基于TM影像的漳河流域土地利用时空演变分析

为获取和进一步探讨漳河流域土地利用时空演变规律,基于1993、2006及2010年3期Landsat TM遥感影像数据和2011年SPOT5高分影像数据,利用Arc GIS空间分析功能与ENVI动态监测功能对流域土地利用时空演变特征进行研究。分析结果显示:1993-2010年,漳河上游区域下垫面土地利用发生了巨大改变;耕地和裸地呈减少趋势,各减少411.23、341.11 km2;林地、城镇与建设用地和水域用地分别增加了656.8、72.01、23.53 km2;耕地与裸地主要转入林地,部分耕地转入城镇与建设用地。     

江淮分水岭区域植被总初级生产力时空特征及驱动力分析

为探究2000年以来江淮分水岭区域植被总初级生产力(GPP)的时空变化特征及其影响因素,基于MODIS卫星MOD17A产品数据、区域土地利用/覆盖、气温、降水等数据,利用线性相关、线性正弦趋势拟合、变异系数等方法研究2000—2018长时间序列江淮分水岭区域GPP时空变化特征及气温、降水、土地利用对其的影响。结果显示:GPP呈现年周期性变化,全年1月最小,7月最大,年均增长速率约2.28,秋季均值最大,春季均值最小。山地GPP值普遍大于平原,面积约占17%,平原约占83%,耕地GPP变化主导研究区总GPP的变化。排除城市发展因素,研究区GPP大部分趋于稳定,变异系数介于0～4.1,与气温、降水呈显著线性正相关,相关系数分别达到0.97、0.78。     

基于RUSLE模型的河南省黄河流域土壤侵蚀研究

为了更好地研究黄河河南段的土壤侵蚀情况,以河南省黄河流域为研究区域,采用地理信息系统和遥感技术,融合遥感影像、DEM数据、降雨数据和土壤数据等,将RUSLE模型应用到该区域的土壤侵蚀研究中。结果表明:该区域的年均土壤侵蚀模数为861.78 t/(km~2·a),年均土壤侵蚀总量为305.44×10~5 t/a,轻度以上的土壤侵蚀多发生在河南西部的一些省辖市内。其中,土壤侵蚀等级为轻度以下的区域,其面积占研究区总面积的88.39%,该区域主要分布在0°～10°坡度范围内,主要的土地利用类型为耕地和草地;中度侵蚀和强烈侵蚀的区域,二者的总面积占比为10.71%,主要分布在15°～25°坡度范围内,土地利用类型主要为林地;极强烈侵蚀和剧烈侵蚀的区域面积所占比例较小,占比共计0.9%,该区域零星分布在坡度范围大于25°的草地和林地区域。该研究成果揭示了河南省黄河流域的土壤侵蚀情况,可为区域水土流失治理提供科学依据。     

星云湖流域土地利用变化与水质响应分析

为探究星云湖流域土地利用变化对湖泊水质的影响,对星云湖流域土地利用信息进行高分辨率遥感影像解译,获取研究区耕地、林地、草地、建设用地、交通运输用地、水体与裸地7种土地类型近30年间的土地利用状况信息,并与湖泊水质进行相关性分析。研究结果显示:1)星云湖流域在建设发展过程中各种土地类型均有明显变化,流域内主要土地利用类型是耕地、林地、草地、水体、建设用地5种。建设用地与交通运输用地面积增加显著,主要占用耕地与草地;草地与裸地面积在逐步减少,大量草地转化为耕地和建设用地;水体面积在小范围内波动,林地覆盖范围变得破碎化;耕地面积有所增加,主要流入来源是草地与林地,主要流向为建设用地与交通运输用地。2)星云湖在1995年前各项水体污染指标变化不明显,为Ⅲ类水质;2000年开始水体污染指标逐步增加,水质类别下降为Ⅳ类,2005年后水体污染指标增加明显,水体恶化显著,水质下降为Ⅴ类,处于中度-重度富营养状态。3)星云湖流域耕地、建设用地与交通运输用地与水体污染均有强烈的显著正相关性,表明星云湖的水质恶化可能是农业面源污染、生活污染源与工业污染源的共同作用结果;草地与裸地同水体污染有显著的负相关性,说明透水性下垫面对污染物具有明显截留、吸收作用。     

