植被覆盖与沙尘暴日数分布关系的探讨——-以内蒙古中西部地区为例

利用NOAA/AVHRR的NDVI数据和地面气象观测数据，以植被覆盖率和年沙尘暴日数为指标，分析了内蒙古中西部地区植被覆盖与沙尘暴分布的关系。研究结果表明，在内蒙古中西部地区，80年代沙尘暴日数的正距平与植被覆盖率的负距平、90年代沙尘暴日数的负距平与植被覆盖率的正距平是相互对应的；沙尘暴日数与植被覆盖率之间呈现负的相关关系，这种相关关系在不同地貌类型区和不同季节有所差异；沙地区的夏季（7、8、9月平均）植被覆盖率与第 2年沙尘暴日数之间的负相关最为显著。     

中国北方沙尘灾害影响因子分析

利用中国北方1951—2000年188个沙尘暴代表站的气象观测数据和1983—2000年EROS数据中心NDVI数据,对我国北方沙尘灾害的影响因子进行了分析。主要结论有：①在影响沙尘暴发生、发展、演化的自然因子中,植被覆盖度、降水、大风日数和温度起关键作用,夏季植被覆盖度对来年春季沙尘暴发生频次影响较大,降水和温度主要表现在对地表植被覆盖等与沙尘暴有关的地表参数的影响;②大风日数和温度是沙尘暴形成的动力因子,植被覆盖度和降水是阻力因子。沙尘暴日数和持续时间的变化,主要取决于动力因子与阻力因子的综合作用;③遏制沙尘灾害的治本办法,不在于治理沙尘暴本身,而在于消除产生土地退化、生态安全下降的社会原因,处理好发展与生态环境建设的关系。     

基于Hyperion数据的油砂分布遥感研究

依据油砂中烃类的微渗漏和油砂组分光谱特征响应原理,利用Hyperion高光谱影像提取和识别与油砂分布相关的波谱信息,进行非常规油气能源--油砂分布的有利区预测。根据油砂所致烃类微渗漏的地表特征可知,低植被覆盖区的异常以矿物异常为主,中、高植被覆盖区的异常以植被异常为主。利用归一化植被指数表征地表植被的不同覆盖程度：当其值为[0.0,0.4）时,采用SAM（spectral angle method）提取矿物异常信息;当值为[0.4,0.7]和（0.7,1.0]时,分别采用LIC（lichenthaler index）和CTR（carter indices）方法提取植被异常信息。同时,为确保提取的矿物和植被异常信息的产生是由油砂中烃类的微渗漏所导致,以野外油砂反射光谱为端元,运用光谱角分类方法提取油砂信息,并将其与获取的矿物和植被异常信息进一步应用空间叠置分析确定油砂分布有利区。结果表明,综合运用野外实测高光谱数据和高光谱影像数据能够较准确地预测出研究区中油砂的分布位置。因此,应用高光谱影像进行油砂分布的有利区预测,可为未来利用遥感技术深入研究油砂可采储量评价提供参考依据。     

高植被覆盖区遥感矿化蚀变信息提取方法研究——以甘肃省西河县大桥—石峡地区为例

高植被覆盖区遥感矿化蚀变信息提取结果会受植被覆盖影响其效果。笔者基于西秦岭大桥—石峡地区,利用ETM和Aster影像数据,进行高植被覆盖区遥感矿化蚀变信息提取研究,探讨抑制植被干扰和提取遥感矿化蚀变信息的方法,提出了多元数据叠加分析法。采用"混合像元法剔除干扰+多层次分离技术分析波段相关关系+多元数据叠加分析法增强蚀变信息+正态分布阈值分割法分级提取"等系列方法,提取了研究区遥感铁染和羟基异常,其中铁染异常区占研究区面积1.63%,羟基异常区占研究区面积1.26%。矿床点与遥感异常相关比率为45.5%,说明该方法在高植被覆盖区提取遥感矿化蚀变信息效果较好,具有一定示矿意义。     

植被覆盖度遥感估算研究进展

植被覆盖度是刻画地表植被覆盖的重要参数,在全球变化研究、地表过程模拟和水文生态模型中发挥着重要作用.遥感能够反映不同空间尺度的植被覆盖信息及其变化趋势,是获取区域及全球植被覆盖度参数的一个重要手段.综合分析了用于植被覆盖度估算的遥感数据源,包括高光谱数据、多光谱数据、微波数据和激光雷达数据.而且分析了各种常用的植被覆盖度遥感估算方法及其优缺点,并评价了现有基于遥感数据的植被覆盖度产品及存在问题.最后,针对目前研究中存在的问题,讨论了植被覆盖度遥感估算研究的发展趋势,指出高时空分辨率长时间序列的全球植被覆盖度数据集、多源遥感数据融合和同化技术是未来植被覆盖度遥感估算研究的主要方向.     

