黑河分水后额济纳绿洲生态恢复的遥感定量测算

以2000,2003年陆地卫星遥感影像为信息源,通过遥感和GIS技术,据土壤调节植被指数和植被覆盖度结合土地覆盖/利用转移矩阵,剖析了黑河分水3年来额济纳地区土地覆盖类型的面积变化、空间变化、质量变化等特征,对分水前后额济纳绿洲生态环境状况进行了定量测算和对比.结果表明:水资源驱动下额济纳绿洲及其周边地区生态环境确有好转,各植被覆盖类型面积均有扩展,总计增长11.9%;植被覆盖度提高,盖度集中区间迁移趋向主要由[0.0,0.05]转换至[0.05,0.30],比例为13%;空间演变为绿洲外围的低覆盖度植被大量生长,绿洲三角洲枯败的荒漠河岸林植被恢复生机,大面积水域重现;河流廊道区恢复效果好于外围区域.     

典型干旱区甘肃民勤光合/非光合植被覆盖度时空演变分析

光合植被(Photosynthetic Vegetation,PV)和非光合植被(Non-Photosyntletic Vegetation,NPV)是用于描述干旱区植物生存状态和监测植物生产力的重要因子,及时监测PV/N PV的覆盖度是研究植被衰退驱动机制的必要条件.鉴于此,以中国西部甘肃省民勤县荒漠过渡带为研究区,采用线性光谱混合模型,通过Google Earth Engine地理云计算平台上Landsat系列的年NDVI(归一化植被指数Normalized Differ-ence Vegetation Index)最大合成影像数据生成一套1987年—2017年的PV与NPV覆盖度产品(1期/年).通过数据分析发现近30 a间民勤的PV和N PV覆盖度均明显增加,2007年—2008年是PV大量向N PV转化的时间节点;PV覆盖度增加主要是在石羊河两侧耕地范围内及其南部腾格里沙漠区域,而N PV覆盖度增加分布于绿洲外的整个民勤境内的荒漠区域,此结论可作为研究区PV与N PV覆盖度变化及其发生的根源分析的依据.     

2000～2015年班玛县植被覆盖度变化分析

基于美国Landsat TM卫星遥感影像数据,通过Arc GIS10.0与ENVI5.1软件,提取并分析了班玛县不同时期的植被覆盖度动态变化总体特征。分析结果表明:2000年、2007年、2015年的平均植被覆盖度依次为75.17%,74.23%,70.04%,植被覆盖度fc>0.65的区域面积占总面积的比例达到65%以上,植被覆盖总体情况良好;植被覆盖变化面积转移矩阵表明,中高等、高等植被覆盖度区域转出面积远远大于转入面积,近15年来植被覆盖度呈现出下降趋势,自然生态环境退化程度明显;班玛县植被覆盖度减少区面积占比16.18%,比重较大,植被覆盖不稳定并呈现退化趋势,自然生态环境亟待保护。     

2005-2015年三江源地区玛沁县植被覆盖度变化分析

基于美国Landsat TM卫星遥感影像数据,通过ArcGIS10.0与ENVI5.1软件,提取并分析了玛沁县不同时期的植被覆盖度动态变化总体特征。分析结果表明:2005年、2010年、2015年的平均植被覆盖度依次为72.53 %、65.76 %、68.27 %,植被覆盖度fc>0.65的区域面积占总面积的比例达到60 %以上,植被覆盖总体情况良好;植被覆盖变化面积转移矩阵表明,近10年来植被覆盖度呈现出下降趋势,各级植被覆盖度减少面积近4 000 hm²,自然生态环境退化程度明显;玛沁县植被覆盖度减少区面积占比20.96 %,比重较大,植被覆盖不稳定并呈现退化趋势,自然生态环境亟待保护。     

干旱区玛纳斯河流域土地利用/覆被变化对绿洲效应的影响

全面研究干旱区土地利用/覆被变化对绿洲效应的影响,对合理布局下垫面结构、充分发挥绿洲效应、促进绿洲水分的利用效率、提高绿洲自维持和可持续发展具有重要意义。本文以干旱区典型流域玛纳斯河流域为研究区,基于1993—2015年8个年份的Landsat数据和气象资料,利用单窗法反演近地表温度,建立温度植被干旱指数模型(TVDI)反演近地表湿度,剖析了玛纳斯河流域绿洲的土地利用变化及其对绿洲效应的影响。结果表明:(1)耕地扩张侵占其他土地利用类型是研究区土地利用变化的主要特点。(2)近23年来,冷岛效应和湿岛效应均呈增强趋势,向降温、增湿方向发展,且面积增长速率大于强度。(3)绿洲效应的时空变化和强度与耕地的面积、扩张方向、强度和规模化发展紧密相关。(4)绿洲化有效提高了绿洲外围荒漠的植被覆盖度,可明显降低沙害。     