基于GF-1和MODIS时序NDVI的种植结构提取

为提高作物识别精度、扩展数据适用范围,以两幅16 m空间分辨率的高分一号(GF-1)数据和23幅250 m分辨率的MODIS数据为数据源,首先进行GF-1的监督分类和MODIS NDVI时间序列的构建,然后利用监督分类结果和时间序列数据共同构造决策树模型,对石津灌区的主要作物进行遥感解译。由地面样本点和随机点进行精度检验,总体提取精度达到93. 13%,较单纯的监督分类,解译精度提高10%以上。结果表明该方法不仅能较好识别作物时空分布信息,而且能更好地发挥数据各自的优势。     

基于土地利用松花江流域生态环境空间分异特征的研究——以哈尔滨段为例

利用RS技术从1996和2005年Landsat TM影像数据提取区域生态环境状况评价信息,在研究土地利用变化的基础上,借助GIS空间分析和地统计分析功能,以小流域为评价单元,通过土地生态环境状况指数(EI)模型评价区域生态环境质量并分析其动态变化情况.结果表明:区域以农林牧业生产为主,耕地-林地相互转换最为剧烈;林地、水域和建设用地具有较高的保留率;草地、未利用地和耕地具有较高的转换率;2005年区域土地生态环境状况总体一般,与1996年相比有变好的趋势;略微和基本变好所占比例为21.39%,基本不变的比例为78.17%,处于绝对的优势地位,略微变差占最小的比例,该结果对区域土地生态环境的保护和改善具有积极意义.     

辽宁地区不同地表覆盖类型EVI和NDVI特征

目的基于MODIS数据,研究辽宁地区4种不同地表覆盖类型下两种植被指数EVI和NDVI随时间的变化规律,为辽宁地区地表覆盖类型动态监测提供研究途径．方法利用2012年MODIS数据,在辽宁地区选择16个感兴趣区,分析林地、耕地、水体、城区4种地表覆盖类型下EVI和NDVI的特征．结果在林地覆盖区,林木在返青期和生长旺盛期NDVI和EVI均呈现钟形曲线,NDVI出现饱和现象,EVI能克服了这一缺点;在耕地覆盖区,农作物在生长期NDVI和EVI均呈现倒V形曲线;在水体覆盖区和城区,NDVI和EW除在夏季略有升高外,全年变化较小,NDVI受噪声影响较大,而EVI克服了这一缺点．结论NDV!和EVI的数字特征表明,在耕地覆盖区EVI能够很好地监测林木长势,在耕地覆盖区NDVI和EVI都能很好地监测农作物的长势,在水体覆盖区和城区EVI能够更好地监测植被的长势．     

近十年南京城市热岛演变的遥感研究

利用2000-2008年南京夏季晴空天气的MODIS地表温度产品(代码为‘MODllA2')及同期MODIS LIB资料,采用劈窗算法反演生成地表温度,对比分析了南京城市热岛时空变化特征、热岛区面积变化情况,同时通过与台站地表温度的对比,评估了MODIS资料的反演精度.结果表明:1)MODllA2资料的精度略高于MODIS LIB反演资料.MODIS资料的地温的空间分布型态与实际接近;2)基于MODllA2数据和基于MODIS LIB数据的地表温度在2000-2008年都反映了南京的热岛效应,热岛区主要分布在主城区、大厂区和江宁区,总体呈"摊饼式"扩大趋势,但基于MODISLIB数据的热岛范围扩大比基于MODllA2数据的明显很多;3)南京夏季热岛区面积在2000-2008年起伏增加,基于MODllA2数据和基于MODIS LIB数据的增长趋势分别为50.213 km2/a、99.93 km2/a.     

基于ANN_CA模型的安徽省淮北市土地利用变化模拟

以安徽省淮北市为研究区,选取2005年、2010年、2015年土地利用数据,基于GIS、GeoSOS for ArcGIS平台,探究2005—2015两个时段土地利用变化及转化方向,并使用ANN_CA模型对研究区2015年的土地利用空间布局进行模拟。结果表明:1)淮北市土地利用以耕地为主,占研究区61%。2005—2010,耕地转变为建设用地面积为29.68km~2;水域流出量为3.14km~2,转向建设用地;水域流入量为5.21km~2,来自耕地。其他土地利用类型转化不明显。2010—2015,耕地转变为建设用地面积为45.33km~2,草地向耕地和林地转移14.22km~2、10.47km~2。水域转为耕地和建设用地面积为10.76km~2、8.36km~2。2)运用ANN_CA模型进行模拟,模拟结果总体精度为78.46%,满足预期目标。     

