基于遥感的干旱区典型绿洲LUCC研究

以干旱区典型的条带状且末绿洲为例,采用1973年MSS、1991年TM、2001年和2008年ETM+遥感影像为数据源,结合野外考察数据,选择适宜的分类指标体系,对遥感图像进行了监督分类,并获得了研究区土地利用/覆盖转移矩阵。 研究结果表明:近35 a 来耕地面积一直呈现出增加的趋势,增加了105.32 km²,耕地面积的增加量主要是由草地和林地的转化而来,是增加最快的土地利用类型;林地和草地面积一直呈逐渐减少的趋势,其中减少最多的土地类型是林地,减少了69.459 km²,林地面积的减少是由于林地转移草地、水体和耕地的比例超过草地转移林地的比例所致;草地面积减少了63.093 km²,主要是由一部分草地转移耕地、未利用地而引起;水域面积总体上有增加趋势,增加了22.073 km²,主要由草地和未利用地转移水体而引起;未利用地变化幅度不大,有缓慢增加的趋势,增加5.093 km²。     

典型资源型城市的植被覆盖变化及驱动力分析

干旱半干旱区植被变化研究较多,然而很少关注资源型城市社会经济对植被变化影响。基于2000~2020年鄂尔多斯市MOD13Q1数据、降雨和温度等气候数据、原煤产量等11个社会经济指标,结合GIS技术和线性回归法等统计学方法,对植被覆盖时空变化及其影响因素进行了研究。结果表明：①21年间鄂尔多斯的NDVI值介于0.233~0.395,呈波动性增长趋势,增长速率为0.059/10 a;下辖的8个区县的NDVI值也呈波动性增长趋势,但各地区存在差异。②鄂尔多斯植被呈东北高,西南低的分布特征,低植被区面积5.35万km²,占整个鄂尔多斯面积的61.58%,高植被区面积仅0.20万km²;植被改善区面积远远大于植被退化区面积,改善区占整个鄂尔多斯面积的52.19%,植被退化区仅占3.69%。③NDVI值与降雨量表现为极显著性正相关,相关系数为0.794（P<0.01）;NDVI变化与当月累计降雨量的相关系数较大,与1个月前温度的相关系数较大。④NDVI变化与11种社会经济指标均表现为极显著正相关,相关性为0.728~0.796（P<0.01）。鄂尔多斯植被恢复效果较好,降雨量和温度是影响植被生长的主要因素,NDVI变化对降雨量的响应无明显滞后性,对温度的响应存在一个月的滞后期,社会经济发展对植被覆盖的积极作用大于消极影响。     

基于SPOT4数据的黄土高原植被动态变化研究

以SPOT4/VEGETATION数据为基础,以NDVI变化率和年均NDVI值作为植被覆盖动态变化的指标,分析了1998~2005年黄土高原植被覆盖的时空动态变化特征。结果表明黄土高原地区植被动态变化显著增强,1998~2001年黄土高原的植被覆盖有所减少,幅度约为10.5%,2001年后,植被活动显著增强,植被覆盖面积呈增加趋势,2004年后稍有回落。植被生长季的延长和生长加速是该区域NDVI值增加的主要原因,黄土高原地区植被增加和减少的区域相互交错,这一特性是由农业生产活动、城市建设、政府决策及植被对气候变化的响应等综合因素作用的结果。     

吉林西部遥感水域空间格局演变研究

水是地球上最活跃的动力因子之一,并呈现出各种形态特征,形态特征是经过长期的演化形成的,通过其形态特征揭示时空变化模式,预测未来发展趋势。应用两个时相遥感数据为基本信息源,在ARCGIS和NEVI的支持下,建立空间信息库,选取嵌块大小、边界密度、分维数、形状指数、破碎度指数等指标,对吉林西部水域景观空间格局的动态演变进行了分析。通过对吉林西部水域1979、2001年遥感数据进行水域遥感信息格局变化研究分析,1979年吉林西部水体总面积为2 018.22 km²,2001年面积为1 488.12 km²,减少了530 km²,水域景观空间格局发生了显著变化,主要影响因素是土地沙化、草地退化以及过度的人为开发、围垦等原因造成的。并对水域要素的景观指数计算来反映水域的变化特点。     