基于多源数据融合方法的中国1 km土地覆盖分类制图

精确的全球及区域土地覆盖数据是陆地表层过程研究的重要基础。在集成研究兴起和多种数据并存的背景下,利用多源信息融合技术进行大尺度土地覆盖制图具有重要的现实意义。证据理论清楚地表达了由于不确定和不完全信息所带来的对命题认识的“无知”,能够确定相应的假设在目前的认知与知识状态下的确定、不确定和“无知”程度,是多源数据决策融合的重要方法。基于证据理论,将2000年中国1∶10万土地利用数据、中国植被图集（1∶100万）的植被型分类、中国1∶10万冰川图、中国1∶[KG-*2]100万沼泽湿地图和MODIS 2001年土地覆盖产品（MOD12Q1）进行了融合,最终基于最大信任度原则进行决策,产生了新的、IGBP分类系统的2000年中国土地覆盖数据。新的土地覆盖数据在保持了中国土地利用数据的总体精度的同时,补充了中国植被图中对植被类型及植被季相的信息,更新了中国湿地图,增加了中国冰川图最新信息,使分类系统更加通用。     

基于多源数据融合方法的中国1km土地覆盖分类制图

精确的全球及区域土地覆盖数据是陆地表层过程研究的重要基础.在集成研究兴起和多种数据并存的背景下,利用多源信息融合技术进行大尺度土地覆盖制图具有重要的现实意义.证据理论清楚地表达了由于不确定和不完全信息所带来的对命题认识的"无知",能够确定相应的假设在目前的认知与知识状态下的确定、不确定和"无知"程度,是多源数据决策融合的重要方法.基于证据理论,将2000年中国1:10万土地利用数据、中国植被图集(1:100万)的植被型分类、中国1:10万冰川图、中国1:100万沼泽湿地图和MODIS 2001年土地覆盖产品(MOD12Q1)进行了融合,最终基于最大信任度原则进行决策,产生了新的、IGBP分类系统的2000年中国土地覆盖数据.新的土地覆盖数据在保持了中国土地利用数据的总体精度的同时,补充了中国植被图中对植被类型及植被季相的信息,更新了中国湿地图,增加了中国冰川图最新信息,使分类系统更加通用.     

普朗斑岩型铜矿区矿化蚀变特征矿物填图及找矿潜力分析：来自资源一号02D遥感卫星的证据

随着近年来取得重要找矿突破的普朗斑岩型铜矿的规模化开采，进一步摸清首采区外围资源潜力任务紧迫。遥感技术尤其是国产卫星资源一号02D星等高光谱卫星成功发射，为我国高海拔艰苦地区快速精准识别与矿化相关的蚀变矿物提供了可能。针对以往对植被覆盖区高光谱矿物识别有效性方法探索不足，本文选取普朗铜矿区为研究，采用资源一号02D高光谱遥感数据，使用比值植被指数划分植被覆盖区及非植被覆盖区。基于实测波谱，分层次构建了植被覆盖区及非植被覆盖区与普朗铜矿矿化密切相关的绢云母、绿泥石、绿帘石蚀变特征矿物波谱曲线，并采用匹配滤波方法开展了蚀变矿物填图示范应用。野外验证表明：该方法可有效探测普朗斑岩型铜矿外围尤其是首采区东侧植被覆盖区绢云母等蚀变特征矿物分布信息，结果显示普朗首采区东侧具有较大找矿潜力。     

矾山铜钼矿区重金属与覆盖植被胁迫相关性光谱特征

高光谱遥感在地物精细探测方面具有较高的精度,能够实现弱缓信息的提取。应用高光谱遥感技术研究福建矾山高植被覆盖铜钼矿区重金属铜铅等元素与覆盖植被光谱胁迫相关性。通过对比分析矿区与非矿区典型植被光谱特征,在光谱特征分析结果基础上得出矿区典型植被均不同程度受到了重金属元素胁迫,并造成光谱曲线发生变异。在分析结果基础上,结合植被地球化学数据建立重金属与植被光谱胁迫相关性数学模型,提出矿区重金属与覆盖植被胁迫相关性。依据该模型可获得金属元素的空间分布,最终实现高光谱遥感技术在高植被覆盖区地质找矿中的应用。     

招远金矿区植被异常及遥感找矿意义

提出了一种新的综合型替代方法:基于廉价的Landsat-7 ETM 遥感数据揭示植被异常与热液蚀变区的潜在关系。在研究过程中,使用了招远金矿区夏季的ETM 遥感数据来分析和展示植被异常与热液矿化蚀变是否存在上述关系。该方法包括以下几个步骤:(1)数据预处理;(2)植被指数(Veg.In-dex、TNDVI、SQRT(IR/R)、NDVI、IR/R等)和波段比值指数;(3)主成分分析(PCA);(4)非监督分类;(5)监督分类。最后,经过综合解译成图发现,该图很好地展示了招远金矿区部分区域的植被异常,同时经过野外验证,在招远其它地区的植被异常都与热液蚀变区域有关。研究结果表明,这种综合型方法在植被覆盖区利用ETM 遥感数据提取植被异常信息非常有效。     

