土地利用/土地覆盖变化对区域气候影响的生物地球物理途径研究进展

本文从LUCC对气候影响的生物地球物理途径角度阐述其对气候系统的影响机制,并且结合多项研究结果归纳了诸如森林砍伐/造林活动、城市化、农业发展等人类LUCC活动在区域尺度的气候效应.气候模式是研究LUCC对区域气候及其变化最重要的试验工具之一,本文概括了气候模式经历了大气环流模式、区域气候模式、耦合的大气-陆面模式等一系列发展过程及其特点,提出利用遥感技术获取气候模式中的地面生物物理参数可以大幅提高模拟精度.最后,评论了目前LUCC气候效应研究中存在的问题,提出未来研究应着手降低区域气候模式模拟的不确定性,引入景观生态学理论与方法等可以更好地了解人类活动与气候变化的关系,进而制定适应气候变化的区域土地系统优化方案.     

北京地区城市化对辐射强迫的影响估算

能引起城市区域辐射强迫的因素较多,但是目前城市化引起的辐射强迫的相关研究较少.本文利用GLASS 反照率遥感数据和CERES地表短波辐射数据计算了近10年来北京地区城市化过程引起的辐射强迫,讨论了辐射强迫 的空间分布规律及数量统计特征.基于2000、2010年2期的Globeland30土地分类数据提取了城市边缘区,并结合辐射 强迫遥感数据计算了主城核心区、內缘区、各级外缘区的辐射强迫,探究了土地覆盖变化强迫因子、气候等其他强迫因子 的相对贡献大小.结果表明:近10年北京市全区域的辐射强迫为2.52 W·m-2,表现为增温效应,其中土地覆被不变区 域产生的辐射强迫为2.51W·m-2,耕地、林地是2种主要辐射强迫源;土地覆被变化区域产生的辐射强迫为2.67 W· m-2,非植被类型之间的土地覆被变化引起的平均辐射强迫为2.23W·m-2,有植被参与的土地覆被变化区域产生的辐 射强迫为2.95W·m-2;主城核心区的辐射强迫为-1.16W·m-2,表现为降温效应;辐射强迫变化与距离主城区的距离 呈先增大后减小的变化趋势.研究结果可为城市区域的辐射强迫研究提供参考,有助于了解北京市区域气候分布差异      

秦岭地区土地利用/土地覆被变化趋势分析

对秦岭地区三期TM影像进行解译,通过建立土地利用转移矩阵和一套数理统计模型对土地利用/土地覆被变化进行分析.结果显示:1990～2007年间,秦岭地区以林草地为主,前期除建设用地增加外,其他用地面积有少量的减少.后期的变化较前期来说更明显,耕地急剧减小,林草地快速增长,建设用地和水域增加,未利用地减少.总体上来说,19...     

县域尺度土地利用/覆被变化研究--以河西走廊肃州绿洲为例

采用中国科学院资源环境数据库中的全国1：10万土地资源利用分类系统，利用1988和2000年Landsat 5的4，3，2(RGB)波段合成影像解译结果，基于GIS(ARC／INFO 7．0)，用变化量、变化率、相对变化率和相对变化度等指标对肃州绿洲近12年来土地利用／覆被变化进行了研究．结果表明：2000年土地利用格局表现为以未利用地(56．19％)、耕地(27．47％)和草地(12．19％)为主，水体、农村居民点用地、林地和城镇用地仅占4．15％，各乡镇土地利用格局差异较大；12年期间，景观破碎度增加，表现在耕地、林地、草地、未利用地斑块的平均面积、周长都在减小．土地利用结构变化表现出耕地、水域明显增加，城镇用地和农村居民点也增加，草地、林地和未利用地呈减少趋势，反映出区域城镇化进程加快和生态环境恶化的趋势；采用土地利用变化量、土地利用变化率、土地利用相对变化度(率)等指标从不同角度反映了肃州绿洲LUCC的变化特点，但都表达出了LUCC较明显的区域差异；通过比较，发现土地利用相对变化度指标在揭示区域土地利用变化中优势明显．     

