基于谷歌地球引擎的开封城区2010—2019年水体分布变化研究

为了研究开封市年际水体分布变化,选用Landsat系列多时相影像数据,在谷歌地球引擎google earth engine(GEE)云平台上结合归一化水指数、改进的归一化水指数、归一化植被指数以及归一化建筑指数构建光谱特征使用分类回归树、支持向量机、随机森林分类方法对开封市城区的水体进行提取并分析.结果表明:基于GEE云平台和机器学习的分类,能够很好地提取出开封市城区年际水体分布变化情况;开封市城区的水体面积处于不断变化中,先减少后增加,总体上趋于增加,随着城市的发展变化,城区的景观格局发生较大改变,影响开封市水体面积产生变化的主要因素是北部黄河水量的变化以及开封市近年来正在实施的"城市双修"对水体的影响;使用随机森林分类能更好地对开封市城区的水体进行提取,提取水体的最小精度为94.6％,平均总体分类精度为96.9％,平均Kappa系数为0.954.     

基于Google Earth Engine平台的官厅水库流域开水体动态研究

利用二阶段城市水体指数（two steps urban water index）结合地形坡度掩膜方法，基于Google Earth Engine (GEE)平台调用了5 196幅Landsat影像，提取并分析了官厅水库流域1987—2018年长时间序列的开放水体动态．水体提取总体精度达到93.5%，Kappa系数达到0.871，提取的开放水体可用于动态分析．在此基础上，基于分段线性回归，将1987—2018年官厅水库流域开放水体面积划分为缓慢上升、快速下降和迅速回升3阶段的变化．相应地，1987—1996、1997—2010和2011—2018年水体面积年均变化量分别为5.50、?7.45和15.19 km2．年均降水量的变化是官厅水库流域开放水体面积变化的重要影响因素，一元线性回归决定系数为0.29（P<0.01）．1997年后，流域水体面积变化受人类用水增加及土地利用变化的影响增强．研究结果可为城市化背景下区域水资源保护，促进区域可持续发展提供借鉴．      

1990—2015年扎龙湿地的景观变化图谱

基于GIS和RS技术，采用动态度、湿地动态变化图谱和质心转移的方法，对1990—2015年扎龙湿地景观的时空动态变化进行分析.结果表明：(1)扎龙湿地以沼泽湿地为主，占比约为92%；(2) 1990—2015年研究区沼泽湿地和水体的面积均有所增加，水体面积的变化幅度大于沼泽湿地面积的变化幅度，沼泽湿地的质心向西南方向移动，而水体的质心则先向西北后向东北转移；(3)扎龙湿地面积增加主要受气候变化和人类活动影响.     

基于GEE的土地利用变化对生态系统服务价值的影响研究——以京津冀地区为例

基于Google Earth Engine(GEE)云平台提供的随机森林分类算法对京津冀地区2017年—2019年遥感影像进行分类,解译出林地、耕地、草地、建设用地,水域和未利用地等类型,由此发现三年内林地、耕地、草地面积变化幅度最大,其次为建设用地、水域和未利用地.土地利用类型主要由耕地转向林地、草地;土地利用面积的变化导致研究区生态系统服务价值(ESV)总值从2017年的3 914亿元增长到2019年的4 013.99亿元,其中林地面积的变化起主要作用,而未利用地贡献最低; ESV对三地的生态价值系数缺乏弹性,生态系统服务价值系数对ESV的影响较小,结果具有可靠性. 研究表明伴随京津冀协同发展战略的推进,生态服务有所提高,但应当根据各地区实际情况合理规划土地利用格局,加强对林地、草地、水域的保护,推进集约用地,合理开发未利用地.     