沙尘暴卫星遥感研究进展

研究沙尘暴对我国北方地区的生态环境建设和可持续发展有着重要意义。近10年来，我国北方地区的沙尘暴天气呈现增长的趋势，相关学科都从不同侧面展开对沙尘暴的研究。主要综述了国内外利用卫星遥感技术研究沙尘暴的进展。对沙尘暴的国内外研究历史和现状进行了简要回顾，然后系统地介绍了应用遥感技术开展沙尘暴研究的数据源及其特点、原理和技术方法，其中，对沙尘暴遥感研究的技术方法给予了更为详细的介绍，最后针对现有研究的不足，对未来沙尘暴遥感研究的方向进行了展望。     

Correction to: Assessing real options in urban surface water flood risk management under climate change

Windblown dust originating in China and Mongolia causes health effects and agricultural damage in its source areas and causes Asian dust events in Japan. An early warning system that could be combined with weather forecasts would be helpful in preventing serious damage. However, it is difficult to specify source areas of dust with current dust modeling systems because land surface information, including vegetation coverage and land surface soil water content, is inadequate. To find and monitor dust source regions, a semi-real-time dust erodibility map was developed based on MODIS satellite data that focuses particularly on the threshold wind speed in a target area of northeast Asia including China and Mongolia (35°–50°N, 75°–120°E). The mapping system incorporates satellite data on snow cover, areas of frozen soil, surface soil water content, and vegetation cover.     

Sensitivity of meteorological input and soil properties in simulating aerosols (dust,PM10, and BC) using CHIMERE chemistry transport model

The objective of this study is to evaluate the ability of a European chemistry transport model, ‘CHIMERE’ driven by the US meteorological model MM5, in simulating aerosol concentrations [dust, PM₁₀ and black carbon (BC)] over the Indian region. An evaluation of a meteorological event (dust storm); impact of change in soil related parameters and meteorological input grid resolution on these aerosol concentrations has been performed. Dust storm simulation over Indo-Gangetic basin indicates ability of the model to capture dust storm events. Measured (AERONET data) and simulated parameters such as aerosol optical depth (AOD) and Angstrom exponent are used to evaluate the performance of the model to capture the dust storm event. A sensitivity study is performed to investigate the impact of change in soil characteristics (thickness of the soil layer in contact with air, volumetric water, and air content of the soil) and meteorological input grid resolution on the aerosol (dust, PM₁₀, BC) distribution. Results show that soil parameters and meteorological input grid resolution have an important impact on spatial distribution of aerosol (dust, PM₁₀, BC) concentrations.     

中国沙尘暴天气的新特征及成因分析

2000～2002年,中国北方地区频频发生沙尘暴天气,给当地和广大下游地区工农业生产、交通运输、空气质量和人民的日常生活都带来了极大危害。沙尘暴天气呈现频次高、发生时间提前、发生期时间长、强度大、影响范围广等新特征。对气候变化和地理环境背景的分析研究表明,近年来中国北方沙尘暴频繁爆发的原因主要是:1)近两年处于反厄尔尼诺(拉尼娜)事件的高峰期,使东亚冬季风频繁,导致大风天气频繁发生;2)在沙尘暴发生季节,中国北方降水明显减少,气温回升迅速且温度偏高于往年,使解冻的地表土层疏松,为沙尘暴的发生提供了丰富的沙源;3)近年来中国北方干旱加剧、土地荒漠化严重,使原本广阔的戈壁沙漠面积更加扩大,有利于沙尘暴天气的发生,这与不合理的土地利用状况有关。     

Estimation of land coverage from a land cover classification derived from remotely sensed data

Remotely sensed data are an attractive source of land cover information. In many applications the required information relates to the extent or coverage of land cover class(es) in a region, which is generally derived from a count of the pixels allocated to the class(es) of interest in a classification. A highly accurate classification is not required for the derivation of accurate estimates of class coverage, provided the classification is accompanied by appropriate information on its quality. For instance, the information on classification quality contained in the classification confusion matrix can be used to significantly increase the accuracy of the estimates of land coverage. This is illustrated with reference to a case study focused on the estimation of despoiled land coverage in administratively defined local district in industrial South Wales from Landsat TM data. The accuracy of the investigation was assessed relative to a map of despoiled land cover for this region produced by conventional methods. From an image classification of moderate accuracy, the classification accuracy ranged form 57–83% between the districts investigated, a pixel count provided estimated of despoiled land coverage that were only poorly correlated to the mapped coverage;r = 0.27. Using the information on the pattern of error in the class allocation contained in the classification confusion matrix the estimation accuracy was increased significantly, with a correlation ofr = 0.81 observed between the remote sensing based estimate and the mapped land coverage. Furthermore, the r.m.s. error in despoiled land coverage estimation was reduced by approximately half, to less than 1% district area, when the classification was used in conjunction with information on the pattern of classification error.     

