基于多源遥感数据的湖泊水体演变研究

以天津市静海区的团泊湖为研究对象,基于Landsat TM、OLI遥感数据,采用MNDWI指数提取湖泊水体,获得湖泊水体信息;根据土地利用类型转移矩阵和土地类型动态度这两种方法来分析土地利用类型的演变特征。结果表明,1995—2020年总体上湖泊水体面积减少。在1995—2020年这段时间内,城镇类型的土地面积增长最大,水体面积变化最小。植被面积减少较大,其中大部分转为城镇,少量转为水体。水体面积变化相对比较稳定,没有太大波动。     

武汉城市湖泊动态变化与汛期排渍影响分析

城市湖泊具有生物栖息地、调蓄洪水和生产等功能,与人类活动和城市的持续发展息息相关。以武汉市环线为研究区,选取1999年航片、2009年Quick Bird数据和2016年GF-1卫星数据3期遥感数据,根据湖泊景观变化模型,构建了湖泊面积萎缩率、湖泊斑块分维数和湖泊破碎度3个指标,对47个主要湖泊的空间面积、湖泊形态以及破碎程度进行了系统分析。结果表明:(1) 1999～2016年武汉城市湖泊面积呈萎缩趋势,人为活动干扰较强,但有一定的遏制;(2)从二环线至外环线,武汉城市湖泊面积萎缩类型由建筑用地侵占向围湖成塘转变,与城市化进程中土地利用的转移状况相同;(3)湖泊萎缩区域与城区汛期渍水存在极强的相关性,渍水严重地区湖泊萎缩较显著。因此,做好城市湖泊的生态环境保护,树立人与自然和谐相处的理念,促进湖泊资源的可持续利用是未来的发展方向。     

近40年西藏那曲南部湖泊变化及其成因探讨

以遥感图像、SRTM的DEM数据为数据源,通过人工目视解译的方法提取并计算了1970—2010年那曲南部地区12个湖泊面积,并结合DEM数据计算其中9个湖泊1990—2010年间水位变化情况;然后分析该地区降水量、气温、最大潜在蒸发量、冻土、冰川雪线的变化规律;计算湖泊变化与气候变化之间的相关性,并以简单的水文模型分析了湖泊变化的原因。结果显示:12个湖泊中除了格仁错面积减少以外,其他湖泊面积在40 a间都处在增长状态,其中湖泊面积增长主要发生在2000—2010年,这期间12个湖泊增长总面积达743.88 km2,占40 a总增长面积的63.95%;9个湖泊的水位也呈上升趋势。造成这些湖泊面积增长的主要原因是近45 a气温上升造成的冰雪、冻土融化,降水量增加,而且该地区蒸发量呈减少趋势。     

Landsat长时间序列的阳澄湖湖面围网时空变化

准确提取湖泊围网区域的时空分布信息对湖泊的保护和可持续发展具有重要意义。本文以阳澄湖为研究区域,收集该地区1984年—2017年所有的Landsat 5和Landsat 8影像(共计396景),提出了结合光谱和纹理特征的围网提取新算法,同时利用时间序列滤波消除年际间因数据不一致造成的偏差。以高清影像人工解译作为参考,阳澄湖围网提取结果的生产者精度在72.57%—88.53%,用户者精度在79.79%—98.10%,围网面积变化与文献记录吻合。结果表明,阳澄湖围网经历了"无围网期"(1984年—1994年)、"快速增长期"(1994年—1998年)、"巅峰期"(1999年—2002年)、"快速下降期"(2003年—2006年)和"稳定期"(2007年—2017年)5个阶段,最高达到100 km2,目前稳定在30 km2;通过研究围网区植被指数发现,2002年之后围网区浮水植物的种植面积增大;通过对比水质数据发现,2002年至今持续15年的围网拆除并未使阳澄湖恢复到80年代无围网养殖时期的II类水,其水质依然处于Ⅲ—Ⅳ类。因此在湖泊养殖开发过程中,政府应该坚持可持续发展道路,在不破坏湖泊水质的基础上发展湖泊经济。     