巴丹吉林沙漠湖泊遥感信息提取及动态变化趋势

 结合巴丹吉林沙漠的地物光谱特征,提出了改进的MDLWI 水体指数法。该方法增加了水体与植被以及水体与干湖盆的区分度,提高了提取沙漠中水体的效率和精度。利用MDLWI 水体指数法,分析了巴丹吉林沙漠1990-2010 这20 年间夏季（1991,1995,2000,2005,2010）和秋季（1990,1996,2000,2006,2010）两个系列湖泊面积的年际变化趋势。结果表明,夏季湖泊面积平均值为19.11 km²,秋季湖泊面积平均值为17.74 km²,秋季湖泊面积明显小于夏季;20 年来秋季湖泊面积年际变化呈缓慢减少趋势,而夏季湖泊面积变化呈先减少后增大再减少趋势,且变化幅度相对较大;降雨不是湖泊补给的主要来源,湖泊面积的变化主要受地下水补给变化的影响,夏季地下水补给量大于秋季。     

东江河岸带各区段景观格局对水体恢复的影响

 对东江流域1998年,2006年的TM遥感影像数据进行处理,利用Arc Gis对东江主干沿岸边缘做10 km的缓冲区,通过监督分类划分出6类地物类型。在此基础上,结合流域集水区的范围分出河岸缓冲带的上中下游区域。以Fragstats为工具,分别计算类型和景观水平上的景观指数,进而分析河岸带各区域景观格局的动态变化。重点分析了河岸带各区段景观指数变化对水体恢复的影响。结果表明：经过8年的变迁,东江河岸带水体的恢复在各区段有不同的表现。上游地区水体斑块面积有所下降,破碎化程度降低,聚集分布,中下游地区水体面积增加,同时破碎化加强,水体斑块分散分布。河岸带不同区域中植被斑块面积有不同程度的增加,表明植被覆盖率增大。区域中耕地斑块面积在整个河岸带中的比例降低,对水体水质的污染会有减缓作用,尤以上游变化为明显。建成地斑块面积增加,分布更加聚集,反映出河岸带地区城市化水平加剧,尤其在中游地区表现明显。其中,植被的增加和耕地的减少对水体恢复起到了促进的正效应,而建成地的增加不利于水体的恢复,起到负效应。由于各种景观要素作用的不同,不同区段水体表现出不同的恢复效果。上游基本保持现状,作为源头保护良好,中游水体有显著增加,下游区段,虽然水体有一定的恢复成效,但是由于人口密度较大,抵消了恢复的力度,所以没有中游地区的效果明显。各种因子的综合表明,在水体恢复的过程中,要结合各区域的实际情况,在流域尺度上进行恢复,注重多因子的协调。     

基于GEE的阿尼玛卿冰川面积遥感监测及潜在灾害初步分析

为了解黄河源区冰川的长时序变化，本文选择1995—2020年62景Landsat影像，利用Google Earth Engine(GEE)数据云处理平台，构建冰川提取的波谱参数，编译自动处理程序，提取覆盖研究区的冰川时序面积，同时结合ERA5再分析资料和光学遥感影像，初步分析冰川变化引起的灾害效应。结果表明：气温增高主控下，阿尼玛卿冰川面积持续退缩，从1990年的104.92 km²减少到2020年的92.32 km²,且2011—2020年冰川退缩的趋势相较于2000—2010年明显加快；冰川在退缩—前进—退缩运动过程中存在冰崩风险，易引发冰川泥石流、堰塞湖等链生灾害，且冰川在持续退缩过程中的搬运、侵蚀冰碛物会造成冰川前缘堆积大量松散物质，成为冰缘泥石流发育潜在物源区。     

基于MODIS的玛纳斯河流域冰川积雪覆盖变化特征的分析

为分析玛纳斯河流域冰川积雪覆盖的变化特征,应对气候变化条件下区域水资源的变化,以MODIS数据为基础,利用归一化差分积雪指数方法提取了玛纳斯河流域的冰川积雪覆盖面积,研究了该流域1998—2006年的冰川积雪覆盖变化。结果表明：该流域的年际冰川积雪覆盖区域的平均海拔高度在1998—2002年表现为下降过程,在2002—2006年表现为上升过程;1998～2001年冰川积雪面积有一个缓慢增大的过程,而自2001年以后,出现了年均8km^2左右稳步减小的过程;另外,该流域冰川积雪面积与平均温度、降水分别呈显著负相关和正相关关系。这说明气候变暖对玛纳斯河流域山区冰川积雪的消融有明显促进作用。     