民勤县近30年植被覆盖度时空变化特征研究

植被覆盖度是荒漠化治理成效的重要指标，掌握植被覆盖变化为区域生态环境保护与治理提供科学依据，对区域可持续发展具有重要意义。基于美国NASA陆地卫星影像数据，利用像元二分模型和一元线性回归趋势分析法对民勤县1990—2020年植被覆盖时空变化情况进行定量分析。结果表明：(1)近30年，民勤县裸地面积较广，裸地面积占全域土地面积比重较大，未来区域生态环境建设任重而道远；(2)从总体上看，民勤县整个区域多年平均植被覆盖度呈上升趋势，裸地占比不断下降，低植被覆盖区占比明显上升，区域多年生态建设和修复工作取得了一定成效；(3)县域有92.256 3 km²的土地植被覆盖度呈明显退化趋势，有661.978 8 km²的土地植被覆盖度呈轻微退化趋势。明显退化区主要分布在苏武乡和三雷镇。轻微退化区主要位于腾格里沙漠和绿洲，其中，绿洲轻微退化区多围绕明显退化区分布，主要坐落于耕地和耕地及村庄的周边，撂荒地以及撂荒地和村庄周边应采取措施防治和改善土地荒漠化。西渠镇的北端、东湖镇东北边缘和收成乡东部的裕东公路两侧轻微退化区呈带状分布，是沙漠化潜在地带。     

基于ENVI植被动态变化分析

植被覆盖度是反映地表植被覆盖状况和监测生态环境的重要指标,是用来研究区域或全球尺度水文、气象、生态等领域的基础数据,在各类相关理论和模型中得到了广泛应用。简要介绍了研究区域的行政、地质、气候和能源的概况,论述了研究内容、研究方案、技术路线、RS处理平台等,详细讨论了数据收集、数据预处理、植被指数（NDVI）提取、植被覆盖度计算、植被覆盖度分等及面积统计等研究方法,分析了统计结果和植被变化情况,并讨论了孝义市植被覆盖度,提出了发展建议。     

黑河中游山前荒漠和绿洲荒漠过渡带土壤植被空间分布特征研究

干旱区呈现荒漠和绿洲邻接共存的独特景观,区域内土壤植被起到维持生态系统结构功能稳定的基础性作用.本文以黑河中游山前荒漠及绿洲荒漠过渡带作为典型区域,设置土壤植被调查样带,在采样分析土壤机械组成、水分、盐分离子、有机质质量分数及植被覆盖度、冠幅、高度等数据的基础上,探究土壤植被在垂直和水平方向的空间分布特征.得到以下结论:1)黑河中游样带土壤平均质量含水量在1.49%~5.57%范围内,祁连山前样带北山前样带,体现祁连山区对于荒漠的水分补给;2)祁连山前样带土壤质地主要为粉壤土和砾质壤土,盐分和有机质含量较高,相反,北山前样带土壤质地主要为砾石土和砂土,盐分和有机质含量较低,土壤含水量与土壤颗粒组成、盐分、有机质含量等其他土壤属性存在显著的相关关系;3)植被覆盖度在祁连山前荒漠较高,北山前荒漠较低,远离绿洲方向的样带土壤含水量及植被覆盖度总体呈上升趋势,表现生态裂谷特征,威胁黑河中游绿洲生态系统安全;4)植被与土壤属性之间高度相关,主要表现在植被覆盖度与土壤水分、土壤细粒径颗粒和有机质含量的正相关关系,以及植被覆盖度、高度和冠幅随盐分先增加后降低的二次抛物线关系,表明盐分对植物的生长具有一定的抑制作用.     

典型绿洲-荒漠LST时空分异及其与NDVI的关系

为了辨析干旱区绿洲-荒漠地表温度时空分布对不同下垫面的响应特征,以叶—喀河三角洲绿洲为研究区,MODIS地表温度产品和土地利用数据相结合,分别提取LST和NDVI,研究地表温度的时空分异特征及其与NDVI的关系。结果表明:(1)研究区NDVI值越高,LST值越低;NDVI值越低,LST值越高,NDVI和LST之间存在明显的反相关关系;空间分布上来看,绿洲植被覆盖度呈现东、西部高而中部裸地低,地表温度分布状况则中部裸地高而东、西部低,这表明二者具有明显相反的空间分布特征;(2)研究区四季地表温度变化显著,昼夜温差很大,水域相比于裸地,水体夜间温度高于裸地;其中,春季温度分布在-0.11-37.94℃之间,夏季温度分布在10.63-54.18℃之间,秋季温度分布在2.54-38.84℃之间,冬季温度分布在-18.76-21.05℃之间;(3)从不同土地覆被地表温度的分布上看,在裸地、城市建设用地所覆盖区域地表热量丰富,水域、湿地所覆盖区域热量呈递减趋势。不同下垫面在冬夏两季温度变化和同一季节内昼夜温度变化显著,植被类型和植被覆盖度及其空间组合在不同程度地影响地表温度的时空分布。     