基于GEE的干旱区流域湿地水体时空动态变化特征分析——以宁夏平原为例

黄河流域生态保护和高质量发展已成为国家重大战略,宁夏平原为黄河流域具有代表性的典型湿地区域。本文基于谷歌地球引擎平台(GEE)对宁夏平原1984—2020年湿地水体的历史覆盖、面积变化、类型转变及季节性演变等动态信息进行分析与评价。结果表明：(1) 1984—2020年宁夏平原湿地水体历史覆盖面积为1 373.86 km²,占研究区面积的8.1%,全时段覆盖水体面积为116.46 km²;(2) 1984—1999年至2000—2020年宁夏平原地表水体面积共计增加482.99 km²,总体面积变化率为45.6%;(3)研究区新增永久性水体明显,过去37年新增永久性水体218.89 km²,同时季节性水体面积变化幅度较大;(4) 2020年,全年覆盖水体占比为39.45%,而1—6月覆盖时间的水体面积占比超过50%。本文成果可为环境保护和黄河流域高质量发展提供数据支撑。     

杞麓湖形态时空变化分析及地图可视化

杞麓湖是滇中高原湖泊的典型代表之一,近年来湖泊形态变化频繁且明显。基于2010—2021年的Landsat卫星影像,提取杞麓湖湖泊面积、湖岸线长度以及湖泊质心等数据,并计算出其他湖泊形态特征指标的数值。结合各年湖岸线的具体形态,对所获取数据的变化趋势及其原因进行分析,得出湖泊形态在时间与空间两个维度上的变化特征。根据专题地图制图的理论与规范,运用“形”“数”结合的方法对研究内容进行可视化表达,绘制杞麓湖湖泊形态的专题地图。     

近20年西昆仑地区冰川动态变化遥感研究

依据西昆仑地区1991-2009年Landsat TM/ETM+遥感图像,获取近20 a西昆仑地区冰川及其冰川融水形成的郭扎错和阿克赛钦湖的动态变化信息,并结合气候资料,分区域综合分析冰川、湖泊变化与气候变化的关系.研究结果表明:①在1991-2009年间,西昆仑冰川有显著变化,但东、西区存在较大差异.其中东区处于先减少,后增加,再减少的波动状态,而西区则处于持续减少状态.与此同时,郭扎错具有先扩大,后缩小,再扩大的变化现象,而阿克赛钦湖则在不断地缩小.②西昆仑冰川与郭扎错、阿克赛钦湖之间,存在着重要的相互作用关系,在数量上成反比.③在2000-2005年间,西昆仑冰川与湖泊面积变化差异产生的主要原因是温度,随着温度的升高,冰川面积减少,湖泊面积增大,三者的变化具有线性关系.     

一种面向对象的城市湖泊遥感提取指数

城市湖泊是城市水资源环境的核心组成部分,可对城市区域微气候产生积极的调节作用,同时能反映当地的文化底蕴特色.在当今城市化进程的影响下,城市湖泊比自然湖泊更脆弱且更易发生变化.提出了一种面向对象的城市湖泊遥感提取指数方法,并以武汉市中心城区为研究区,实现了该研究区域城市湖泊对象的一次性提取.定量统计表明,湖泊提取的准确率...     

顾及陆湖反射差异的卫星测高监测湖泊水位的波形分析与重定

以Jason-2卫星雷达测高数据监测洪泽湖水位为例,分析了湖泊水位沿卫星轨迹呈"V"字形分布的原因。分析发现：由于湖泊面积相对较小,受陆地影响,测高波形中陆地反射信号占主导地位,水面反射产生的上升前缘非常小,导致波形跟踪出错。解释了波形形成的机制、造成水位计算错误的原因,结合遥感影像证明了解释的正确性,并给出了相应的波形重定算法。结果表明,该重定算法优于常用的波形重定算法,剔除异常值后水位标准差为0.09 m,为湖泊区域的测高数据处理提供了一种参考。     

