吸光性污染物对积雪光谱反射率的影响研究

积雪中存在的吸光性污染物对积雪反射率具有显著的降低作用,进而对能量平衡和气候变化有重要影响。但是,污染浓度变化如何影响积雪反射特征仍然缺乏定量描述和深入探讨。选择新疆富蕴作为典型干旱与半干旱积雪实验区,通过人工控制试验在自然积雪状态下生成不同浓度的污染雪样方,并对积雪及污染物自身的反射率进行测量。在实测数据基础上通过构建线性混合模型定量分析不同浓度条件下污染物对积雪反射率的影响力。研究结果表明:积雪反射率降低与污染浓度呈非线性关系,随着污染浓度增大,单位浓度影响力降低,在350~450 nm波段范围1 813 ppm浓度的单位影响力甚至是9 507 ppm浓度的1.5倍以上;同时发现除了污染浓度,积雪与污染物自身物理特性也是影响反射率变化的重要参数。
     

国内活性炭纤维的应用研究与开发

活性炭纤维(ACF)由于具有优异吸附性能和使用价值成为研究热点。但是,它在我国生产规模小、实际应用少。为了进一步深入研究,促进其推广应用,对近年来ACF的研发应用进展做了综述,并分析了阻碍其发展的原因。分析表明,规模小、生产和使用成本高、研究深度和实践应用不够,严重阻碍了ACF的推广应用。今后应该重点研究ACF的再生技术,扩大应用研究和实践领域,提高性价比,从而推广其应用。     

基于遥感和GIS技术的青海湖环湖地区生态环境脆弱性评价

以青海湖环湖地区为研究区,从生态环境脆弱性的影响因子和脆弱性形成的结果表现入手,通过遥感与GIS技术提取出8项生态因子包括植被指数、土壤亮度和土壤湿度指数、高程和坡度以及气温降水和土地利用作为评价指标,利用层次分析法（AHP）计算各评价指标的权重,然后计算研究区综合脆弱度,并根据统计结果将脆弱度的大小划分为微度脆弱、轻度脆弱、中度脆弱和重度脆弱4个不同等级。结果表明：研究区轻度脆弱和中度脆弱所占面积比例较大,分别占到研究区陆地面积的35.2%和40.7%,说明该区总体环境质量较好。     

林地山区滑坡遥感的最优融合方法及应用

滑坡作为造成巨大经济损失和人员伤亡的地质灾害之一,越来越引起社会的高度重视。为精确识别林地山区中的滑坡灾害,以2020年7月6日发生在湖南省常德市石门县南北镇潘坪村的雷家山滑坡为研究对象,使用不同的融合方法进行Sentinel-1A C波段干涉宽幅的地距多视产品和Sentinel-2A多光谱2A级光学影像融合,得到主成分分析融合方法对分贝化处理后的S1A VV极化影像与S2A影像融合效果最优,采用支持向量机方法分别对最优融合影像和原始S2A影像进行滑坡识别,最后使用S2A影像滑坡目视解译结果为检验标准对支持向量机滑坡识别结果进行精度评价,同时以2020年7月21日发生在湖北恩施屯堡乡马者村的沙子坝滑坡作为案例检验该方案的可推广性。结果表明：与单独使用光学影像进行研究区滑坡识别相比,使用最优融合影像滑坡识别的准确率由95.24%提升到了96.65%,滑坡提取质量也由87.18%提升到了91.84%,滑坡的漏识别和过度识别均有所降低,说明光学影像和合成孔径雷达影像融合的研究方案具有可推广性,能提高林地山区滑坡识别的准确率,可以更好地为滑坡风险评估、灾后应急调查以及灾后恢复重建等提供有价值的信息。     

