基于多源遥感的和田河流域生态补水对流域植被变化影响研究

利用Landsat遥感影像和MODIS数据集,得到和田河流域沙漠段河流水面面积和植被覆盖面积的时空分布特征．进一步分析归一化植被指数（NDVI）的季节变化特征与景观格局指数,得到和田河流域沙漠段生态环境的空间变化特征．结果表明:生态补水措施增加了流域的水体和植被面积,缓解了生态环境;并且生态补水后河流曲折系数下降,平均水面宽度增加,河流逐步朝平流化方向发展;NDVI的空间分布呈现河流两端植被覆盖量高,中间覆盖量低的特点．分析景观格局指数得到,生态应急补水使和田河流域沙漠段水体景观和植被景观分布呈现聚集分布,有效地缓解了生态环境．      

基于遥感和GIS技术的祖厉河流域植被覆盖动态变化监测

利用祖厉河流域1987,1993,2003年的TM图像和2000年的ETM+图像共四期数据提取归一化植被指数(NDVI),运用混合像元模型(MPM)及NDVI反演植被覆盖度,并划分为4个不同的盖度等级.根据盖度等级的空间分布特征,比较分析了祖厉河流域植被覆盖变化情况.结果表明:整个祖厉河流域植被覆盖在1987-2000年逐步退化,到2000年起开始逐步恢复,经历了从逐步退化到逐步恢复的过程,植被的变化和土地利用方式紧密相关.基于遥感技术进行祖厉河流域植被覆盖度动态变化分析的研究思路和方法.为祖厉河流域生态环境保护提供参考依据.     

基于GIS的漓江流域水文特征空间分析

流域水文特征的提取与分析不仅为水文过程模拟提供重要参数,而且是流域水生态系统健康监测与评价的基础依据.本文基于30 m空间分辨率DEM提取漓江流域水系、确定流域范围、划分子流域,并计算流域内河流长度、河网密度、水系分维等水系形态特征;根据流域内多年平均降雨量与径流资料,对流域及其子流域的径流系数进行计算.结果表明:①根据集水区面积域值与河网密度关系曲线,最终确定以网密度为0.53 km·km-2提取水系;②根据流域内各主河道特征,以及流域水生态系统健康监测与评价尺度,最终将流域划分为15个子流域;③降雨量与径流深度空间分布趋势基本一致,但降雨量与径流系数趋势有差异,各子流域的径流系数为0.637～0.800,引起径流系数差异的主要原因有植被覆盖、地层岩性、人类活动等.     

老哈河流域NDVI动态变化及其与气候因子的关系

利用1982~2006年GIMMS/NDVI数据,赤峰气象站的气温数据和流域内52个雨量站的降水数据,采用一元线性回归分析、简单相关分析以及偏相关分析方法对老哈河流域内林地、灌丛、草地、耕地4种植被类型NDVI年内和年际变化及其与气温、降水的关系进行了研究.结果表明:老哈河流域NDVI年内变化呈单峰型,年最大值出现在8月份,月NDVI和气温、降水之间均具有显著的正相关关系,且存在滞后现象,林地与灌丛、草地相比,其NDVI受降水影响相对较小,气温对植被年内生长的影响大于降水;1982~2006年流域年均NDVI呈上升趋势,其中20世纪90年代流域植被覆盖水平最好;夏季NDVI与同期和前期的气温呈显著的负相关,与前期降水呈显著的正相关,在老哈河流域夏季气温升高会导致植被覆盖减少,而降水增加有利于植被的生长.     

黑河流域地下水埋深与气候变化对植被覆盖的影响研究

植被是联结土壤、大气、水分的自然纽带,在一定程度上,植被变化能在全球变化研究中充当"指示器"的作用.黑河流域位于我国西北干旱地区,气候变化敏感,以黑河流域为研究区,采用1998—2008年Spot-Vegetation的NDVI数据,以同时期的气象数据和区域地下水埋深数据为基础,通过ENVI、Arcgis等软件对数据进行统计分析,利用多元统计模型分析植被指数NDVI与年均温、年地下水埋深之间的定量关系,得出如下结论:1)黑河流域植被覆盖呈上升趋势,其中春季增加趋势最大;在空间分布上,黑河流域上中游的张掖、金塔等地区植被覆盖增加趋势明显,植被覆盖下降的区域主要在下游地区.2)黑河流域的年均地下水水位整体上呈下降趋势,地下水位埋深由年均3.09m上升到4.67m,其中地下水埋深较深的位置主要集中在上游,处于张掖市张掖农场周围,下游地区埋深普遍较浅.3)植被覆盖指数NDVI与温度成正相关,与地下水位埋深呈现负相关,综合分析NDVI变化趋势与气候变化和地下水之间的关系,建立三者之间的定量关系.本研究为定量评价由植被覆盖为主要表征的区域生态环境状况提出了科学的依据.     

