重庆市植被指数与高度/坡度的关系研究

为了明确并量化重庆市植被指数(NDVI)与地形的关系,利用重庆市2010-2013年中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer,以下简称MODIS)250m分辨率的16d合成植被指数产品,并合成月和四季植被指数(植被指数为扩大100倍的结果),将植被指数按高度和坡度分别分成6个高度特征区和5个坡度特征区,分析植被指数与高度、坡度的关系,并建立关系式.结果表明:1植被指数与地形的关系受月份和季节的影响明显.6-9月逐月NDVI及夏季平均(6-8月均值)NDVI随高度的增加持续增大;10-12月逐月NDVI、1-5月逐月NDVI份及春季(3-5月)平均NDVI、秋季(9-11月)平均NDVI、冬季(12月、次年1-2月)平均NDVI,都随高度增加基本呈现出先增后减的趋势,增、减转折点出现的高度在冷的月份/季节降低,在暖的月份/季节会有所升高.植被指数随坡度的变化趋势相对明显和单一,在所有月份和季节里,基本呈现出随坡度增加而增大的趋势.2植被指数随高度/坡度增加呈现出来的增大趋势随高度/坡度增加逐渐减小.3植被指数与高度之间都基本遵循很好的二项式关系,并且大部分通过了p=0.001的相关检验;与坡度之间遵循二项式和幂函数关系,且基本都通过了p=0.001的检验.     

基于MODIS反演数据的河套地区荒漠化研究

基于2001-2013年MODIS遥感反演数据, 通过对土地覆盖类型、叶面积指数(LAI)、归一化植被指数(NDVI)和增强植被指数(EVI)4个方面的分析, 研究河套地区的荒漠化情况及其季节变化特点。结果表明, 2001-2013年, 河套地区整体植被覆盖转好, 其中, 耕地面积从2001年的4218 km² 增大到2013年的20470 km², LAI平均值从2003年的0.130~0.335增大到2013年的0.182~0.405, 平均NDVI和EVI逐年总体增大, 分别从2001年的0.142和0.095增大到2013年的0.193和0.116, 而且, 单位面积上的植被生长质量也在加强。此外, 归一化植被指数季节分布特点显示, 河套地区北部巴彦淖尔盟2013 年左右开始大面积种植一年两季粮食作物。但是, 研究结果表明河套地区植被覆盖指数仍较低, 北部和西南部荒漠化情况加剧, 若不采取有效措施, 极易出现“沙进人退”的生态环境问题。     

基于RS的山地城市热岛效应及其与土地覆被变化关系研究——以重庆市主城区为例

随着城市化的迅速发展,城市热岛效应及其所带来的问题对我们日常的生产生活的影响变得日益严重.文章以重庆市主城区为研究对象,利用1988年、2001年、2006年三个时相的LandsatTM/ETM+影像进行地表温度反演和土地覆被解译,并且尝试使用定量的方法来研究温度与几种指数之间的关系,包括归一化植被指数(NDVI)、归一化水体指数(NDWI)、归一化的城市用地指数(NDBI)等.结果表明:重庆市主城区热岛效应的空间分布呈现出一种混合状态,热岛与地表覆被类型关系密切,突出表现在城市建设用地区比其它类型的土地温度高;地表温度与NDVI、NDWI呈现一种显著的负相关.     

基于MODIS的大别山区NPP及NDVI时空动态及相关性研究

利用2000—2019年MOD13Q1 NDVI和MOD17A3 NPP遥感数据，在GIS空间分析技术支持下，利用相关分析、回归分析等方法，分析了该时段内大别山区归一化植被指数NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)与植被净初级生产力NPP(Net Primary Productivity)的时空变化特征，探讨了该区NPP与NDVI之间的相关性。研究结果表明：(1)近20年来大别山区NDVI变化于0.73～0.81,多年均值为0.78,空间分布上呈现出由中心向四周边缘递减的趋势，大别山区在研究时段内植被NDVI呈现出波动上升的趋势，78.88%的大别山区植被处于改善趋势。(2)NPP均值为497 g/(m²·a),变化于402～576 g/(m²·a),整体上呈现出“中间高、边缘低”的空间分布特征。自2000年以来，大部分区域的NPP都呈增加的趋势。(3)NPP与NDVI在时间变化上呈显著正相关，空间分布上绝大部分区域呈正相关，但不同植被类型上相关系数有所差别，其中针叶林的最高，其次为阔叶林、灌...     