土地利用与裂缝对采煤沉陷土壤养分的影响

为更好地理解矿区土壤退化机理,选择焦作采煤沉陷区4种代表性土壤景观即有裂缝耕地、无裂缝耕地、有裂缝林地、无裂缝林地,评价土地利用与裂缝对沉陷土壤养分的影响。沉陷区耕地与林地2种利用方式中土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量差异不显著(P0.05),但裂缝有无对这3个养分参数影响显著(P0.05);土地利用方式(耕地、林地)与裂缝因素(裂缝有无)之间的交互作用对SOC含量影响显著(P0.05)。沉陷区SOC,TN,TP含量均表现为:无裂缝的林地与耕地有裂缝的林地与耕地(P0.05)。与对照区相比,4种景观的SOC含量均显著下降(P0.05),TN,TP仅在有裂缝的耕地与林地显著降低(P0.05)。研究结果表明,裂缝加剧了沉陷区耕地与林地的土壤C,N,P库损失,尤其是C库损失。在有裂缝情况下,沉陷耕地-林地转变降低土壤C库损失,但在无裂缝情况下,该转变加剧土壤C库损失。     

基于遥感的土壤电阻率估算研究

以我国长江中下游的南京及其周边15个市（县）为例,采用野外测定、室内分析与遥感反演相结合的方法,开展了土壤电阻率估算研究.选用影响土壤电阻率的土壤水分、土壤温度、土壤可溶盐总量与土壤阳离子交换量等4个主要因子,遥感反演土壤水分和温度空间分布,以获取估算土壤电阻率所需要的主要参数;采用偏最小二乘二次多项式（PLSQM）模型对不同地表覆盖类型下的土壤电阻率进行估算,PLSQM估算模型的估算值与实测值的相关系数达到0.85,平均相对误差（MRE）为19.02%,均方根误差（RMSE）为7.79.结果表明,草地、农田、林地3种不同地表覆盖类型下土壤电阻率有明显差异,PLSQM模型实现了较高估算精度,具有较好的应用潜力.     

Estimating surface evapotranspiration using combined MODIS and CBERS-02 data

Spatial scale error is one of the most serious problems in the estimates of land surface heat fluxes of sensible and latent from satellite-borne data such as MODIS 1km resolution reflectance and emissive data. One of the feasible and economic ways to decrease the spatial scale error is to use high resolution land use class data together with the MODIS data. CBERS-02 data were used to produce land use class of Baiyangdian area, Hebei Province, China in the autumn of 2004. The area ratio of each class in MODIS pixel was calculated, and used to derive the heat fluxes of the mixed pixel. The results showed that the estimated heat fluxes of soil, sensible and latent have been changed remarkably after using the high resolution land class data. It could be concluded from the comparison between simulated and ground-measured fluxes as well as the theoretical analysis that high resolution land class data are useful to diminishing the scale error of heat fluxes estimated from low resolution satellite data.

     

劈窗算法LST精度评价和参数敏感性分析

介绍了大气模拟数据法，并用此方法分析和评价了作提出的劈窗算法．采用模拟大气参数计算得到的地表温度平均精度为0．46℃；利用间接方法(即大气透过率是由大气水汽含量计算得到)得到的平均精度为0．60℃．同时对MODIS地表温度产品与我们用MODIS影像反演出来的结果对比分析表明作提出的劈窗算法是可行的．敏感性分析表明此算法对参数透过率、比辐射率都不敏感．     

Estimating surface evapotranspiration using combined MODIS and CBERS-02 data

Land surface evapotranspiration is one of the most important components in water cycle between earth and atmosphere, and plays a very important role in the atmosphere, hydrosphere, and biosphere of the planet. It is an urgent task to understand the evapotranspiration process over different surface types and conditions in agriculture, hydrogeology, forest, and ecology for the purpose of using water resources properly. Additionally, land surface evapotranspiration is a key parameter in the synop…     