基于多时相图谱的青藏高原湖泊变化检测研究

利用多期遥感影像,对青藏高原南羌塘地区纳木错湖泊流域北部进行解译,提取了多时相地学信息图谱,发现1992-2005年间,湖泊面积扩张且整体变化呈加快趋势。分析了研究区内典型湖泊的变化特征,确定了稳定增加的湖泊面积。通过多时相地学信息图谱检测的变化信息与区内多年气象数据的复合分析,探讨了湖泊变化与气候变化的响应关系。     

利用ENVISAT测高数据监测青海湖水位变化

使用2002年10月～2006年2月的ENVISAT SGDR数据,并利用重跟踪技术实施了距离等相关改正之后,计算了青海湖的水位变化;同时分别利用EGM96、青海省的似大地水准面模型计算了青海湖的正高和正常高相应水位变化,并与青海湖下社站的水文观测数据进行了验证.研究结果表明,利用波形重跟踪技术在某种程度上可以改进内陆水域的距离精度,能够较好地监测出青海湖的水位变化.     

利用卫星测高资料监测长江中下游湖泊水位变化

利用Envisat 1卫星的GDRs数据，根据适当的数据编辑准则，进行了必要的地球物理改正之后，研究分析了长江中下游鄱阳湖、洞庭湖、太湖、巢湖的水位变化及其与气候环境的关系，为长江流域水位变化与气候变化的长期性研究提供了一种有效的手段和方法。     

西藏多庆错—嘎拉错盆地第四纪湖相沉积与地质环境变化

利用ETM,ASTER卫星遥感数据和DEM资料对西藏嘎拉错地区第四纪湖相沉积和地质环境进行了研究。结果表明:共和运动的差异隆升使藏南多庆错—嘎拉错区中更新世湖相地层发生了强烈变形,而角度不整合面的存在则显示共和运动的存在;嘎拉错的急剧干涸可能是在全球性气候转暖的背景下,玛不错一线近东西向断隆成为盆地新的分水岭之后,入湖河流的断流所致;嘎拉错干枯导致该区大面积土地荒漠化,加剧了区域自然环境的恶化。     

基于遥感与GIS的中国湖泊形态分析

基于2010年Landsat TM/ETM数据,结合Google Earth影像和其他资料,采用面向对象的分类方法,以30 m的分割尺度对图像进行分割,并通过比值指数、归一化差值水体指数及谱间关系等指数来提取水体信息,将水体分为河渠、湖泊及水库坑塘3类,并对分类结果进行精度验证,最终得到中国湖泊空间分布信息;以此为基础,计算出反映湖泊形态的景观指数(如形状指数、近圆形指数及分维数等),并结合湖泊的面积和湖泊岸线长度来说明湖泊的基本状况及其形状的复杂程度。结果表明:利用面向对象分类方法可以得到较高的分类精度,3种类型水体分类的总精度为93%,湖泊分类精度达到90%以上;在中国内陆,面积大于1.0 km2的自然湖泊2 477个,总面积约77 934.72 km2;在5个湖区中,青藏高原湖区的湖泊面积最大,占湖泊总面积的54.34%,其形状指数和分维数均值为最小,湖泊形态比较简单;东部平原湖区降雨充沛,水系发达,其形状指数和分维数均值最大,湖泊岸线更加曲折,形态复杂多变;通过分析得出,形状指数与分维数有明显的相关性(R2=0.95),湖泊岸线分维数值越高,其形状指数越大,岸线越复杂。     

