RS和GIS技术在湿地景观生态研究中的应用进展

湿地景观生态研究是一个基于景观生态学理论的对湿地研究的新兴领域, RS与GIS技术的发展为湿地景观生态研究提供了新的方法和技术支持。综述了近年来RS和GIS技术在湿地景观生态研究中的应用情况。总结了RS技术在景观格局研究、景观功能研究、景观动态研究、景观尺度研究等4个方面的应用现状。同时论述了GIS技术在辅助景观分类、景观制图及景观指数统计、景观动态信息提取与分析、景观规划管理中的应用。分析了RS与GIS技术在湿地景观生态研究中的优势,指出了目前存在的问题,最后展望了湿地景观生态研究中遥感和地理信息系统技术的应用前景。     

杭州湾滨海湿地景观动态变化分析

以杭州湾滨海湿地为研究区,基于3S技术与模型对湿地景观动态变化进行分析。首先对研究区卫星遥感影像进行湿地景观基础信息提取,通过对遥感影像进行分类处理,提取了不同年份的湿地基础数据,同时基于GIS应用转移矩阵模型研究了不同时段各类景观的变化情况,最后对未来研究区的湿地景观的转化情况进行了驱动力分析。研究表明,5年来研究区岸线逐渐向海迁移,共增加湿地面积10308.05ha2,但人类生产活动对湿地的侵占也在增加。湿地减少的面积超过增加的面积,人为因素作用是影响湿地景观变化的主导因素。通过此研究提供了湿地管理与保护的主要方向与科学依据。     

三江平原湿地遥感分类模式研究

通过分析三江平原湿地植被的光谱、景观季相及其生境等特点,找出了不同湿地的遥感影像特征,确立了一套湿地遥感分类模式。     

基于多尺度分割的遥感影像滨海湿地分类

基于多尺度的高分辨率遥感影像分类方法研究,可以为滨海湿地动态监测、规划保护提供更详尽的湿地分类信息和更快速的数据获取方法,对湿地保护具有重要意义。选取连云港青口河入海口处湿地为研究区,以高分辨率遥感影像WV\|Ⅱ和航空遥感影像为数据源,利用多尺度分割方法将影像分割成不同层次的实体对象;在不同层次,以实体对象为单元,结合光谱、形状、纹理等不同影像特征,进行滨海湿地分类研究,结果表明:利用该方法分类后,研究区各种湿地类型都达到较高精度。基于多尺度分割的影像分类方法能充分利用各种影像特征完成湿地分类,有效地减少了遥感影像中的“椒盐”现象,提高了分类精度;选择适宜的分割尺度和分割参数是基于多尺度分割的遥感影像分类方法提高精度的前提。     

双台子河口湿地景观时空变化研究

在遥感和地理信息系统的支持下,利用2000年的一景Landsat ETM数据及2005年的一景CBERS-02星CCD数据对双台子河口湿地进行了景观时空变化研究。通过对两期图像进行景观类型提取,得到了两个年份的研究区景观分类结果,采用景观类型转移矩阵对两个时段的景观类型变化进行了分析,并利用两个时段间的转移变化情况应用马尔科夫模型对研究区湿地景观演化趋势进行预测。研究结果表明,在2000年到2005年间,研究区湿地景观类型变化比较显著,天然湿地呈现出向人工湿地转化的趋势。同时预测结果也表明,研究区内湿地景观的面积在未来呈减少的趋势。     

遥感尺度选择问题研究进展

尺度效应是遥感应用分析中的一个重要因素,直接影响遥感分析的效果.遥感尺度选择问题已经引起国际遥感界的高度重视.本文首先明确了遥感尺度选择问题的范畴;然后分析了当前遥感尺度选择的方法,并对已有的方法进行了评价;最后就遥感尺度选择的研究方向给出了一些建议.     