城镇化背景下的南方红壤丘陵区土地覆盖演变——以衡阳盆地为例

土地利用与覆盖（LULC）变化是生态环境演变的主要驱动力。南方丘陵区人口密集,但生态环境脆弱,20世纪90年代快速的城镇化进程产生了急剧环境变化。以衡阳盆地为研究区,以1990年、2000年两个时期的TM遥感影像为主要数据源,采用面向对象分类技术提取植被和建设用地信息,通过反演植被覆盖度,对植被覆盖度进行分级处理,获得了研究区植被覆盖等级分布图,最后,通过对比1990年和2000年建设用地和植被覆盖等级图获得了研究区建设用地和植被覆盖演变信息。研究结果表明：10年内研究区建设用地发生了显著扩展,扩展区域主要集中在衡阳市区周边,扩展区总面积为237.34km2;植被恢复区主要位于研究区北部区域,植被退化区位于研究区西端以及衡南县、祁东县和常宁市等3县市交界的湘江河谷地带以及南部的山区;城镇扩展区内植被退化严重,植被退化面积达到166.84 km2,占城镇扩展面积的比例为70.30%。     

高分辨率遥感影像在土地覆被变化监测中的应用

为了分析高分辨率遥感影像在土地覆被监测中的适用性,以SPOT5和"资源一号"02C卫星高分辨率遥感影像为数据源,对两种数据的波段组合和数据融合方法进行分析评价,并建立相应的土地覆被解译标志,提取研究区2005年和2012年两期土地覆被信息,基于RS和GIS软件平台,从面积变化、土地利用动态度和转移矩阵3方面研究了土地覆被信息的变化规律。研究结果表明,经过有效合成和融合处理的高分辨影像最大限度地保持了影像的纹理和光谱信息,可以正确识别并提取地物变化边界线,研究成果可为高分辨率遥感影像在土地覆被变化监测中的应用提供一定的参考和依据。     

干旱区生态环境敏感参量遥感反演与评价系统研究

针对传统观测手段难以满足大范围快速生态环境变化监测需要的问题,在分析干旱区地表覆盖类型与气候特点, 以及干旱区生态环境监测与评价的具体需求基础上, 运用遥感技术反演生态环境敏感参量并根据相应的需求建立了基于这些参量的评价模型。在Microsoft .NET平台上, 利用ArcEngine组件实现了遥感影像数据的可视化与空间分析功能; 利用IDL (interactive data language)开发的遥感反演算法, 实现了生态环境敏感参量的遥感提取, 最终开发集成了干旱区生态环境敏感参量遥感反演与评价模型系统。通过将该系统在新疆石河子地区进行应用, 对系统功能进行了测试。结果表明, 本系统能够比较稳定地运行, 比较方便和准确地通过遥感手段获取关键生态环境参量, 为干旱区生态环境保护和监测提供了技术支持, 也将促进空间信息技术在干旱区生态环境监测中的综合应用。     

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。     

Evaluation of Eco-Environmental Frangibility Based on Remote Sensing and Geographic Information System

The eco-environmental frangibility is studied by choosing the factors of land use class change and vegetation cover rate, and the equation of eco-environmental frangibility and its evaluation system are established based on remote sensing （RS） and geographic information system technology （GIS）. Four different years of TM images are selected to calculate land use change grads and vegetation cover rate, and the relationship between the two factors and eco-environment frangibility index are build, taking Fuzhou as an example. The character of times change and space distribution of eco-environment frangibility are described. The result indicates the area of eco-environment frangibility increased 2.6% in Fuzhou during twelve years, and expands from the region between infield and forest land to forest land in space distribution.     

Change of surface cover greenness in China between 2000 and 2010

Surface greenness reflects the situation of vegetation cover.Vegetation index calculated from the Red and Near Infrared bands of remote sensing images,whose values indicate the level of photosynthetic activity,is monotonically related to surface greenness when vegetation canopy does not fully cover the background soil.Especially for desert regions,vegetation index is positively correlated with vegetation coverage.Therefore,vegetation index can be used to study the change in greenness of desert areas.This study collected MODIS Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) data from 2000 to 2010 and analyzed their change over China in this period.The results showed that an increasing trend of NDVI occurred over 66.84% (OLS fitting) or 64.27% (LAD fitting) of China,indicating that China’s greenness is increasing overall.Meanwhile,desertification of China decreased.Areas showing large increase in greenness are found in Shaanxi,Shanxi,Ningxia,Henan,Shandong,Qinghai,and Gansu while regions with large decrease in greenness are found in Northeast Inner Mongolia,South Tibet,Jiangsu,and Shanghai.Changes of Qinghai,Gansu,Xinjiang and South Tibet could probably be driven by climate factors.Decrease of greenness in Northeast Inner Mongolia was related to agricultural reclamation.Decrease of greenness in Jiangsu and Shanghai was related to rapid urbanization.Climate factors did not exhibit obvious correspondence to the large increase in greenness in Shaanxi,Shanxi,Ningxia and Gansu,indicating that the changes might have been caused by human factors.The reduction of desert areas in China could probably have been caused by human management and protection at the national scale.     