无/缺水下地形数据的高原堰塞湖水量遥感估算

水量遥感动态监测对于高原堰塞湖风险评估、预报预警和处置决策等具有重要意义。针对高原无资料或缺资料区,充分利用空天遥感技术,文章提出了一种无/缺水下地形数据的高原堰塞湖水量遥感定量估算方法。该方法首先通过遥感水域面积提取,获取堰塞湖淹没空间范围;进而采用不规则复杂多边形中线定位算法,确定堰塞湖中心线位置;然后基于河道中心特定点高程信息,结合局部河道比降估算,生成堰塞湖水下地形河道中线约束因子;再根据河道边坡高程信息和水下地形约束因子自适应拟合出局部堰塞河道的水下未知地形;最后通过三维曲面离散积分实现堰塞湖水量遥感动态定量估算。实验以东帕米尔高原的萨雷兹堰塞湖为研究区,展开遥感水量调查与局部验证研究,结果表明:萨雷兹堰塞湖当前水域面积约为89.09 km²,水量约为162.49亿m³;这一结果与专家预估的水资源量155—165亿m³基本吻合。经局部模拟实验精度对比验证,模拟结果与实际数据动态误差总体控制在10%以内,相关系数达到0.95(P<0.01,双尾),进一步证明了算法的鲁棒性和估算结果的可信度。为无/缺水下地形数据的高原堰塞湖水量遥感估算提供了一种有效的方法,实现了水下地形未知的高原堰塞湖水量遥感快速反演与定量测算。     

基于Landsat8 OLI遥感影像冰湖边界分类叠加提取

青藏高原特殊的地理及其气候环境适合冰湖变化研究。传统的方法由于受到冻湖、冰川以及山体的阴影的影响,提取冰湖边界时会出现大量的错分和误分。本文基于NDWI(Normalized Difference Water Index,水体指数法)、DEM(数字高程模型)、RGI(Randolph Glacier Inventory)6.0全球冰川编目数据提出针对不同状态下的冰湖边界提取的分类叠加提取方法。结果表明,分类叠加提取方法能够实现未结冰、半结冰以及全结冰三种状态下的冰湖边界提取,并且能减少冰川以及山体阴影的影响,使用该方法提取三种状态下的冰湖的错分和漏分误差均小于2%且Kappa系数均大于0.81。     

结合高分遥感和多源数据的高原湖泊流域土地利用分析

高分一号卫星是为提升我国高分辨率数据自给率自主发射的卫星,在土地利用监测方面具有重要的应用价值。将GF-1卫星影像与多源数据影像进行对比能够挖掘各数据源在土地利用动态监测方面的差异性。本文以云南省杞麓湖流域为研究区,选取最新的Sentinel-2、GF-1和Landsat 8卫星遥感影像进行土地利用分类,以第二次全国土地利用调查数据为基期数据,结合野外实地调研和土地利用转移矩阵开展土地利用现状和演变分析,得出以下结论：①杞麓湖流域的水域、建设用地、耕地和林地自中心向外呈现出圈层分布的特征,与第二次全国土地调查结果相比,水域、耕地、林地3种类型的自然景观面积减少,而建设用地和其他用地受人类活动的影响,面积大幅增加,变化主要集中在杞麓湖周边的纳古镇和河西镇。②Sentinel-2卫星影像与GF-1卫星影像均具有较高的空间分辨率,二者对土地利用变化评估的结果相近,均优于Landsat 8卫星影像,其中GF-1卫星影像具有较高的应用价值。     

青藏高原纳木错湖冰物候变化遥感监测与模拟

湖冰物候是反映区域气候变化的直观指标.由于青藏高原湖冰物候的地面观测不足,遥感与模拟成为动态监测湖冰物候变化并揭示其变化机理的重要途径.本文以纳木错为例,通过不同遥感方法获取了纳木错2000年-2015年湖冰物候的动态变化.在此基础上,将遥感与物理基础清晰的湖泊过程模型相结合,重建了纳木错1963年-2018年的湖冰物...     

玛纳斯湖的形成和演变

据根卫星影像图解译,结合其他资料分析,论述玛纳斯湖的形成和演化,它既受地质构造和古气候的制约,也受人类活动的影响。玛纳斯古湖盆形成于中更新世柯克台不爽冰期,晚更新世开始退缩,全新世进而萎缩、解体,以致衰竭、消亡。