采用混合像元分解的水库面积提取及变化监测

利用Landsat-5 TM,Landsat-7 ETM+和Landsat-8 OLI遥感影像数据和高空间分辨率(1.14,0.54 m)的Google Earth^TM地面实况图进行水库面积检测与变化监测的技术研究.采用完全约束最小二乘法混合像元分解(FCLS)方法提取不同水库水体信息,并与常用水体指数法及支持向量机(SVM)分类法进行比较,利用多时相FCLS方法监测厦门杏林湾水库2006-2014年间的面积动态变化.结果表明:基于FCLS的方法比NDWI等水体指数方法更能准确地获取水库水体面积大小及其变化信息.     

1981—2000年内蒙古中部地区植被净初级生产量变化研究

基于AVHRR GLOPEM NPP数据集及相应时段的气候数据集,通过对逐个像元信息的提取与分析,研究了1981—2000年内蒙古中部地区植被净初级生产量退化的状况及其与气候变化的相关性。结果显示:1)该区植被净初级生产量的空间分布大致由东向西呈减少的趋势,年际变化比较明显,尤其是在1990—2000年,减少率达10.32gC/m2.a;2)1981—2000年,植被净初级生产量年际变化的区域差异比较明显;3)植被净初级生产量年际变化与气候因子年际变化的相关性存在比较明显的区域差异;4)不同植被类型对气候变化表现出不同的响应特征,该区降水量年际变化对植被的影响要高于气温年际变化对其的影响。本研究有助于了解内蒙古中部地区植被净初级生产量退化的状况以及影响其退化的气候因素,可为退化植被的生态修复提供有意义的参考。     

低影响开发模式下住宅小区年径流总量控制率研究

选取北京市海淀区某雨水利用小区为研究对象,构建SWMM模型。对透水铺装和蓄水池2种低影响开发措施运行模式下的水量控制进行评价。首先,通过研究区实测降雨产流数据进行模型的率定和验证,得到可用的SWMM模型;分别对1年一遇、3年一遇、5年一遇、10年一遇和20年一遇24 h降雨雨型进行模拟,计算研究区实际年径流总量控制率;并计算研究区开发前的控制率。通过改变研究区现状硬化路面透水铺装率和调蓄容积计算年径流总量控制率,对研究区两项措施规模的配比进行分析计算。结果表明,以透水铺装和蓄水池两种组合方式改造的居住小区年径流总量控制率大大提高,小区改造后比改造前年径流总量控制率提高了42%;对不同规模硬化路面透水铺装和蓄水池进行计算可知,透水铺装和蓄水容积对控制率均有影响。当硬化路面透水铺装率达到70%,蓄水池容积改变率达到30%时,研究区年径流总量控制率达到85%的要求。研究成果能够应用于缺少实测数据的城市集雨区域,可对不同LID组合方式的径流减控效果研究提供参考。     

大跨斜拉桥多维多点地震激励减震控制方法分析

首先利用SIMULINK仿真工具箱建立了大跨度斜拉桥在多维多点地震激励下的半主动减震控制分析模型.然后采用拟合规范反应谱的多点人工地震动时程,研究并比较分析了一致激励以及同时考虑行波效应和部分相干效应等激励工况下,行波波速以及部分相干程度对斜拉桥减震效果的影响规律.数值结果表明:无论是有控还是无拉结构,考虑多点激励后,主粱中踌跨中出现较大竖向位移和轴力,且竖向位移随着行波波速的减小和部分相干程度的减弱呈增大的趋势;行波效应和部分相干效应总体上对减震效果的影响很小;主动和半主动控制算法控制效果接近,优于始终提供最大阻尼力的被动控制算法.     