基于多源遥感数据的区域景观格局尺度效应

无论在景观生态学还是在遥感领域,尺度问题都是非常重要的问题,目前已有的研究主要考虑景观的粒度效应,很少涉及遥感影像空间分辨率对景观格局的影响。在遥感和地理信息系统软件的支持下,利用多源遥感影像,结合研究区的特点进行了景观分类,并从不同遥感数据的空间分辨率角度进行空间粒度放大试验,探讨景观格局的尺度效应。研究结果表明：基于不同空间分辨率遥感影像的土地利用空间数据具有尺度效应,其所反映的区域土地利用景观格局在宏观上是一致的,但类型的边界、形状和数量均产生较大的差异;景观格局指数能反映不同遥感影像所记录的地表信息,从不同遥感数据源、不同空间分辨率的角度定量化判断尺度放大过程中区域土地利用景观特征信息的尺度效应。     

若尔盖高原区域碳收支参量多尺度遥感综合观测试验:科学目标与试验设计

介绍了若尔盖高原区域碳收支参量多尺度遥感综合观测试验的研究背景、科学目标、关键问题、观测方案、观测系统设置和后续观测计划.总体目标是,开展若尔盖高原区域湿地-草地生态系统碳收支参量多尺度遥感与地面同步观测试验,为人为干扰条件下湿地-草地生态系统碳收支变化过程研究积累基础数据;发展能够融合多源、多尺度遥感观测的碳收支相关参量反演模型,为实现卫星遥感对区域尺度碳收支研究提供方法和范例;建立区域尺度上的多尺度观测体系,通过多源遥感技术与生态过程模型的耦合,降低碳收支遥感监测及模拟的不确定性,更加综合地理解湿地-草地生态系统不同时空尺度上的碳收支过程;增强遥感技术在湿地生态研究的应用性,并最终为区域湿地保护提供重要依据.试验以人为干扰剧烈的若尔盖高原湿地-草地区域为试验区,以碳循环过程的关键参量为主要观测对象,利用卫星遥感、航空遥感、地基遥感、通量观测、生态观测等相关设备,开展航空、卫星和地面配合的大型综合观测试验,精细化观测若尔盖高原沼泽化草甸、湿草甸、草甸、草原等不同覆被类型的碳收支过程的各个分量.讨论了碳收支参量的多尺度观测与时空尺度扩展问题,展望了同步综合观测试验在陆地生态系统碳循环研究的应用前景.     

红树林景观格局遥感提取的尺度效应

针对多观测尺度下提取的红树林难以直接比较、转换和整合的问题,利用多源遥感数据研究红树林遥感提取的尺度效应。基于资源三号影像,采用重采样方法模拟多尺度遥感数据,结合景观格局指数和统计方法探究红树林景观格局遥感提取的尺度效应。研究表明:随着遥感影像空间分辨率的降低,红树林斑块会出现位移和变形;在不同尺度下提取的红树林景观指数呈现一定的变化规律,采用线性、多项式或对数模型能够很好地拟合景观指数随尺度的变化(R~2≥0.94);模型能够很好地预测高分一号影像和Landsat-8影像提取的红树林景观指数。     

湿地变化监测研究现状与展望

从湿地变化监测与分类方法、湿地景观格局变化分析、湿地生态环境退化研究、湿地生态系统模型研究、湿地生态服务功能价值评估和以往研究中取得的主要成果等几个方面,总结了当前已有的湿地变化监测和分类的各种方法,并举例说明湿地变化监测的主要研究领域。同时,针对当前卫星遥感技术和计算机技术发展特点,指出以大时空尺度、高时空分辨率和高精度数值模拟为代表的遥感手段,与水文、生态、地理等手段有机结合将成为未来湿地变化监测研究领域的重点发展方向。     

基于遥感测量的土地覆盖景观格局多尺度研究

用景观格局指数来描述景观格局及结构特征,建立格局与过程之间的联系,是景观生态学最常用的定量化研究方法。在RS与GIS技术支持下,采用SPOT遥感图像作为数据源,对武汉东部城乡交错地带的土地覆盖景观进行计算,利用因子分析方法对37种常用的格局指数进行了选择并比较不同粒度上的差异。结果表明绝大多数景观格局指数都存在相关关系,故用一组不相互独立的景观指数描述景观格局则不具有说服力。通过因子分析我们把景观格局指数简化为3个主要的公因子:聚散性/多样性指标,面积、边缘指标和形状指标。这3大类指标的具体格局指数虽因粒度大小的变化有所改变,但在每个尺度层次上都呈现相似的特点,都能较好地表征研究区的土地覆盖特征,反映城乡交错地带的景观格局特点。通过本文的分析,我们认为,针对不同的数据类型和不同的研究区域有必要选择合适的景观格局指数来进行景观的空间格局分析。     

