上升最明显。