基于MODIS地表温度的重庆城市热岛研究

为了揭示重庆市地表热环境时空规律,展示重庆城市热岛的基本特征,利用2002年6月—2014年12月地表温度(LST)与归一化差值植被指数(NDVI)数据,分析了以长江-嘉陵江交汇处为中心、以75 km为半径的区域内LST时空分布及其与NDVI的关系.结果表明:1)LST在年际间呈波动变化,无明显规律性.季节上,LST夏季最高,春、秋季分居第二、第三,冬季最低.月份上,LST在1—8月为上升期,9—12月为下降期,8月为全年最大值,12月为最小值.2)从空间平均状况看,LST值在城中心最大,随着与城中心距离的增加,LST呈先减小后增大的趋势.从格点分布来看,LST分布与地形关系密切,高温与低温镶嵌分布于山体之间及山体之上,高温区多集中分布于长江以北、嘉陵江以东的夹角地带.3)热岛的强度和范围与时节有关,高温时节,热岛范围广、强度强,低温时节,热岛范围小、强度弱.4)LST与NDVI在空间上呈显著负相关关系,基本都通过了0.01的相关检验;在时间序列上二者关系不稳定.     

pH与铝对蚕豆根尖细胞有丝分裂的交互作用

以蚕豆根尖为材料,运用微核技术研究了不同pH下,Al2(SO4)3溶液对细胞有丝分裂及微核形成的影响.结果表明:二者共同作用会使细胞结构产生明显改变,诱发染色体异常与核固缩,微核率上升.当pH一定时,细胞有丝分裂指数(MI)与微核率(MNF)均随Al浓度增大呈先增后减趋势,MI在Al浓度为10或20 mg/L(仅pH=8.5时)处达最大;MNF在Al浓度10或20 mg/L(仅pH=7.0时)处达到最大.当Al浓度不变时,MI随pH的升高呈先增后减趋势,在pH7.0处达最大;MNF在无铝和Al浓度为10 mg/L组中的最低值出现于pH7.0处,但在高铝组中变化不大.pH与Al均可对细胞产生显著的遗传损伤,二者的交互作用主要表现为遗传损伤的叠加.提高pH可缓解铝毒效应,但不能使之完全消除.     

DEM对典型喀斯特山区地形及流域特征的尺度效应分析

通过对数字高程模型(DEM)数据进行最近邻方法重采样,获取不同空间尺度DEM数据.针对不同空间尺度DEM,研究地形因子和流域信息提取与DEM的尺度效应,并进行相关性分析.结果表明:1)随DEM空间尺度的增大,高程信息、坡度和地面粗糙度等地形因子的平均值呈下降趋势,河网总长度与河网密度值随DEM空间尺度的增大而减小,大尺度DEM无法较好地表达喀斯特山区细小河流信息;2)经相关性分析发现,坡度、地面粗糙度与DEM分辨率相关性较强,用幂函数拟合相关性为显著相关;3)借鉴信息熵理论方法分析可知,研究区地形和流域信息提取的DEM最佳分辨率范围区间为30~120 m.     

基于山地植被指数估算临县植被覆盖度

植被覆盖度是生态环境监测的重要指标,而复杂地形因素影响对山地植被遥感信息的准确提取.以山西省临县为研究区,采用归一化植被指数(NDVI)和归一化差值山地植被指数(NDMVI)分别估算临县2011年7月和2016年4、7、9、12月的植被覆盖度,在对比分析植被指数地形敏感性的基础上,分析黄土丘陵区复杂地形条件下NDMVI对植被覆盖度的估算效果,并对临县近年来植被覆盖度的变化情况进行分析.结果表明:2016年4月使用NDMVI覆盖度估算模型的地形敏感度最弱,估算植被覆盖度的效果最好.从2011年至2016年临县植被覆盖度整体呈现增加的趋势,中高度(50%～70%)、高度(70%～100%)植被覆盖度区面积增加约20%.在空间上,临县中部黄土丘陵沟壑区、西部黄河沿岸丘陵基岩裸露区植被也有了明显的改善,植被覆盖度由中低度、中度覆盖区转为中高度和高度覆盖区,植被覆盖度改善明显.归一化差值山地植被指数(NDMVI)更适合于山地区域植被覆盖度估算.     