Grain size in sediments from Lake Sugan: a possible linkage to dust storm events at the northern margin of the Qinghai–Tibetan Plateau

Samples of surface deposits in the Lake Sugan catchment, as well as surface lake sediments, eolian materials occulted in the lake ice cover, and airborne dust were collected for grain-size analysis. The results show that the coarse fraction of the lake sediments could be transported by ambient winds and to a lesser extent by river flow in the study area. Sediment cores were retrieved from Lake Sugan in December 2000, and ²¹⁰Pb and ¹³⁷Cs dating and grain-size analyses were performed on these samples. ²¹⁰Pb ages and the volume percentage of the fraction of lake sediments >63 μm were used to reconstruct the dust storm history from 1957 to 2000. Observational data for dust storm events collected at a local meteorological station largely agrees with the reconstructed trend for the past 44 years, suggesting that lake sediments can be employed to trace the dust storm history of the northern Qinghai–Tibetan Plateau.     

新疆阿克苏河流域昆马力克河积雪消融规律对气候变化的响应

作为气候变化产物及气候变化敏感指示器的积雪, 对干旱区的区域社会经济的发展、 生态环境的改善起着极其重要的作用. 为能够更好的指导环境变化下积雪水资源的合理开发利用, 基于2001-2010年MODIS积雪数据、 2005年MODIS土地利用/覆被变化(LUCC)数据及阿克苏气象站气象数据, 对昆马力克河流域积雪消融规律对气候变化的响应进行分析. 结果表明: 研究区气温自1997年后快速升高, 尤其以冬季和春节较明显; 年际、 年内及时段积雪消融规律对气候变化有较好的响应关系; 不同覆被下除农用地所在区域积雪覆盖率与气温变化服从线性变化外, 其他覆被下均服从抛物线型变化. 积雪覆盖率对气温变化的敏感程度有一定的差异, 以林地所在区域最敏感, 变化较快, 其次依次为灌丛、 草地和稳定雪/冰所在区域.     

艾比湖盐尘对周边地区土壤盐分及景观变化的影响

通过对准噶尔盆地西部艾比湖地区盐尘的扩散和堆积进行观测和取样分析,鉴别出粉尘中可溶盐的化学成分、pH和盐尘堆积强度,分析研究了盐尘的形成、分布特征和灾害强度以及盐尘暴与温度、降水、风等气候因子之间的相关关系.结果表明:近50 a来艾比湖的沉积环境总体是比较稳定的,但由于气候波动与人类活动引起艾比湖水位、水域面积曾发生较明显的变化,并产生了盐尘暴的发生、湖泊和土壤盐度以及湖周景观的变化.根据艾比湖周边盐漠区盐尘的时空分布规律、活动特点和危害强度分析,盐尘对准噶尔盆地西部土壤盐分及景观变化的影响强度范围和影响程度划分为3级区.     

Synoptic analysis of dust storm over Arabian Peninsula: a case study on February 28, 2009

Sand and dust storms are causing hazards and problems in aviation as well as the dangers and distresses they cause on living things. The low meteorological visibility, the presence of strong winds with gust, and the transport of dust and sand particles by the wind are dangerous on landing and departure of aircrafts, and even on planes that are parked. The main aim of the study is to examine the meteorological conditions causing the dust storm that took place in the Arabian Peninsula on February 28, 2009, and to determine the source of dust caused dust storm, sand storm, blown sand, and blown dust at the airports. Within the scope of the study, aviation routine weather report (METAR) and aviation selected special weather report (SPECI) reports have been assessed at many airports over Arabian Peninsula (AP), the northern part of the AP and North Africa. As model outputs; NCEP–DOE Reanalysis 2 data, BSC–DREAM8B, and HYSPLIT model were used. In the satellite images; METEOSAT MSG dust RGB images, MODIS, and Kalpana-1 data were used. According to obtained results, dust storms were detected in Bahrain, Kuwait, Saudi Arabia, and United Arab Emirates (UAE). At Al-Ahsa Airport in Saudi Arabia, the lowest visibility measured on February 28, 2009, dropping to 200 m, which was dominated by blowing sand. The source region of the dust observed at Dubai Airport in UAE is the eastern regions of the Rub’al Khali Desert located between Saudi Arabia, Oman, and UAE.