New evidence for effects of land cover in China on summer climate

The effects of land cover in different regions of China on summer climate are studied by lagged correlation analysis using NOAA/AVHRR normalized difference vegetation index (NDVI) data for the period of 1981-1994 and temperature,precipitation data of 160 meteorological stations in China,The results show that the correlation coeffi-cients between NDVI in previous season and summer precipitation are positive in most regions of China,and the lagged correlations show a significant difference between regions.The stronger correlations between NDVI in previous winter and precipitation in summer occur in Central Chian and the Tibetan Plateau,and the correlations between spring NDVI and summer precipitation in the eastern arid/semiarid region and the Tibetan Plateau are more significant .Vegetation changes have more sensitive feedback effects on climate in the three regions (eastern arid /semi-arid region,Central China and Tibetan Plateau),The lagged correlations between NDVI and precipitation suggest that,on interannual time scales,land cover affects summer precipitation to a certain extent,The correlations between NDVI in previous season and summer temperature show more comlex ,and the lagged responses of temperature to vegetation are weaker compared with precipitation .and they are possibly related to the global warming which partly cover up the correlations.     

Influence of land cover changes on the physical and chemical properties of alpine meadow soil

Taking the alpine cold meadow grassland in the southeastern part of the Qinghai-Tibetan Plateau as an example ,this researcdh deals with the characteristics of apline meadow soil property changes,including soil nutrients,soil physical properties and soil mositure content under differcent land coverage conditions.With the degradation of grassland vegetation and the decline of vegetation coverage ,soil compactness reduces ,gravel content increases and bulk density increases ,The originally dense root-system layer is gradually denuded,making the soil coarse and gravel .The change of the organic matter contents with the vegetation coverage change in the surface soil layer (0-20cm) has shown an obvious cubic polynomial curve process ,The organic matter contents increas rapidly when land coverage is above 60%,contrarily decreases on a large scale when land coverage is below 30%,Between 30%-60% of land coverage the organic matter contents remain stable,The total N and organic matter contents remain stable.The total N and organic matter contents in soil have shown quite similar change regularity ,Following this the mathematic equations are derived to describe such change processes ,Moisture content in soil changes sharply with the vegetation coverage change,Soil moisture content change with the vegetation coverage change,Soil moisture content change with the vegetation coverage change has shown a quadratic parabola process,Results have shown that organic matter conternt and the total N content of the apline meadow soil decrease by 14890 kg/hm^2 and 5505kg/hm^2 respectively as the vegetation coverage reduces from 90% to less than 30%,the heavey changes of soil physical and chemical proerties with grassland degradation have made the recovery of alpine meadow ecological system impossible,The protection of alpine meadow vegetation is of vital importance to the maintenance of the regional soil environment and the regional ecological system.     

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。     

陆地卫星影像用于土地利用覆被变化中的波段组合研究

在遥感图像处理软件（earth resource data analysis system，ERDAS）的支持下，以香日德绿洲为研究区，综合运用该软件提供的多种方法，分别计算了相关统计信息．利用相关系数矩阵、特征向量和特征值，按照最佳波段组合原则，得到了该区用于土地利用与覆被（land use and land cover change，IUCC）的波段组合为TM247（专题制图仪，thematic mapper，TM）．TM145为提取居民点和水域的最佳组合，TM345为提取耕地、林地、草地的最佳组合．该方法及其思想不仅可用于确定陆地卫星影像中的最佳波段组合，而且可用于确定其他专题最佳波段组合中。     

The climate influence of anthropogenic land-use changes on near-surface wind energy potential in China

There is considerable interest in the potential impact of climate change on wind energy in China. The climate change of near-surface wind energy potential in China under the background of global warming and its association with anthropogenic land-use changes are investigated by calculating the difference in surface wind speeds between the NCEP/NCAR reanalysis data and the observations since the reanalysis dataset contains the influence of large-scale climate changes due to greenhouse gases, it is less sensitive to regional surface processes associated with land types. The surface wind data in this study consist of long-term observations from 604 Chinese Roution Meteorological Stations and the NCEP/NCAR reanalysis data from 1960-1999. The results suggest that the observed mean wind speeds significantly weakened and the near-surface wind power trended downward due to urbanization and other land-use changes in the last 40 years. The mean wind energy weakened by -3.84 W·m^-2 per decade due to the influence of anthropogenic land-use change, which is close to the observed climate change （-4.51 W·m^-2/10 a）.     