FY-3C VIRR和Terra MODIS NDVI产品在湘赣地区的一致性

卫星遥感是监测大范围植被动态变化最有效的手段。随着中国遥感技术的发展,国产风云卫星也逐渐应用于植被变化研究,但有关国产风云卫星刻画植被动态变化表现方面仍不明晰。比较了国产风云卫星(FY-3C VIRR)和美国Terra卫星(MODIS)的归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)产品在湖南省和江西省的时空一致性。结果表明：(1)两种卫星NDVI产品的空间分布与年、季、月的变化特征在湘赣地区有较好的一致性,江西省NDVI整体高于湖南省;(2)FY-3C和MODIS年均NDVI都呈现出2018年高于2017年和2019年的情况,基于MODIS的湘赣地区三年的年均NDVI(0.58)高出FY-3C(0.36)约60%;(3)FY-3C NDVI在各季节都整体低于MODIS NDVI,其中冬季差异最大,基于MODIS NDVI均值(0.42)约是FY-3C(0.21)的2倍,其余季节MODIS高出FY-3C约50%;(4)FY-3C NDVI与MODIS NDVI月变化趋势基本一致,二者年最大NDVI差异变化不大且较为稳定,年最小...     

基于机载小光斑LiDAR数据插值的亚热带森林丘陵地形的误差分析

以激光雷达(LiDAR)地面点云数据为数据源,将北亚热带天然次生林下的丘陵地形作为研究对象,分析了6种常用局部插值方法生成DEM的全局误差及其与地形因子、地面插值点密度和地表植被状况的相互关系,并借助随机森林方法进行插值误差不确定性制图。研究表明:各插值表面的预测值总体偏低,其最佳输出空间分辨率为2 m; 其中以自然邻近法插值生成的数字地形精度最高且可视化效果最好,而张力样条法的精度最低; 全局误差随坡度增大而逐渐提升,随地面插值点密度提高逐渐降低; 幼龄和中龄天然次生林所在区域地形插值的误差较大而成熟林的误差最大,灌木区全局误差不高但误差变异较大。同时,以LiDAR提取的植被参数与地形插值误差表现了较好的相关性,而归一化植被指数(NDVI)与误差之间的相关不明显,这表明以LiDAR数据提取植被参数在NDVI易饱和地区也可以较好地反映地形插值精度。     

3种NDVI遥感数据产品在大别山区的对比分析

选取GIMMS、MODIS、SPOT/VEGETATION 3种NDVI(归一化植被指数)遥感数据产品,分析它们在大别山区域的空间分布和时序变化.结果表明:(1)在空间分布上,3种NDVI数据的格局大致相同,MODIS NDVI和SPOT/VEGETATION NDVI的空间分布吻合度更高;MODIS传感器的波段宽度窄、空间分辨率高、变化范围大、分布分散.(2)在时序变化上,3种NDVI数据的季节变化步调基本一致,幅度相当,MODIS NDVI和SPOT/VEGETATION NDVI数据更能清晰地反映NDVI对降水响应约有1个月的滞后这一现象;GIMMS NDVI能清晰准确地反映地面植被覆盖的变化情况;SPOT/VEGETATION NDVI的动态范围比GIMMS NDVI和MODIS NDVI的动态范围大.     

水热因子对塔里木河下游胡杨年轮指数和植被指数的影响

【目的】探索塔里木河流域树木年轮与植被遥感间的关系。【方法】借助树木年轮学的方法和技术手段,利用塔里木河下游10个采样点的胡杨样芯数据和长时间序列中国植被指数(GIMMS NDVI)数据及水热因子数据,在分析该区胡杨年轮指数和植被指数变化特征基础上,重点探讨水热因子、胡杨年轮指数及归一化植被指数(NDVI)三者间的相关性。【结果】胡杨年轮指数和年际NDVI变化在1980—2001年间均呈下降趋势,区内植被在该时间段内退化较为严重。年内NDVI变化呈单峰状,5—8月为植被生长季,1—4月和9—12月为植被非生长季。【结论】该区胡杨年轮生长受5月(P<0.01, 显著负相关)地下水埋深和6月(P<0.01,显著负相关)温度影响显著,而NDVI主要与5—7月(P<0.01, 显著负相关)和10月(P<0.01, 显著负相关)的地下水埋深及7月(P<0.01, 显著负相关)温度有关,且影响NDVI和胡杨年轮指数的主要因子是水热因子中的地下水埋深因子。胡杨年轮指数与NDVI间的相关性差,未能通过0.05水平检验。     