基于GIS的汉江流域陕西段植被覆盖变化特征分析

基于RS和GIS支持,利用SPOT-VGT逐旬NDVI数据,采用叠置分析法、均值法、频度统计法,对2000—2010年陕西汉江流域植被覆盖年际变化、季节变化及月尺度变化特征作了分析。结果表明:陕西汉江流域NDVI年际波动幅度较大,其中2002—2005年的NDVI变化较为剧烈,其它时段内为比较平稳的波动式上升;NDVI季节性节律明显,夏季的植被覆盖最好,冬季最差,春秋两季过渡,秋季略好于春季;月尺度上,植被覆盖最好的月份为5—10月,1月和2月最差,节律特征表现为NDVI从3月开始逐渐增大,7月达到峰值,之后逐渐降低,2月降到最低。     

均值变点分析法在最佳集水面积阈值确定中的应用

利用DEM数据提取河流地貌参数在地貌学和水文学研究中具有重要意义,其中集水面积阈值的准确确定是关键环节,然而,目前对集水面积阈值的确定存在随意性和主观性.为了探讨如何确定提取河网的最佳集水面积阈值,本文以青藏高原东缘杂谷脑河流域为例,基于SRTM-DEM数据,在利用ArcGIS水文分析模块计算不同集水面积阈值条件下河网密度参数的基础上,通过均值变点分析法获取河网密度值变化的拐点,并计算最佳集水面积阈值.研究表明:随着集水面积阈值的改变,河网密度逐渐降低,利用均值变点分析法所确定的最佳集水面积阈值为8.1 km2,该结果与1∶50万水系图相比,主干上吻合,支流上更具真实性.该方法可以较好地确定最佳集水面积阈值,可为其它地区水系提取提供参考.     

均值变点分析法在最佳集水面积阈值确定中的应用

利用DEM数据提取河流地貌参数在地貌学和水文学研究中具有重要意义,其中集水面积阈值的准确确定是关键环节,然而,目前对集水面积阈值的确定存在随意性和主观性.为了探讨如何确定提取河网的最佳集水面积阈值,本文以青藏高原东缘杂谷脑河流域为例,基于SRTM-DEM数据,在利用ArcGIS水文分析模块计算不同集水面积阈值条件下河网密度参数的基础上,通过均值变点分析法获取河网密度值变化的拐点,并计算最佳集水面积阈值.研究表明:随着集水面积阈值的改变,河网密度逐渐降低,利用均值变点分析法所确定的最佳集水面积阈值为8.1 km2,该结果与1∶50万水系图相比,主干上吻合,支流上更具真实性.该方法可以较好地确定最佳集水面积阈值,可为其它地区水系提取提供参考.     

1998-2013年釜溪河流域植被覆盖时空演变及其驱动因子研究

植被覆盖是评价生态环境的重要指标之一。基于1998-2013年SPOT VEGETATION数据集,采用趋势分析、偏相关分析及计算Hurst指数等方法,反演了釜溪河流域NDVI分布的时空格局及其变化趋势;并结合该地区同期降水量和温度数据,利用相关系数法对釜溪河流域植被覆盖变化的驱动因子进行分析。研究表明1998-2013年间釜溪河流域植被覆盖表现出上升趋势,增速为0.24%/16a;Hurst指数计算结果显示,流域内植被反向变化特征强于同向特征,结合NDVI趋势图,未来植被改善区域面积所占比例为60.98%,持续退化面积所占比重为5.97%,主要分布于自贡市南部及其他环绕城镇地区;植被覆盖变化主要以非气候因子驱动型为主,其面积所占比例为88.48%,而影响植被生长的气候因子中气温的作用强于降水的作用。     

南水北调中线工程核心水源区生态服务价值变化研究

南水北调中线工程已正式开始向北方输水,研究核心水源区的生态服务价值,可以为合理利用自然资源,保护生态环境提供重要的参考依据.该文确定了南水北调中线工程核心水源区范围,在分析生态服务价值评估方法的基础,评估了核心水源区生态服务价值,并从生态服务价值生态系统差异、区域差异、变化率以及空间分布等方面,分析了20多年来核心水源区生态服务价值的变化特征:全流域生态系统服务价值呈逐年递增的趋势;单位面积生态服务价值最高的子流域为官渡河流域、堵河流域与霍河流域,丹江流域与老灌河流域最低;老灌河流域、丹江流域、天河流域变化趋势最好,潭口河流域最差;中南部生态服务价值高于西南、东南部,北部最低.     

