水环境标准与水资源的可持续发展

从中国水资源严重短缺的现状出发,介绍我国水环境标准体系及现阶段的实施情况,论述水环境标准与可持续发展理论在实施过程中互为条件、互相促进的辩证关系:水环境标准是实施水资源可持续发展战略的前提和保障;可持续发展战略促进水环境标准日臻健全、完善。分析我国水环境标准与可持续发展论的差距,提出今后需进一步完善水环境标准的改进对策。     

一种基于区域分割的多尺度遥感图像融合方法

光谱保持和高分辨率保留是图像融合的重要问题,提出了一种区域分割和小波变换相结合的多尺度遥感图像融合方法。首先对经过配准的待融合图像进行小波变换,然后对变换后的低频系数进行基于区域标准差的分割,将低频系数分为目标信息和背景信息,接着对目标信息采取基于绝对值的融合,对背景信息采用基于灰度误差的融合。对小波变换后的高频系数采用基于清晰度的融合规则,最后进行小波逆变换得到融合图像。将该方法和几种常用融合方法进行对比分析,结果表明:该方法在有效地保持多光谱影像光谱信息的同时,可以有效地提高融合影像的空间细节信息,有利于后续进行信息提取和图像分类。     

基于SVM模型的妫水河叶绿素a浓度的遥感反演

以北京市妫水河为研究区,基于2011年9月25日和2012年9月30日的两期叶绿素a浓度实测数据和准同步的环境一号卫星(HJ-1A)多光谱数据,分别构建一元线性和多元支持向量机模型(SVMM),通过决定系数R²和平均相对误差对模型的精度进行检验,用模型进行水体叶绿素a浓度的反演,并分析其时空分布特征。研究表明:在样本数较少的情况下,SVM具有很强的非线性映射能力,能够取得较好的预测结果,更适用于反演叶绿素a浓度。时间分布上,研究区叶绿素a浓度呈增加趋势,均值上升了6.86 μg/L;空间分布上,深水区叶绿素a浓度值低于浅水区,上游高于下游。国产HJ-1A CCD2多光谱数据以其4 d的时间分辨率,在水质动态变化监测方面具有优势。     

基于多季相Sentinel-2影像的白洋淀湿地信息提取

白洋淀湿地是华北平原上重要的浅水湖泊湿地,对雄安新区绿色发展具有重要的生态价值。对白洋淀高度异质化的景观格局进行分类,能够为白洋淀湿地资源的遥感监测提供指导意义。针对湿地季节变化的特点,对白洋淀每个季节选取一期具有代表性的Sentinel-2影像,采用分类与回归树（CART）、支持向量机（SVM）、随机森林（RF）3种常用的机器学习分类器对15种季相组合实验方案进行分类,分析不同季相遥感影像及其组合对白洋淀湿地信息提取的优劣。结果表明：相较于使用单一季相影像分类,多季相影像的组合能够显著提高分类精度,春&夏季相组合能够得到最优的分类效果,相对单季影像总体分类精度提高了10.9%~25.5%,Kappa系数提高了0.09~0.29;SVM分类器的分类表现较为稳定,能够得到最高的平均分类精度,CART分类器在处理高维特征的能力不如随机森林和SVM;不同特征类型对湿地信息提取的贡献度从高到底依次是红边光谱特征、传统光谱特征、缨帽变换特征、主成分分析特征、纹理特征。实验成果能为湿地信息的遥感识别提供依据。     

GIS支持下的凡河流域农业非点源污染物时空特征分析

为了解铁岭县凡河流域农业非点源污染现状,本文以铁岭县多年乡镇统计报表为基础,结合输出系数法及源强系数法分析了凡河流域2007-2009年四种农业非点源污染物排放量及其排放强度的时空分布特征。结果表明:(1)流域内农业非点源污染物排放总量呈持续上升趋势,总氮、总磷、化学需氧量及氨氮的平均排放量为3174.5、361.4、16624.5和3980.3t/a;(2)流域内主要污染物为化学需氧量,主要污染源为畜禽养殖;(3)污染物排放总量及强度空间上大致呈中、西部高,东部低的特点,李千户乡及铁岭市区为主要污染区域。为有效地控制凡河流域农业非点源污染,当地政府应把重点放在畜禽粪便及居民生活垃圾的处理方式上。     

基于ETM＋的北京西部山区乔木群落结构研究

利用遥感技术结合地面调查的方法对2008年春季北京西部山区乔木群落的多样性进行了研究。提取归一化植被指数（NDVI）,并计算NDVI随时间的变化率（△NDVI）;利用地面调查数据计算研究区的健康指数、Mar-galef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数,并分析△NDVI、健康指数和多样性指数之间的关系。结果表明：（1）健康指数和多样性指数之间存在正相关关系,群落多样性指数越高,群落的整体健康状况越好。（2）△NDVI与健康指数之间呈正相关关系,健康指数越高的群落,单位时间内NDVI的增加值越大,植被群落的生长变化越明显。（3）△NDVI的高低可以代表区域植被的健康程度,反映区域植物群落的丰富度、多样性。△NDVI的值越高,植被群落的健康程度越好,植被群落的丰富度、多样性指数越高。本文的研究较好的将遥感技术和地面调查相结合,对△NDVI与群落植被健康程度、多样性指数进行了研究和验证,为以后研究植被群落多样性提供了一定的借鉴。     