玛曲地区植被变化及对极端气候的响应

基于1999—2019年MODIS遥感数据产品及气象观测数据,采用相关性分析等方法,分析研究了玛曲地区植被变化特征及与极端气候指数其间的关系。结果表明：（1）玛曲地区年最大NDVI和年平均NDVI均呈上升趋势,而年最小NDVI则呈下降趋势,时间变化率分别为0.03/10 a、0.04/10 a和-0.04/10 a。月平均最大NDVI和月平均NDVI(P<0.01)及月平均最小NDVI均呈上升趋势;（2）在月时间尺度上,月平均最大植被覆盖度在7月达到最大为98.0%,4月最小为78.0%;月平均植被覆盖度在7月达到最大为93.0%,4月最小为58.0%;月平均最小植被覆盖度在7月、8月达到最大均为28.0%,9月最小为14.0%;(3)玛曲地区年、月平均气温的增加有利于玛曲地区植被生长,在个别月份月日照时数的增加反而不利于植被的生长。玛曲地区月NDVI与极端气候指数TMINmean、TNn均为正相关,即随极端气候指数的增加,无论是当前月还是前1～3月均有利于玛曲地区植被生长。     

不受DEM空间分辨率影响的地形指数计算

为了减小数字高程模型(DEM)分辨率对地形指数计算的影响,开发了一种不受DEM空间分辨率影响的地形指数计算方法.选取汉江上游褒河流域作为研究区域,通过引入分辨率因子考虑DEM空间分辨率对单宽上坡集水面积的影响,应用分形方法处理DEM空间尺度对地形坡度的影响,将该算法应用到褒河流域DEM数据的计算中.结果表明:此法可以成功地由低分辨率的DEM数据获得与目标高分辨率精度相仿的地形指数分布,能在一定程度上消除DEM空间分辨率对地形指数计算的影响,因而对无资料地区的水文预报有着十分重要的现实意义.     

基于CLM模型的植被覆盖变化对黄土高原气温和降水的影响研究

黄土高原位于我国第二阶梯,地理环境复杂,生态环境脆弱。本文结合GIMMS/NDVI遥感数据与气象站点观测资料开展诊断分析研究,并将其与模型模拟试验相结合,通过这种方法来研究黄土高原地区植被覆盖与气温和降水之间的作用关系。研究结果表明,黄土高原地区的NDVI、气温和降水量均具有明显的季节变化特征;1982—2006年,区域滑动平均NDVI、气温和降水的线性变化斜率分别为5E-04/10a、0.061℃/10a和-0.492mm/10a;研究区域内NDVI与气温和降水的同期滑动平均相关系数分别为0.459和-0.23,且均存在较明显的空间差异。应用CLM陆面过程模型的模拟结果表明,植被覆盖增加后,植被覆盖发生变化地区的净短波辐射有所增加,净长波辐射有所减少,导致地表吸收净辐射有增加趋势;研究区域内的感热通量和潜热通量均有所增加,且潜热通量的增加更为明显,这可能对植被覆盖增加后气温的降低产生一定影响;研究区域内的土壤含水量和地表蒸散均呈增加变化,这可能导致降水增加。但是,植被覆盖增加对区域气温降低和降水增加的影响作用有限。     

基于遥感的京津风沙源区植被覆盖变化监测

京津风沙源治理工程实施15年来,迫切需要对区域的植被变化进行研究。基于中分辨率成像光谱仪(moderate-resolution imaging spectroradiometer,简称MODIS)标准化植被指数(Normalized difference vegetation index,简称NDVI)数据,系统研究了京津风沙源区2000～2014年的植被年际、季节和月变化特征,以及气候变化和生态工程建设对植被变化的影响。结果表明:1)从区域上看,2000～2014年NDVI呈显著增加的趋势(P0.05),增长率为11.79%。其中植被改善最大的季节为夏季,秋季植被增加最为缓慢。2)从空间上看,京津风沙源区84.51%的植被活动呈增加的趋势,其中29.04%的区域植被活动呈显著增加的趋势。植被活动的增加主要是由于春、夏和秋三个季节植被活动的共同增加;统计表明,春季、夏季和秋季植被活动增加了82.05%、82.36%和74.22%。植被活动下降的区域呈现明显的西南东北的条带状,其中夏季和秋季NDVI的显著下降是造成该区域年NDVI下降的主要原因。3)年、季节和月三个尺度的研究均表明降水是限制京津风沙源区植被生长的主要气候因子;生态工程建设对研究区2000～2014年NDVI增加起到了重要的作用。     