基于多源时空信息的西宁和拉萨近70年来城市扩展过程重现及地表覆盖变化分析

西宁和拉萨城市作为青藏高原人类活动的热点地区,其发展历程对青藏高原社会经济发展具有重要影响。研究基于遥感影像、城市规划图和历史地图等资料重建了西宁和拉萨城市1949基准年、1978基准年、1990年、2000年、2010年和2018年城市扩展及2000年以来城市不透水层和绿地空间组分数据,分析了1949基准年以来西宁和拉萨主城区城市扩展的时空特征,揭示了社会经济因素和政策因素对城市土地利用/覆盖变化的影响。研究结果表明：(1)新中国成立以来,西宁和拉萨主城区持续扩展,均呈现非线性的增长态势,城市土地面积分别从1949基准年的1.98 km²和1.10 km²增长到2018年的75.65 km²和76.04 km²;西宁主城区城市扩展呈现十字状的扩展态势,拉萨呈现出圈层外延式的扩展模式;(2)自2000年来,西宁和拉萨城市绿化水平显著提升。2000～2018年,西宁和拉萨城市不透水层面积分别从36.91 km²和21.56 km²增加到55.34 km     

基于线性光谱混合分析的乌鲁木齐不透水层提取及其时空变化分析

利用Landsat TM、OLI多光谱卫星遥感数据,采用VIS（植被－不透水层－土壤）模型和线性光谱混合分析法对丝绸之路经济带核心区乌鲁木齐建城区及其周边进行丰度估算,并针对红色彩钢板屋顶在不透水层丰度图像上低亮度特点,进行改进处理,提高了不透水层丰度估算精度。研究结果表明：1994~2018年的24年间乌鲁木齐市不透水层呈现出显著扩展的特点,其面积从140.41 km²扩大到462.62 km²;扩展速率在1994~2005年间缓慢上升,2005年之后迅速上升;扩展强度先上升,2010~2015年达到最大,之后出现下降;同时,城市不透水层的空间扩展具有明显差异,向西和东北方向扩展最为显著。综合分析指出：乌鲁木齐城市不透水层的空间扩展受到周边山体地形和煤矿开采等因素的限制,而“乌昌一体化”政策是城市扩展的主要助力因素。     

基于MODIS NDVI的吉林省植被覆盖度动态遥感监测

植被覆盖度是植物群落覆盖地表状况的一个综合量化指标,植被覆盖及其变化是区域环境变化的重要指示,对于区域水文及生态状况、全球变化的区域响应等都具有重要意义。以MODIS NDVI为数据源,采用像元二分模型,提取2000~2007年吉林省植被覆盖度,获取不同时期的植被覆盖度图,并进一步分析了植被覆盖度变化的原因。结果表明：吉林省植被覆盖度由东部到西部逐渐降低,其中白山地区植被覆盖情况最好。过去8 a间,吉林省植被覆盖度总体呈上升趋势,2007年植被覆盖度达到最高,为83.04%。在此期间,中部地区和西部地区植被覆盖增加了 797.52 km²,占总面积变化的74.79%。生态恢复工程、降水和气温等是影响植被覆盖度变化的主要因素。     

1990~2015年吉林省西部耕地变化与“旱改水”时空特征研究

以Landsat遥感影像为数据源,利用面向对象和决策树方法获得多期土地覆被数据;以此为基础,分析了1990~2015年吉林省西部耕地变化与旱田水田转化特征及驱动因素。结果表明：1990~2015年期间,吉林省西部耕地面积增加了2159.33 km²,增速逐渐变缓。旱田面积在1990~2000和2000~2010年期间有小幅增加,但在2010~2015年期间呈减少趋势。水田面积持续扩张,25年间增加了1139.39 km²（51.7%）,旱田净转化为水田的面积不断增加,1990~2000年为69.13 km²,2000~2010年为156.19 km²,2010~2015年为288.27 km²。人口和经济的增长是导致耕地面积迅速增长的主要原因,影响水田面积扩张和旱田向水田转化的驱动因素有：科技进步、水利设施建设、政策倾向和利益驱动。最后提出了吉林省西部地区耕地保护的建议,为区域农业生产和生态建设提供科学借鉴。     