基于卫星遥感影像的土地分类实验方法研究

为了让本科生充分理解和掌握遥感影像处理技术,结合吉林大学大学生创新创业训练计划,设计了基于高分辨率卫星遥感影像的校园土地分类实验项目。以2015 年9 月20 日高分二号( GF-2) 卫星拍摄的吉林大学中心校区卫星影像为实验数据,通过使用不同的光谱指数以及支持向量机( SVM: Support Vector Machine) 分别对影像中的建筑物、植被、水体、平地和操场等地物进行提取,进而得到基于高分辨率遥感影像的校园地物分类图,并对分类结果中各种地物信息进行统计分析,将统计结果与真实的地物参数进行对比,近而改善该方法的分类精度与可靠性。实践结果表明,该实验可以有效的帮助学生对知识的理解和掌握,达到了预期的教学效果。     

山地新城土地利用/植被覆盖的时空演变规律——以重庆渝北区为例

为探求山地新开发区城市化进程中的土地利用/植被覆盖时空演变规律,以重庆市渝北区为研究对象,利用遥感手段对渝北区1995—2020年历史影像进行解译,结合土地利用转移矩阵,城市空间扩张分异变化分析了渝北区6期的土地利用(land use and climate change, LUCC)时空演变特征;利用高光谱遥感影像分析归一化植被指数(normalized digital vegetation index, NDVI)的时空演变规律,定量评估了LUCC变化对NDVI的影响。结果表明：1995—2020年间渝北区城市建设用地不断扩张以占用农田为主;城市重心略向西南部移动,建设用地偏离紧凑,形状扩张往复杂化发展。渝北区NDVI在1995—2020年间以1%/a的趋势下降,所有土地类型的NDVI均减小;空间上整体呈先增大再减小趋势,2010年后西南部和中东部区域减小明显;夏季NDVI波动最大,冬季最小,夏季植被覆盖主要受气温的影响,秋季主要受降水的影响;四季的NDVI在空间均呈中部向南、北部递增的趋势,与城市空间扩张规律类似。气候波动对渝北区植被覆盖总变化的贡献率为14.22%,其中温度是气...     

土地利用的遥感信息变化提取研究

利用卫星遥感影像进行土地利用类型分类和动态变化监测是遥感应用中的一个重要课题。本文选择不同时相的ETM 和SPOT-5卫星遥感影像数据,对两期影像进行监督分类,快速提取不同时期的土地利用数据;然后进行动态变化监测,获得土地利用情况的变化特征和信息;最后对其分类精度进行评价分析。研究表明,两期影像中耕地、居民用地和未利用地这三个类别的变化面积较大;ETM 影像进行监督分类的精度为90.1692%,Kappa系数值为0.8268;SPOT-5影像进行监督分类的精度为95.1477%,Kappa系数值为0.9361。由于SPOT-5影像的分辨率较高,分类效果更优于ETM 影像,更能准确的反映土地类型的信息和特征。     

贵州省赤水河流域土地利用/覆被变化及驱动力分析

以遥感影像与土地利用/覆被详查资料为主要数据,在Arc-GIS支持下研究贵州省赤水河流域2000-2010年间土地利用/覆被变化,分析土地利用结构变化和动态变化特征,阐明耕地变化的驱动因素.结果表明：2000-2010年间,耕地（旱地、水田）面积减少51.84 km2;园地、水域、灌木林和裸岩面积变化程度较小;草丛、稀疏植被和森林面积分别增加了1.98 km2、2.19 km2和12.85 km2;其中,建设用地年变化率与动态变化最显著分别为10.98％、13.18％,面积增加了33.40 km2.研究认为,除自然因素外,政府政策、工业化、城镇化等人文因素是影响流域土地利用的主要驱动力.     

Landsat影像土地利用/土地覆盖信息快速提取技术研究

遥感图像快速识别是遥感数据应用于土地利用/土地覆盖动态监测的难点问题。根据海拔高差大地区地表覆盖的垂直性特点,利用数字高程模型分割影像,分析各区域的光谱特征和纹理特征,采用植被指数和纹理组合对不同区域地表信息进行提取,并根据野外实测数据进行精度验证。结果表明,该方法能有效提高地物识别精度,有一定实用价值。