密云水库流域径流变化特征及影响因素分析

利用1960-2003年密云水库流域降水及径流资料，分析年径流量的变化，建立流域降雨径流关系，讨论降雨径流关系的影响因素．分析表明，流域降水和土地利用类型的改变不是径流量减少的决定因素，而是土壤植被，上游截流和人口经济发展的综合结果．     

基于时序NDVI的三峡库区植被覆盖时空变化特征分析

基于250 m 分辨率的MODIS-NDVI数据,从时间变化和空间变化两方面分析2000年～2015年三峡库区植被变化特征,运用一元线性回归趋势分析方法和F检验方法对三峡库区NDVI的变化趋势进行了定量研究.结果表明：16 a 来三峡库区NDVI总体上趋于波动增长,年均增长率为0.17%,但在时间和空间上有不同的变化特点.从季节差异上看,春季NDVI增长最快,其次是秋季和冬季,夏季NDVI变化趋势较平缓.从NDVI的空间变化格局上看,NDVI呈显著增加趋势的面积占整个库区面积的14.47%,轻微增加占55.77%,增加区主要分布在库区的北部、东北部、东部及东南部.库区20个县(区)NDVI 呈显著增加的面积均大于显著减少面积,其中巫溪、兴山、宜昌、巴东4县的增减面积均在800 km2以上,植被覆盖提升明显;忠县、重庆市区、渝北、长寿4县(区)的增减面积差均低于30 km2,植被覆盖增加相对较慢.库区各类型植被的NDVI均呈上升态势,其中草地NDVI增长最快,阔叶林NDVI显著增加面积占其总面积的比例最高,灌丛NDVI显著增加面积在所有植被类型中最大,退耕还林还草和农业生产模式转型也促使农作物NDVI缓慢增长.     

广西南流江流域降雨侵蚀力时空变化特征

降雨是区域土壤侵蚀的主要动力因素之一,估算和分析降雨侵蚀力是区域水土流失治理与评价的基础工作。利用南流江流域内各气象站点1961—2006年的日雨量资料,基于日雨量模型估算降雨侵蚀力,并通过趋势分析、小波分析和Kriging空间插值法,定量分析广西沿海红壤区南流江流域降雨侵蚀力的时空变化特征与规律。结果显示,1961—2006年间,南流江流域年均降雨侵蚀力为13 935.5 MJ·mm·hm~(-2)·h~(-1)·a~(-1),年均降雨量为1 712.8mm,降雨侵蚀力变化周期约为14a。各年际和时间段间变化差异不明显,降雨侵蚀力年内集中分布在夏季,占比达57.0%,冬季最小,占比3.8%;在空间上,降雨侵蚀力与降雨量分布格局相似,呈现从西南沿海向东北内陆递减的趋势,行政区划上以钦南区和合浦县最大,北流市和玉州区最小。研究结果可为南流江流域土壤侵蚀风险和生态修复治理等工作提供一定的科学依据。     

三峡水库水温变化及其对中华鲟繁殖的影响

分析了三峡库区相关水文站建库前后的水温变化规律,利用水库热量平衡方程计算了三峡水库下泄水温的“滞温”和“滞冷”幅度,并对下泄水温变化对坝下中华鲟繁殖的影响进行了研究.结果表明,三峡水库围堰发电期库区近坝段主槽没有出现水温分层现象,下泄水温“滞温”和“滞冷”现象较轻,葛洲坝下10月份水温生态因子演变为中华鲟产卵场繁殖的限制因子.     