卫星实测臭氧总量资料在区域气候模拟中的应用研究

 将卫星观测的TOMS臭氧总量资料应用于区域气候模拟中,在不同纬度的地区采用随季节变化的臭氧总量.以中国地区为例,对比模拟了考虑臭氧随季节、纬度变化和模式原有的固定臭氧值对气候的不同影响.结果发现:对区域气候模式RegCM2而言,用于研究中国地区时,模式中的臭氧总量比实际状况偏大,利用实测臭氧资料后能产生负的晴空辐射强迫,并引起云量变化,导致地表温度变化.     

土地利用/覆盖变化研究进展

概述了国内外关于土地利用/覆盖变化的研究进展,分析了目前土地利用/覆盖变化研究的主要方法,提出了我国在土地利用/覆盖变化研究中存在的问题。认为,解决好资料的统一性和相关性问题以及土地利用/土地覆被变化与城镇化之间的关系将是我国今后关于土地覆被变化研究的重要领域。     

改进的主成分分析法自动发现土地覆盖变化

为了实现快速、自动化发现土地覆盖变化这一目标,在分析传统主成分差异法、差异主成分法、多波段主成分法三种不同处理过程的基础上,结合主成分变换原理提出了一种改进的主成分分析法(modified principal component analysis,MPCA).操作中先将d1时相多光谱影像作主成分分析,得PCd11,PCd12,…,PCd16;d2时相高分辨率全色波段PAN与PCd11进行直方图匹配后,采用了经反复试验效果较好的3×3模板进行边缘滤波增强;然后取代PCd11与PCd12,PCd13,…,PCd16进行主成分逆变换,作者在ENVI4.0和IDL6.0工具包支持下实现了这一融合算法.以北京海淀区为例进行的试验研究表明,MPCA法不仅能够快速发现变化信息,而且增强了影像纹理,弥补了传统主成分分析法的缺陷.此外,变化信息提取精度较高,其Kappa系数比传统主成分差异法、差异主成分法、多波段主成分法依次提高了0.063,0.118,0.029,是一种比较实用的变化信息发现方法,值得推广应用.     

利用TM影像提取土地利用/覆被信息的最佳波段研究

以土地利用/土地覆被信息的提取为目的,选定武汉市江夏区的TM遥感影像为试验数据,在对其信息特征进行统计与分析的基础上,通过采用最佳指数因子(OJF)并综合试验区地物光谱特征的分析方法进行TM 影像最佳波段选取的研究.结果表明:TM543波段组合为土地利用/覆被遥感中TM 影像的最佳波段组合,其合成的假彩色影像具有很好的...     

近十五年来江汉平原LUCC轨迹分析

以中科院土地利用/覆被数据库为数据源,应用土地利用/覆被转移矩阵、双向动态度模型等,利用GIS空间分析技术对1995-2010年江汉平原土地利用/覆被变化(LUCC)的时空特征和轨迹进行了研究,结果显示:(1)1995-2010年江汉平原LUCC主要表现为耕地持续地转变为水域和建设用地,水域面积增加主要表现为在原有水域基础上的扩张,建设用地面积增加主要表现为公路建设占用耕地及在原有乡镇基础之上的对外扩张和内部填充;(2)江汉平原东部LUCC动态度明显高于中西部;(3)江汉平原LUCC具有明显的阶段性,总体变化在前期(1995-2000)最显著,水域扩张前期(1995-2000)和中期(2000-2005)均很显著,而建设用地扩张在后期(2005-2010)最为显著.这与江汉平原土地政策和发展政策在时段上基本吻合.     