城市绿地多尺度分割提取及景观分析

探讨了利用多分辨率分割生成两种尺度的城市绿地景观。以50像元和300像元的目标分割值生成小尺度和大尺度的景观影像目标层,利用最近邻法分类两个目标层。从两个景观尺度的分类目标层中矢量化提取出绿地信息,计算分析城市绿地斑块形状与景观参数。表明基于分割产生多尺度景观的方法满足城市绿地景观研究的需求。     

景观表现中高真实度竹林仿真的研究

高真实度大场景植物仿真技术一直是景观表现中虚拟植物仿真建模和渲染研究的热点和难点。提出了一套从贴图数据采集,植物仿真建模到高仿真森林景观表现的完整解决方案。该方案从竹林形态特征结构、贴图数据采集、自然生长环境三个方面实现竹林的高仿真表现。通过竹叶形态、竹叶分布、模型面数、多角度还原度等因素的不断对比和改进,形成三套凤尾竹建模方案。根据渲染时间和内存使用的数据对比,得到了资源最优化真实度最大化的建模方法,解决了大规模虚拟森林模型运算的速度问题;根据云南当地凤尾竹林的实际景观,利用多层次混合光照模拟技术搭建完整的竹林场景,解决了现实环境中复杂的光照模拟问题。最终实现了在提高渲染速度的前提下依然保证高仿真的竹林景观表现效果的目标。     

基于马尔科夫模型塔里木河下游输水区景观预测

以塔里木河下游植被分布区域2000年、2002年ETM、2004年、2006年ASTER影像和景观格局分析结果为基础数据,使用马尔科夫过程模型对未来景观格局变化进行预测,并对结果进行验证,其地类模拟值和实际值之间的偏差都在0.5%之内。结果表明:2006年～2030年研究区天然植被逐年增加;沙地减少明显;河流基本维持自己的动态平衡,植被增加和沙地减少的幅度均逐渐趋于平缓,达到阈值。这预示着未来时期生态输水仍然对地类覆被变化起着积极的作用。     

基于DEM的三维景观在流域模拟中的应用

流域模拟试验区的选取受到诸如地理过程复杂性和数据获取难度大等因素的制约,传统的实地踏勘方法不能满足大尺度流域试验区的选取要求。该文提出基于数字高程模型和遥感影像建立三维景观图的方法,构建了流域三维地表模型,从不同视角、尺度观察整个流域及子流域划分情况,为确定试验区提供了客观、科学的依据。     

城市景观模型库的初步研究

数字城市是信息时代发展的必然产物，城市景观重建是数字城市的重要组成部分。介绍了城市景观重建的技术流程，为了减少工作量，实现模型的组合与重用，提出了构建模型库的方法从而大大加快了城市景观模型的建立过程。     

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。     

浅析龙脉、龙穴在故宫风水中的运用

中国是一个有着悠久历史和灿烂文化的文明古国,北京城便是我们伟大祖国的首都,它有着三千多年的历史,优越的地理位置使它成为历代建都最佳的风水之城——天、地、人合一之城,它保留有我国最大、最完整的古建筑群——故宫。它建造时的严整规划和辉煌壮丽的宫殿,深受中国传统文化和风水术的影响,无处不深深地打上了风水操作的烙印。     

密云水库上游土地利用与景观格局变化特征

基于遥感监测的多期土地利用/土地覆盖数据,详细分析了密云水库上游地区近10年土地利用类型的时空转变,并借助Fragstats软件分析了研究区景观格局的变化。研究结果表明：灌木林、有林地、中高覆盖草地始终是研究区的优势类型,维持着景观的基本功能,但土地利用与景观格局在近10年仍发生了较大的变化,2000年前有较多的林草地转变为耕地,之后,大量的耕地实现退耕,林草植被增加迅速。研究区整体景观格局破碎化有增加的趋势,但对水土保持与水源涵养有利的景观类型也在同步增加。