典型地表对长沙主城区地表温度的影响分析

城市热岛是一种城市地区温度比郊区温度高的现象,它可改变城市的自然和社会过程,引发一系列环境问题。利用Landsat 8 TIRS10波段的单通道算法（TIRS10_SC算法）反演了长沙主城区2013年7月、2016年3月、7月和11月4景Landsat 8影像的地表温度,并进一步分析了地表温度的时空分布特征,建设用地、绿地、河流以及不同材质的屋顶等典型地表对主城区地表温度的影响。结果表明：①长沙火车站沿线、高桥大市场和部分工厂在各个时期均为高温区。2016年7月浏阳河周边区域热岛效应相对于2013年7月有所缓解,主要由天气情况的不同以及拆迁改变地表覆盖性质等造成。3月建设用地中比率最大的为中温, 7月建设用地中比率最大的为次高温。3月和7月,绿地中比率最大的为次低温,水体中比率最大的为低温。而11月,建设用地和绿地中比率最大的为中温,水体中比率最大的次高温。②河流周边120 m范围内,由陆地向河流每减少30 m,7月建设用地平均温度减少0.93~1.26 ℃,绿地平均温度减少0.57~0.99 ℃;3月建设用地平均温度减少0.51~0.78 ℃,绿地平均温度减少0.3~0.57 ℃。河流的降温强度与河水温度和距离河流120 m以上的地表温度的差值大小有关。③负的MNDWI（非水体）与地表温度呈正相关关系,正的MNDWI（水体区域）与地表温度3月和7月呈负相关关系,11月呈正相关关系。④地表比辐射率对地表温度反演的结果影响显著,利用NDVI估算地表比辐射率难以区分高反射率的屋顶与其他类型的建设用地。因此,针对高反射率屋顶对地表比辐射率的影响有待进一步研究,以提高城区地表温度的反演精度,为减缓城市热岛效应提供参考依据。     

面向道路边坡监测的高分二号应用研究

全球变暖深刻地改变了极端天气事件,遥感技术正逐渐应用于生态环境灾害事故的监测与预警之中。以湘潭九华经济开发区为主体的长沙—湘潭毗邻地区为研究区,利用2016年3月27日国产高分二号高空间分辨率遥感的融合影像,对该区域内道路边坡及其周边的生态环境进行监测。以归一化植被指数、地形坡度指数和土壤指数等参数为输入,通过综合指数法模拟生态环境综合因子,获得长潭西地区生态环境综合评价。结果表明:约占长潭西研究范围78.75%区域的生态环境表现良好,说明道路公路两侧及周边自然生态环境基本未受到破坏;而道路路面、水域(如湘江)、建筑用地(如湘潭高铁北站)以及工业区(如吉利汽车、泰富重工等)等区域的生态环境综合指数较差,在道路两侧某些边坡段仍然存在滑坡的潜在危险。因此,在雨水季节时期需要有更多时相高空间分辨率的高分二号遥感卫星及其他国产高分卫星的连续监测,以便更充分地了解道路边坡滑坡的风险并做好预警。     

雪粒径对积雪双向反射率的影响

雪粒径大小影响着积雪反照率的高低,从而影响着局地或全球能量收支平衡和气候变化,其影响程度取决于积雪本身的微物理特征和光学特性。在研究550nm、1030nm和1640nm波长处积雪光学特性的基础上,采用辐射传输方程模拟并分析了雪粒径对积雪双向反射率的影响。模拟结果表明近红外通道1030nm是反演雪粒径的敏感波长,积雪双向反射率在该波段随粒径和观测角度变化明显,多角度遥感信息可以更有效地体现积雪的微物理特征和光学特性,为利用多角度遥感数据反演雪粒径提供理论基础。     

青藏高原MODIS积雪面积比例产品的精度验证与去云研究

MODIS积雪产品的精度验证和去云处理是积雪监测研究的基础。首先利用青藏高原典型地区的ETM+数据作为“真值”影像,对MODIS积雪面积比例(FSC)产品在无云条件下的精度进行验证,发展了一个基于三次样条函数插值的去云算法,并采用基于“云假设”的检验和地面站积雪覆盖日数(SCD)检验两种方法对去云算法的精度进行了分析评价。结果表明:MODIS FSC产品在青藏高原地区具有较高的精度,与FSC“真值”相比,其平均绝对误差、均方根误差以及相关系数分别为0.098、0.156和0.916;去云算法能够有效地获取云遮蔽像元的FSC信息,平均绝对误差为0.092,用新生成的无云MODIS FSC产品计算得到的SCD与地面观测值具有较高的一致性(87.03%),平均绝对误差为3.82 d。     

基于MODIS的青藏高原雪线高度遥感监测

雪线作为区分积雪覆盖区与无雪区的边界线,是冰冻圈各要素中对气候变化最为敏感的指示器。利用去云后的MODIS积雪面积比例产品并结合DEM数据,通过雪线像元及其高度的提取、雪线高度场的建立,对青藏高原近12a(2000~2011年)雪线高度的时空变化特征进行了分析。结果表明:青藏高原雪线高度的分布受地形的影响,高原内部的雪线高度明显高于周围山区;在近12a中,青藏高原的雪线高度变化虽然没有明显的年际变化趋势(升高或者降低),但是体现出较高的年内和年际波动特征,特别是青藏高原的东部和南部地区由于受西南季风的影响,夏季雪线高度的年际变化尤为强烈。提出基于MODIS的雪线高度提取方法具有较好的应用潜力,能够适用于其他地方雪线高度的遥感监测。