江苏省植被动态演变规律及其与极端气候事件的关系

利用1982—2013年江苏省植被归一化指数(NDVI)和13个气象站的气温和降水数据,采用SPI标准化降水指数以及PDSI干旱指数模型,研究江苏省植被动态的演变规律及其与旱涝的关系。结果发现:①江苏全省平均的NDVI值整体呈缓慢上升趋势,但上升趋势不明显,其中苏北地区植被覆盖增加趋势明显,远高于全省平均水平,而苏南地区植被覆盖有减小趋势; ②江苏地区多年平均NDVI值有明显的季节变化,冬季的NDVI值为全年最低,春季NDVI值不断增加,到8月份达到最高,之后不断下降; ③极端干旱和洪涝对江苏省NDVI值有显著影响,干旱或洪涝年份的NDVI值明显小于正常年份,并且洪涝年份受影响更为明显。春季极端干旱对江苏省NDVI值影响较大,而夏季洪涝事件对江苏省NDVI的影响较大。     

基于MODIS数据的黄河流域草地景观演变分析

基于MODIS土地利用数据及植被数据,采用斜率分析以及相关分析等方法,对黄河流域草地景观的面积变化、时空演变特征以及对整个流域景观的结构与功能的响应进行深入探讨.结果表明:近13 a间黄河流域草地景观面积下降明显,其中向农地转移最为显著;近13 a间流域草地景观西南和中东部地区年均植被覆盖指数较高,北部与西北部较低.中东部年均植被覆盖指数增长明显,部分地区增长率达到了0.08/10a;近13a间黄河流域草地景观年均植被覆盖指数呈一定的下降趋势,趋势并不显著,月均植被覆盖指数季节性变化趋势明显,夏秋较高,冬春较低,8月植被覆盖指数最高,1月位最低;流域草地景观与滞后1月的气温、降水之间存在响应关系最为明显;流域草地景观的面积变化对黄河流域生态系统存在较为明显的响应.草地景观面积变化与流域聚集性指数、生物多样性指数均呈显著的负相关,随着草地景观面积的不断缩小,流域整体景观格局的聚集性不断增强,生物多样性指数逐步下降,流域生态质量有所降低.     

石羊河流域下游植被覆盖变化与地下水和气候的响应分析

基于1998-2008年Spot-Vegetation归一化植被指数(NDVI)数据集,采用遥感与地理信息技术以及最大值合成法获取了石羊河流域下游植被覆盖的时空变化特征,利用同期气象数据和地下水埋深数据,构建Matlab多元回归模型,综合分析了NDVI与地下水埋深、年降水量和年均气温的响应关系,平均相对误差为5.83%.研究发现11年来石羊河流域下游植被覆盖整体上经历了1998~2002年持续增加期、2003-2004年短暂下降期及2005-2008年稳步回升期,植被改善的区域面积大于植被退化的区域面积,植被覆盖整体呈现增加趋势.研究区NDVI与年降水量和年均温呈现显著相关,且年降水量对NDVI的影响大于年均气温,而NDVI与地下水埋深的相关性不显著.研究区植被覆盖受年降水量的影响相对于年均气温和地下水埋深较大,且与当地退耕还林政策和关井压田政策的实施关系密切.     

基于MODIS/NDVI时序数列的广西九万山植被覆盖动态变化

利用2000—2014年九万山地区MODIS数据,采用均值变化法分析了九万山国家级自然保护区连续15年NDVI的动态变化.结果显示:九万山自然保护区植被总体长势较好,年均NDVI均在0.54以上;从时间角度看,NDVI呈现缓慢增加趋势,期间出现1个峰值和1个最低值;从空间角度来看,九万山南部NDVI最高,北部其次,中部最低,植被覆盖以中、高植被覆盖区为主,随时间变化,NDVI在空间上表现出波动变化;NDVI年代际变化率表明,九万山NDVI值在2000—2014年既有增加,也有减少.其中6年年代际变化率为负值,其余年份为正值,2009年达到变化率极值.     