引入地形特征的田块尺度玉米遥感估产与空间格局分析

田块尺度作物估产引入地形特征提升精度与产量空间格局分析对规模经营具有重要意义。以黑龙江省规模化种植的春玉米为研究对象,测定无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)高精度地形与变量测产数据,基于多时期SPOT-6影像提取7种植被指数;采用最小二乘法,构建不同时期植被指数与春玉米实测产量的经验统计模型,确定遥感估产最佳时期和最优植被指数;提取6种地形因子,使用多元逐步回归评价引入地形因子的遥感估产模型,应用空间统计分析探索产量空间分布格局。结果表明:春玉米灌浆期是遥感估产的最佳时期,决定系数R~2达到0.6以上的植被指数共6种,比值植被指数(ratio vegetation index, RVI)为最优植被指数,其余依次为修正比值植被指数(modified simple ratio, MSR)、无蓝色波段增强型植被指数(enhanced vegetation index without a blue band, EVI2)、归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)、次生修正土壤调节植被指数(modified secondary soil adjusted vegetation index, MSAVI2)、绿度归一化植被指数(green normalized difference vegetation index, GNDVI);最佳估产模型引入地形辅助信息后R~2提升5.6%,达到0.79,均方根误差(root mean squared error, RMSE)为347.03 kg/hm~2;高海拔与高坡度区域产量均值最低为7 502.64 kg/hm~2,中海拔与低坡度区域产量均值最高为9 157.63 kg/hm~2。优化后的遥感估产模型可以快速评估作物产量,确定春玉米最佳生长区域,为规模化农业精细管理、土地整治与作物种植结构调整提供科学依据。     

伊犁河流域归一化植被指数的时空变化及其对气候的季节响应

基于影响归一化植被指数(NDVI)变化的主要气候因子:气温和降水量,以及2000-2013年16 d合成的MODIS NDVI与同期气象数据,分析了伊犁河流域植被覆盖变化趋势及其对气温和降水量的季节性响应特征.结果表明14 a来,伊犁河流域绝大部分区域NDVI并未发生显著变化,但植被覆盖呈退化趋势的面积远大于呈改善趋势的面积;春、夏、秋三季的植被覆盖均呈退化趋势,降水量与植被NDVI的季节相关性不显著;伊犁河流域4种主要植被类型在三个季节均呈退化趋势,其中草原植被的退化趋势最为显著,而草甸、灌丛、林地在夏季的退化趋势较春、秋两季更为显著.各季节不同植被类型的NDVI与气候因子的关系表明,春季和夏季NDVI与温度关系密切(P0.05),秋季NDVI的变化是温度和降水量共同作用的结果.     

1995—2014年北洛河流域植被恢复的地形分布特征

以1995， 2007和2014年Landsat TM影像为数据源，计算归一化植被指数(NDVI)，分析退耕还林政策下北洛河流域植被的恢复程度.结果表明，流域三年平均植被覆盖度分别为:46.4%， 63.4%和73.4%.上游吴起、志丹等县所在丘陵沟壑区增加态势最明显，三年平均植被覆盖度分别为20.2%， 41.64%， 51.2%.系统分析流域上游丘陵沟壑区植被恢复在地形上的趋势变化.结果表明:不同高程、坡度和坡向分布带上均表现出植被覆盖度随着时间进展呈现明显好转态势.     

DEM数据分辨率对黑河金盆水库流域地形参数提取的影响分析

根据陕西省黑河金盆水库流域不同分辨率的DEM数据,采用数理统计方法分析DEM数据分辨率的变化对流域地形参数提取的影响,为建立流域分布式水文模型前期DEM数据分辨率的选择提供参考依据。对流域不同分辨率DEM数据分析得到:随着流域DEM数据分辨率的降低,流域的粗糙度值、最大坡度及平均坡度值、最大高程值、平面曲率和剖面曲率最大值及最小值的绝对值均有减小的趋势,最小高程有增大的趋势,坡向在DEM数据分辨率降低到一定程度时会出现较大变化,地形指数变化范围更趋于集中。