1990~2015年吉林省西部耕地变化与“旱改水”时空特征研究

以Landsat遥感影像为数据源，利用面向对象和决策树方法获得多期土地覆被数据；以此为基础，分析了1990~2015年吉林省西部耕地变化与旱田水田转化特征及驱动因素。结果表明：1990~2015年期间，吉林省西部耕地面积增加了2159.33 km²，增速逐渐变缓。旱田面积在1990~2000和2000~2010年期间有小幅增加，但在2010~2015年期间呈减少趋势。水田面积持续扩张，25年间增加了1139.39 km²（51.7%），旱田净转化为水田的面积不断增加，1990~2000年为69.13 km²，2000~2010年为156.19 km²，2010~2015年为288.27 km²。人口和经济的增长是导致耕地面积迅速增长的主要原因，影响水田面积扩张和旱田向水田转化的驱动因素有：科技进步、水利设施建设、政策倾向和利益驱动。最后提出了吉林省西部地区耕地保护的建议，为区域农业生产和生态建设提供科学借鉴。     

石家庄1995～2015年植被覆盖变化监测及预测

为揭示石家庄1995~2015年植被覆盖变化状况,掌握植被覆盖的变化趋势,该文基于1995、2001、2007、2009、2012和2015年Landsat TM/OLI遥感影像数据,通过像元二分模型求得石家庄6个时期的植被覆盖度,借助变异系数模型和Slope模型分析该地区20年内植被覆盖的空间变化特点和变化趋势,最后利用元胞自动机-马尔可夫模型对石家庄2018年各级植被覆盖状况进行预测。结果表明:从1995到2015年,石家庄植被覆盖度均值增加了3.71%;全市平均变异系数为0.211,人为因素是植被覆盖波动变化的主要因素;植被覆盖变化趋势呈基本不变和三类变好区域共占全市面积的82.22%,三类变差区域多分布在城市建设和经济发展的活跃地区;到2018年,石家庄高植被覆盖和中高植被覆盖面积都有下降,中植被覆盖和低植被覆盖面积有所提高,极低植被覆盖面积基本不变。     

稀土矿开采导致的植被净初级生产力损失遥感评估——以江西省赣州市为例

稀土矿的无序开采既造成了稀土资源的浪费,也导致了矿区及其周边生态环境的恶化。以江西省赣州市为例,建立了一套适用于稀土矿开采导致的植被净初级生产力(NPP)损失遥感评估方法,该方法充分利用了高、中、低3种分辨率遥感数据的优势,涵盖了基准参考区选择、植被受损范围界定、低分辨率植被NPP数据降尺度等关键技术环节。将该方法应用于研究区2013年的植被NPP损失评估,结果表明:1截止2013年,赣州市稀土开采造成的植被直接破坏面积为31.74km~2,间接受损面积为44.48km~2。随着距矿区的距离增大,植被间接受损面积呈指数下降(R~2=0.96,P0.01);2 2013年,赣州市稀土开采导致的植被NPP总损失量为3.87×10~(10) gC,其中直接损失占总损失的77.81%,间接损失占总损失的22.89%,说明在稀土矿开采导致的生态破坏评估中,间接受损量不容忽视。文章构建的植被NPP损失评估方法可为其他类似矿区的生态破坏评估提供解决思路,研究结果可为稀土矿区生态评估、稀土定价以及矿区的生态环境管理提供依据。     

基于国产小卫星遥感数据的矿区土地覆盖与景观格局变化研究

采用北京一号小卫星和环境与灾害监测预报小卫星遥感数据,对徐州西矿区2008年～2009年土地利用/覆盖及景观格局变化进行分析。通过对4种分类方法的比较,选择精度最高的决策树分类图进行分析。试验表明:采矿活动导致徐州西矿区植被面积下降明显,大部分转为建筑用地;同时,矿区土地复垦使塌陷积水面积减少;区域景观破碎化程度有所下降,斑块的形状趋于规则化,景观多样性减小。评价变化检测精度,结果表明:国产小卫星遥感数据能有效地应用于矿区土地利用/覆盖及景观格局变化监测。     