陕西渭北旱塬近43年气候暖干化研究

利用 1 95 5 - 1 997年陕西渭北地区 5个县、市的气温和降水资料 ,对近 43年来陕西渭北地区气候变化特征进行了分析 .结果表明 ,近 43年来 ,陕西渭北地区温度、降水的变化呈明显多重周期波动 ,年平均气温上升 ,降水量减少 ,变旱趋势明显 ,气候呈暖干化     

论基于遥感的矿区土地利用/覆盖分类体系

针对矿区 LUCC 研究中合理确定土地利用/覆盖分类体系的探讨。在国内外分类体系研究现状阐述的基础上,分析了现有土地利用或覆盖分类体系存在的问题,详细分析了基于遥感的土地利用/覆盖分类体系的必要性,提出了制定标准时应遵循的主要原则,最后针对矿区的特点提出了建立分类体系的两种模式。     

Monitoring dynamic change of land cover based on SVM and satellite images in Hanoi,Vietnam

An integral method,combining support vector ma-chine (SVM) with remote-sensing analysis techniques,was ex-plored to monitor Hanoi’s dynamic change of land cover. The landsat thematic mapper (TM) image in 1993,the enhanced the-matic mapper plus (ETM+) image in 2000,and the image with the charge-coupled device camera (CCD) on the China-Brazil earth resources satellite (CBERS) in 2008 were used. Six land-cover types,including built-up areas,woodland,cropland,sand,water body and unused land,were identified. The detected results showed visually the rapid urban expansion as well as land-cover change of Hanoi from 1993 to 2008. There were 12 637.54 hm2 cropland de-creased between 1993 and 2000,and 8 227.6 hm2 cropland de-creased between 2000 and 2008. Compared with cropland,wood-land firstly decreased and then increased,and the other types did not change significantly. The results indicate that CBERS dataset has the application potential in world resources researches.     

基于土地利用与地表覆盖遥感信息的洪水过程模拟

基于数字流域平台,将遥感技术获取的土地利用和地表覆盖1km栅格信息与数字高程模型数据进行空间配准,由此直接提取新安江模型参数IMP(不透水面积比),并通过构建林地面积比与新安江模型参数SM(土壤自由水蓄水容量)的关系间接确定各子流域的SM值．汉江褒河流域24场洪水实例研究表明：采用半分布式水文模型,15场洪水的确定性系数增大,22场洪峰流量相对误差显著降低;SM对洪峰流量的影响要比对确定性系数的影响大．     

土地覆盖变化检测中不同相对辐射归一化方法的评价

【目的】从土地覆盖变化检测性能的角度寻求一种精度较高且归一化过程相对简单、客观和自动化的辐射归一化方法。【方法】借助2013年7月和2015年9月的南京地区Landsat 8 OLI图像并以2013年影像为基准,执行基于伪不变特征(pseudo-invariant features, PIF)、时不变点群(temporally invariant cluster, TIC)、全景影像回归(wall-to-wall regression, WWR)和加权不变点(weighted invariant pixels, WIP)4种方法,分波段对2015年的多光谱图像进行辐射归一化处理。在此基础上利用变化向量分析技术(change vector analysis, CVA)进行土地覆盖变化信息提取,并借助高空间分辨率Google Maps对提取到的变化信息进行空间一致性验证。【结果】使用PIF、TIC、WWR和WIP方法对图像归一化后,利用变化向量分析提取的土地覆盖变化信息与目视解译得出的土地覆盖变化信息的空间一致性分别为79.63%、81.75%、72.72%和82.59%; 依不同变化地类给出变化检测阈值,算法的空间一致性会进一步提高。【结论】考虑到算法的客观性、自动化程度和变化检测精度,在4种方法中,TIC法和 WIP法更适合工程化的图像辐射归一化操作。     

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。