基于植被岩溶比重指数的岩溶流域岩溶信息提取——以江西省长河流域为例

利用多光谱遥感数据构建合适的指数提取岩溶信息,对于岩溶地表水文参数(如CN值)的确定、流域水文模型的应用、岩溶流域水土流失和石漠化的监测等具有重要作用。以江西省长河流域为研究区,利用Landsat 8遥感数据获取NDVI、FV(植被覆盖度)、LST(地表温度)以及卷云波段,将FV、LST和卷云波段进行主成分分析,提取第一主成分PFLC并构建PFLC-NDVI特征空间,依据该特征空间提出植被岩溶比重指数(VKPI),采用分级阈值法对VKPI值进行等级分值生成VKPI分级图,结合野外实地采集的岩溶数据进行精度验证。研究表明:野外实地采样的岩溶数据与VKPI分级图重合度比较高,总精度为77.44%,Kappa系数为0.713 4。综合了植被指数、地表温度、植被覆盖度等生物物理参数的VKPI,能够较好地提取岩溶信息,并将其与其它地物信息区分开来。     

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。     

基于Arc Hydro Tools的祁连山国家公园小流域划分

以祁连山国家公园为研究区,基于30 m分辨率数字高程模型数据,利用Arc Hydro Tools水文数据模型与河网密度法,在确定最佳集水面积阈值的基础上提取河网并划分小流域,统计小流域的部分特征参数.结果表明,集水面积阈值与河网密度呈幂函数关系,祁连山国家公园最佳集水面积阈值为6 000栅格数;河网提取结果与全国1:250 000三级水系流域数据集的河网套合差为2.62%,叠加至遥感图像对比,发现提取结果相较于全国1:250 000三级水系流域数据集更接近真实水系;共划分祁连山国家公园小流域5 717个,约80%的小流域面积在3～50 km².从提取效率和结果精度来看, Arc Hydro Tools模型与河网密度法相结合可较准确提取山地区域河网及小流域.     

植被因素对无定河流域沙尘暴的影响及其侵蚀产沙意义

运用基于遥感方法提取的植被指标NDVI资料、水土保持面积的统计资料、从气象站获取的沙尘暴频率资料以及从水文站获取的悬沙粒度资料,研究了植被因素对无定河流域沙尘暴频率和悬移质泥沙粒径的影响.全流域年平均NDVI的变化在总体上表现出增大的趋势,流域内毛乌素风沙区NDVI的增大更为显著.历年累积的造林和种草面积也表现出显著的增大趋势.植被覆盖状况的改善,特别是作为本区沙尘暴主要物源区的毛乌素沙地植被覆盖状况的改善,导致了沙尘暴发生频率的减小.沙尘暴的减少使得进入河道的风成沙数量减少,进入河道的风成沙数量减少导致了悬沙粒度变细.建立了无定河悬沙中值粒径与沙尘暴频率Dss、全流域汛期(6—9月)面平均雨量P6-9、全流域平均NDVI和全流域林草面积Afg等4个影响变量之间的多元回归方程,并对各个影响变量变化对悬沙粒变化的贡献率进行了估算.按照贡献率的大小,各个影响变量的顺序如下:(1)林草面积;(2)沙尘暴频率;(3)NDVI;(4)汛期降雨量.     

基于DEM的汾河流域水系提取试验研究

以山西省汾河流域为水系提取实验研究区域,采用该区域的DEM数据,依托地表径流模型,并利用ArcGIS10.0中的水文处理工具包对河流流域进行水系特征提取,通过对水流方向的计算,对集水积累量进行分析,最终生成基于不同阈值的河网。     

海河流域近17年植被时空变化及其气候影响因素

为了分析海河流域近17年植被覆盖时空变化特征及其与气候要素的关系,利用2000—2016年MODIS/NDVI数据提取海河流域植被覆盖情况,采用一元线性回归趋势法对海河流域植被盖度空间分布和植被时序变化趋势进行分析,并通过对比2000、2009和2016年3期海河流域Landsat TM影像以及MODIS影像,对植被变化趋势结果进行验证.同时,结合海河流域2000—2016年降水和气温气象数据资料,对植被覆盖年际变化和气候变化进行相关性分析和趋势分析.结果表明:①海河流域整体植被覆盖较高,覆盖类型以高覆盖度(NDVI 0.7)为主,高覆盖度的面积占流域总面积的76.93%;②海河流域NDVI时序变化的多年平均值为0.76,总体呈上升趋势,线性增长率为0.027/10 a;③海河流域植被空间变化趋势以改善为主,轻微改善和明显改善的面积分别占流域总面积的32.45%和11.14%;④气候因子相关分析表明,降水是影响海河流域植被覆盖较为显著的气候影响因素,相关系数达到0.51.