基于地基GPS与MODIS遥感影像的映射函数与大气可降水汽分析

为了提高短期和中小尺度灾害性天气可降水汽预报的准确性和实时性,利用西安地基GPS数据和MODIS遥感影像,采用NMF、GMF和VMF1映射函数设计了4种获取天顶干延迟初始值的方案,探讨了映射函数对计算天顶总延迟的影响。结果表明:在卫星高度角为10°时,VMF1映射函数反演效果和精度最佳,GMF映射函数次之,NMF映射函数最弱,而在卫星高度角为15°时,上述3种映射函数效果相当。最后,结合综合水汽含量与可降水汽的关系,通过计算地基GPS和MODIS遥感影像综合水汽含量,得到了地基GPS和MODIS遥感影像可降水汽(P_<sub>PWV-GPS,P_<sub>PWV-MODIS),并拟合了二者之间的线性关系,结果为P_PWV-MODIS=1.4217P_PWV-GPS-2.143,相关系数为0.9521。     

雪对MODIS短波反照率产品质量的影响

针对多种地表植被类型中等分辨率成像光谱仪(MODIS)短波地表反照率产品进行验证,并评估了雪对不同类型地表的反照率产品的影响。选取了19个AmeriFLUX站点的实测反照率数据对2005年的MODIS短波反照率数据进行验证,站点涉及常绿针叶林、落叶阔叶林、草地、湿地、灌木林和农田6种植被覆盖类型。结果显示受雪的影响时,每种植被类型的反照率产品质量都有所下降,其中常绿针叶林受影响最大,其反演误差、均方根误差、标准差从-0.002 3、0.023 0、0.011 4增至0.0825、0.108 5、0.086 6。综合所有数据,受雪的影响总的反演误差绝对值从0.020 6增至0.035 5,均方根误差从0.057 2增至0.121 7,标准差从0.053 9增至0.187 0。     

基于遥感和景观分类的北京市裸露农田分析和治理对策

基于遥感影像的决策树分类,结合土地利用图,将北京市农业地表覆盖划分为春玉米、冬小麦、果园、林木苗圃、牧草地、设施农业和畜禽饲养地。考虑海拔、坡度和土壤质地三个因子将北京市分成10个景观区,在景观分区和不同农业用地基础上划分出39类农业景观单元。利用基于遥感影像计算的归一化差异植被指数,结合实地调查验证,分类出北京市冬春季裸露农田。结合景观分类,分析了不同景观单元冬春季地表裸露情况。结果表明:2007—2008年冬春季裸露农田共8.05×10⁴hm²,主要分布在延庆盆地、密云水库北岸和城区边缘的近郊农业区;海拔和土地利用方式对裸露情况影响较大,其中山区春玉米和平原果园裸露情况绝对面积较大,分别占到总裸露农田面积的40%和17%,牧草地、林木苗圃与设施农业地裸露程度较高。基于不同景观单元裸露程度,结合绿肥种植、保护性耕作、生草覆盖等裸露农田治理方法,探讨了北京市农业产业和景观一体化建设策略。     

黄土高原藉河流域近35年来土地利用/覆被变化过程

基于1975年、1990年、2000年、2008年的4期遥感影像数据,利用RS和GIS空间分析功能,得到藉河流域4期土地利用情况,分析了流域土地利用/覆被类型的结构、变化方向、变化速度等特征.结果表明:流域1975年土地利用/覆被以坡耕地和草地为主,到1990年土地利用结构发生了明显变化,坡耕地急剧下降而梯田大量增加;土地利用转移矩阵显示坡耕地转出概率达85.7%,主要流向梯田和草地,并且在1975—1990年间变化速度最大,其他土地利用/覆被类型变化不大.近几十年来流域水土保持工程对土地利用方式和数量产生了重大影响.     

Down-scaling LUCC based on the histo-variogram

In remote sensing applications, accurate extraction of land type area after classification is very important. But for images of land use/cover change (LUCC) obtained from the special spatial resolution remote sensing data, it will be of great significance to obtain the land type area information with higher resolution by making use of spatial distribution characteristcs information of the land type itself first and further scaling-down in a given scale threshold on the basis of the existing spatial resolution data. An explicit expression of the relationship between the measurement scale, global fractal dimension and the land type area corresponding to different measurement scales is obtained on the research basis of the authors’ histo-variogram using the standardized area index (SAI). A good attempt has been made to obtain the land type area information with higher resolution by merely using the spatial distribution characteristcs information of the land type in the image itself and further scaling-down in a given scale threshold on the basis of the existing spatial resolution data. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 40601068), the National Basic Research Program of China (“973” Project) (Grant No. 2007CB714402) and the Key Science and Technology R&D Program of Qinghai Province (Grant No. 2006-6-160-01)