三峡库区水位变动下推移式滑坡监测变形分析

三峡水库蓄水诱发了多处推移式滑坡变形加剧,为了加强对该类滑坡在三峡水库水位调节下变形特征的认识和灾害的预防,以三峡库区典型推移式滑坡——云阳凉水井滑坡地质条件和变形特征为例,制定监测方案;通过对滑坡地表位移、地表裂缝、深部位移、地表水位、降雨量及宏观巡查等方面的监测,分析监测指标的变化规律及相互关系,研究降雨及库水位升降对滑坡变形影响,分析了降雨、库水位变化时滑坡体变形和变形速度的规律;结合条块自身稳定系数变化量,揭示了推移式滑坡在降雨和库水位两种不同作用机制下的变形规律：降雨对后部变形影响大,库水对前部变形影响大,水位越高影响越强烈;降水时动水压力对滑体变形影响较大;同时受降雨和降水作用时滑体变形最大。其变形规律为该类滑坡防灾减灾提供了科学依据。     

电解质对三峡库区泥沙Zeta电位及絮凝特性影响

三峡库区泥沙淤积及水环境问题一直被广泛关注,泥沙淤积量对入库泥沙量的占比逐年增大,对于通航、水库调水防洪能力、生态环境保护等都造成了负面影响.三峡库区泥沙淤积的主要原因是因为发生了絮凝沉降,而泥沙絮凝又与诸多因素有关,其中电解质是影响较大且较为复杂的因素.采用了一套自研的多层格栅絮凝沉降装置,通过多层格栅上下振动产生近似各向同性均匀紊流,来模拟三峡库区自然流态下泥沙的絮凝过程,并且分析在不同浓度的Nacl、MgCl2、CaCl2、AlCl3溶液中库区泥沙Zeta电位及絮凝特性的变化.结果表明:加入电解质可以改变泥沙颗粒的Zeta电位,并且随电解质浓度的增加,泥沙颗粒电位绝对值降低;4种电解质均可对三峡库区泥沙的Zeta电位造成影响,但不同价态及不同种类的离子对于Zeta电位的影响也有所不同;在动态水流条件下,电解质的投入对泥沙絮凝起明显的促进作用,并且这种促进作用同样与电解质种类有关.     

三峡库区土地利用/覆被变化对碳储量的影响

【目的】土地利用/覆被变化通过改变陆地植被覆盖度对生态系统产生影响,笔者估算1990—2015年三峡库区不同土地利用类型碳储量的变化,及时有效地评估土地利用变化与区域生态系统碳储量的关系,了解三峡库区生态系统碳储量对土地利用变化的响应,为区域碳循环研究提供参考。【方法】以1990年、2000年、2015年Landsat影像获取三峡库区土地利用/覆被变化数据,应用InVEST模型定量分析了土地利用/覆被变化对三峡库区生态系统碳储量的影响。【结果】1990—2015年三峡库区土地利用格局和各类土地面积发生了明显变化,林地、水域、建设用地和未利用地面积均不断增加,而耕地和草地面积减少; 1990—2015年三峡库区生态系统碳储量呈持续增加趋势,净增加量为90.43 Tg,增加率为24.47%,年增加率为0.98%; 三峡库区生态系统碳储量空间分布不均,呈现出东高西低、南高北低的趋势; 耕地转化为林地是库区生态系统碳储量增加的主要原因,碳损失途径主要源于林地开垦为耕地、其他土地利用类型转为水域和建设用地。【结论】三峡库区土地利用类型变化导致生态系统碳储量时空分布格局发生了相应变化,生态系统碳储量随林地面积的增加而增加。因此,在保障耕地安全的前提下,加大三峡库区退耕还林力度,加强三峡库区林地保护,有助于增加库区碳汇潜力并改善库区生态环境。     

基于ABAQUS强度折减法分析库水位下降对边坡稳定性影响

三峡水库自运行以来,库水下降成为滑坡复活的一个诱因.本文根据库区水位调度方案,利用ABAQUS软件模拟库水位在175～145m的下降过程,考虑饱和-非饱和渗流场与应力场耦合理论效应,并采用强度折减法分析库水下降对树坪滑坡稳定性的影响.分析结果表明:三峡水库以0.21m/d的速度由175m降至145m时,树坪滑坡前缘会产生一定的变形,滑坡后缘和中部,基本上未产生变形,目前树坪滑坡处于较稳定状态,但在库水反复变动及降雨作用下,可能会面临失稳的危险.其成果将为库区滑坡治理提供一定的理论依据.