Analyzing Temporal-spatial Change of Urumqi Impervious Surface using Linear Spectral Mixture Analysis

The method of linear spectral mixture analysis combined with V-I-S model(Vegetation-Imperious surface-Soil) is used to estimate the impervious surface abundance of Urumqi city, which is in the core area of the Silk Road Economic Belt, using Landsat OLI and TM multi-spectral data. Because the red color steel shed has low brightness on the impervious surface brightness image, an improvement was proposed, and then verify the accuracy through the interpretation of high-resolution satellite imagery. The results show that: the impervious surface area in Urumqi displayed a significant expansion from 140.41 km² to 462.62 km² during past 24 years (1994 to 2018). It expanded slowly during 1994 to 2005, and increased rapidly since 2005. The expansion intensity increased during 1994~2015 and decreased after 2015; and the spatial expansion of urban impervious surface is significantly different, with the largest expansion area in the west and northeast direction. The comprehensive analyses suggested that the expansion of the impervious surface of Urumqi city is limited by the surrounding mountain topography and coal mining, and the “Urumqi-Changji integration” policy is the major driving factor for urban expansion in the past 24 years.     

Monitoring Variation of Glaciers based on Remote Sensing Images in the Chenab Basin，Western-Himalaya，1993~2016

Based on Landsat TM/ETM+/OLI remote sensing images，the glacier boundaries in the Chenab basin of western Himalayas in three periods were manually delineated with visual interpretation method, and the characteristics of glacier variation were also analyzed with the temperature and precipitation of the surrounding meteorological stations and CRU reanalysis data．The results show that: ①From 1993 to 2016,the glaciers area in Chenab basin decreased 164.56±161.72 km²，accounting for 5.78% of the total area. The annul average shrinkage rate is 0.25±0.25 %·a^-1 and it accelerated shrinking after 2000. ②The glaciers in the Chenab basin have shrinked in all orientations and altitudes. Among them, S orientation glaciers has the maximum shrinkage rate, accounting for 24.35% of the total area of glacial shrinkage. The glaciers areas between 4 600~4 800 m and 4 800~5 000 m is reduced 29.93 km² and 30.91 km² near 23 a,accounting for 17.72% and 18.30% of the total shrinkage of the glacier area in the basin respectively. ③From 1993 to 2016, there were 28 different glaciers had advanced in the Chenab basin. ④Analysis of temperature and precipitation changes in the two meteorological stations of Shiquan river and Srinagar and CRU reanalysis data shows that the average annual temperature in the region increased significantly from 1993 to 2016 caused glacier retreat.     

基于云平台的中哈干旱区典型城市地表覆盖变化遥感监测与比较

城市地表覆盖组分是影响人居生存环境和城市生态系统服务的关键因素。基于Google Earth Engine平台,利用Landsat 5/8遥感影像数据,采用改进的“植被—不透水面—土壤”模型及线性光谱混合分解方法,提取地处干旱区的中国西部大城市乌鲁木齐市与邻国哈萨克斯坦首都城市努尔–苏丹市、大城市阿拉木图市的地表覆盖信息,对比分析1990~2015年3个城市地表覆盖的变化特征。结果表明：1990~2015年间乌鲁木齐市城市建成区扩张面积最大,扩张了349.81 km²;其次为努尔-苏丹市,城市扩张面积为158.16 km²;由于哈萨克斯坦首都由阿拉木图市迁往努尔-苏丹市,整个时段阿拉木图市城市扩张最慢,总计扩张了126.23 km²。在城市建成区内,1990年到2015年间乌鲁木齐市城市地表不透水组分增加了7.10%,努尔—苏丹市和阿拉木图市分别减少了14.9%、4.49%。建成区内绿地组分努尔—苏丹市从1990年到2015年增加了6.68%;乌鲁木齐市和阿拉木图市分别减少了6.65%和2.75%。城市所表现出来的不同地表覆盖特征乌鲁木齐市主要受国家政策支持,阿拉木图市由于其历史背景和城市规划,努尔—苏丹市城市的快速发展则受哈萨克斯坦迁都的影响。