农村社会经济统计GIS与模型库的集成

针对一般GIS系统空间分析功能不足,结合应用系统的业务需求,将模型库、模型库管理系统以及与农村社会经济统计地理信息系统(RESGIS)进行集成。引入软件工程中COM技术构建模型库,并对模型库管理系统平台的核心组成部分的功能结构和总体框架及其与RESGIS的综合集成进行了设计。基于组件技术的模型库,增强了系统模型组件的复用性,同时也有助于GIS空间分析功能的实现。作为案例研究的RESGIS,充分有效地集成了大量空间分析模型和应用数学模型,它实现了农村社会经济统计分析模型的自动生成,为农村社会经济现象的相关问题研究提供了可视化、信息化、流程化、智能化的辅助决策支持工具。     

利用色调—亮度彩色分量的可见光植被指数

目的 无人机遥感具有高时效、高分辨率、低成本、操作简单等优势。但由于无人机通常只携带可见光传感器,无法计算由可见光-近红外波段组合所构造的植被指数。为解决这一问题,提出一种归一化色调亮度植被指数NHLVI （normalized hue and lightness vegetation index）。方法 通过分析HSL （hue-saturation-lightness）彩色空间模型,构建一种基于色调亮度的植被指数,将该植被指数以及其他常用的可见光植被指数,如归一化绿红差值指数NGRDI （normalized green-red difference index）、过绿指数ExG （excess green）、超绿超红差分指数ExGR （excess green minus excess red）等,分别与野外实测光谱数据和无人机多光谱数据的NDVI （normalized difference vegetation index）进行相关性比较;利用受试者工作特征曲线ROC （receiver operating characteristic curve）的特点确定阈值,并进行植被信息提取与分析。结果 NHLVI与NDVI相关性高（R²=0.776 8）,而其他可见光植被指数中,NGRDI与NDVI相关性较高（R²=0.687 4）;ROC曲线下面积大小作为评价不同植被指数区分植被与非植被的指标,NHLVI指数在ROC曲线下面积为0.777,小于NDVI （0.815）,但大于NGRDI （0.681）,区分植被与非植被能力较强。为进一步验证其精度,利用阈值法提取植被,NHLVI提取植被信息的总体精度为82.25%,高于NGRDI （79.75%）,尤其在植被稀疏区,NHLVI的提取结果优于NGRDI。结论 提出的归一化色调亮度植被指数,提取植被精度较高,适用于无人机可见光影像植被信息提取,为无人机可见光影像的应用提供了新方法。     

SAR影像海洋表面溢油检测方法与实现

海洋是地球的重要组成部分,它为人类提供了丰富的物质和宝贵的资源,每年海洋都承受着不同程度的侵害,其中油类污染是给海洋造成巨大危害的污染之一。而油类污染又主要来源于轮船破裂漏油以及油井平台或海底输油管道爆炸等。每次事故造成的直接经济损失达几百万至上千万不等,所以对海上溢油进行监测具有重要的意义。选用Envisat的ASAR数据进行海上溢油检测,介绍并分析了SAR图像溢油检测的一般步骤及其实现方法,通过采用单一阈值分割法、最大熵分割法和非监督分类法对影像进行目标检测,从而粗略地将影像区分为前景区域与背景区域,并结合影像的纹理特征进行分类。在纹理特征选取过程中,通过人工选取部分溢油区与非溢油区作为感兴趣区,在感兴趣区上分别统计SAR影像常用的纹理特征,并结合不同目标检测的结果以及原始影像进行基于BP神经网络的分类,得到了良好的效果。最后展望了SAR图像海洋溢油检测的发展方向。     

白洋淀气候变化及对生态系统的影响

根据1955年-2010年白洋淀地区气象数据及生态资料,研究了气候变化对白洋淀湿地生态系统的影响,以期为白洋淀湿地保护和可持续发展提供依据。结果表明:近56年来,白洋淀地区的气温总体呈现上升趋势,且在2007年达到最高值,而降水量、平均风速和日照时数均呈现下降趋势,其中1996年以后的降水量均低于56年的平均降水量。白洋淀地区降水量和年最高水位呈明显的正相关关系,平均气温和水域面积的变化趋势则相反。水位、水域面积的变化以及人类活动等因素影响了白洋淀水质和生物多样性以及不同土地利用类型的分配比例。