基于熵权法的土地覆被动态遥感监测与评价——以新疆伊犁地区和博州为例

基于MODIS数据,选取植被净第一性生产力（NPP）、温度植被旱情指数（TVDI）、改进型土壤调整植被指数（MSAVI）、陆地表面温度（LST）4个对干旱地区地表覆被具有显著指示作用的指标,结合IGBP土地利用类型分类图,以新疆伊犁地区和博尔塔拉蒙古自治州（简称博州）为例,对研究区2003—2007年土地覆被动态进行监测,并利用熵权法确定各个指标的权重,在此基础上进行土地覆被动态的综合评价。结果表明,不同指标对不同的土地利用类型具有不同的适宜性和指示度;在新疆伊犁地区和博州,土地覆被动态地域差异性明显,土地覆被退化程度较大的土地类型为水体、草地、永久湿地、城镇,而森林、灌木林、荒漠草原和农田等土地类型有所改善,呈现出＂局部改善、总体退化＂的局面;引用熵权法将多个遥感指标综合起来进行土地覆被动态的监测与评价的途径是可行且有效的,可为干旱区土地覆被、荒漠化、土地退化、植被变化等工作的监测与评价提供可靠的技术方法与有价值的案例。     

基于高分卫星遥感数据的广西中小流域地表植被特征分析

利用高分卫星遥感数据(GF-1),通过不同流域植被的光谱特征分析,建立解译标志,采用遥感分类方法进行分类,获取流域的植被信息;采用GIS技术,分析不同类型的植被特征对中小流域洪涝灾害发生的影响。结果表明:流域洪涝灾害与地形地貌关系密切,研究结果对开展中小流域洪涝灾害监测有着重要的作用。     

湿地植被生物量动态监测模式初步研究应用

湿地是地球上最富有生物多样性的独特的生态系统，其植被生物量的变化与气候因素（光、温、水）密切相关。运用遥感技术，在地理信息数据和GPS实地调查数据的支持下，选取VEGETATION数据资料，对湿地植被生物量动态监测模式进行了初步研究。     

基于Sentinel-1 SAR数据的锡林浩特市典型草原土壤水分反演

土壤水分是影响植被生长发育的重要因子,为快速、有效了解典型草原植被生长状况及评估草原干旱灾害,以Sentinel-1合成孔径雷达(SAR)数据和地面实测数据为基础,利用雷达后向散射系数快速监测和反演锡林浩特市典型草原土壤水分并与地面实测数据进行对比。结果表明:SAR后向散射系数与实测土壤含水量存在显著相关关系,相关系数R~2达0.8;在不同地面粗糙度条件下,雷达后向散射系数与实测土壤水分相关系数达0.9。说明利用Sentinel-1 SAR数据能够快速、准确地对研究区进行土壤水分动态监测,这也将可能成为一种新的典型草原干旱监测方法。     

草地植被指数季节变化的遥感动态监测研究

利用EOS/MODIS卫星遥感数据,针对MODIS的应用特点,借鉴国内外基于遥感手段监测植被的方法以及植被指数的研究进展,探讨了草地变化动态监测的方式和方法。以乌鲁木齐地区为研究对象,用植被指数最大合成法,合成了该地区2004年4月至10月每个月的最大植被指数图。同时,利用每月合成的最大植被指数图,以乌鲁木齐南郊天山中段北坡的草地为典型研究区,通过典型区野外实地采样得到与MODIS影像资料时相一致的草地地上生物量数据,并利用ENVI软件提取出典型区各样点的植被指数值,分析了遥感植被指数与植被生物量的相关关系,从而建立起了植被指数在草甸和草原不同季节的生物量估测模型。     

基于3S技术的生态环境质量监测与评价方法研究

在《生态气象观测规范（试行）》、《生态质量气象评价规范（试行）》、《生态监测指标体系》等规范性文件的基础上,结合新疆的实际情况,基于3S技术,利用CBERS和EOS／MODIS卫星数据结合前期相关专业调查成果和数据以及社会经济发展数据,研究并构建了一整套生态环境质量监测与评价的指数,如湿润指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数、灾害指数、生物丰度指数和污染负荷指数等。在此基础上,分别建立了生态质量气象监测模型与评价标准以及生态环境综合监测模型与评价标准。     

2004年广东省干旱灾害遥感监测应用研究

针对广东省气候湿润、植被覆盖度高的特点,以NOAA/AVHRR资料为数据源,采用植被供水指数法,对2004年广东省发生的50年来最严重的一次干旱灾害进行遥感动态监测,并结合土地利用分类数据,采用掩膜技术提取干旱分类信息.研究结果表明,10月上旬全省部分地区出现旱情,10月下旬全省受旱总面积达到峰值,占全省面积的72.6%;11月上旬后期受旱面积有所减少,中旱、重旱区域有所增加,其后旱情总体呈减缓趋势,但在12月中旬出现了短暂的增加趋势.以11月上旬为例的干旱灾害分类研究还表明,水田、旱地、灌木、林地等不同的用地类型,其受旱比例依次递减.该研究结果较好地反映了本次干旱灾害的空间分布及发展过程,为相关部门进行干旱灾情评估、制定和实施抗旱减灾措施提供了科学依据.     

基于MODIS数据的黄河口植被覆盖变化与气候因子相关性分析

为黄河口地区植被的定量和动态监测等提供技术支持,利用2000—2015年黄河口地区250 m分辨率的MODIS数据,应用像元二分法原理,通过提取NDVI定量估算植被覆盖度并对其进行分级统计,并结合同期气象观测数据,研究分析了黄河口地区植被覆盖度与气候因子的相关性。结果表明:16a来黄河口地区植被低、中覆盖度面积呈减少趋势,高覆盖度面积呈增加趋势;植被覆盖变化对各类气候因子的敏感度不同,光照条件是影响黄河口地区植被覆盖变化的主要限制因子;最大相关时段内植被覆盖度与气候因子的年际变化总体趋势较为相似,在大多数年份两者具有一致性。     

黑河流域植被覆盖度计算及其影响的中尺度模拟

运用基于遥感的中国西北土地覆盖动态监测系统(NOAA AVHRR Processing Chain,NOAA-Chain)预处理系统对改进的甚高分辨率扫描辐射仪(AVHRR)影像资料进行处理得到的归一化植被指数(NDVI),基于像元二分原理得到2002年黑河流域植被覆盖度分布,将其与Gutman 1998年所作全球植被覆盖度数据在黑河流域范围进行了对比分析,发现2002年黑河流域中上游植被整体呈退化趋势,主要绿洲区植被覆盖度增大。分别将这两套植被覆盖度数据引入中尺度大气模式MM5中进行黑河流域中上游气候模拟。通过与气温观测值的比较,发现用黑河流域植被覆盖度数据模拟的气温偏差小于用全球植被覆盖度的模拟结果;植被分布与潜热通量分布的空间相关性最好;植被覆盖度变化对局地温度场变化影响很大。     

利用EOS/MODIS植被供水指数监测庆阳地区的土壤湿度

利用MODIS资料和庆阳市土壤湿度资料,拟合出了植被供水指数(VSWI)与土壤湿度的关系式,回归分析表明:MODIS植被供水指数与地面湿度之间有较好的线性关系,通过对2005年庆阳地区春旱的动态监测发现,用此方法监测的土壤湿度与实际测墒值基本吻合。因此,认为利用MODIS植被供水指数监测庆阳地区的土壤湿度是可行的。     

天津市夏季最大电力负荷过程个例分析

用天气学方法分析了天津市2002--2005年夏季最大电力负荷过程的天气背景场、气象要素场和人体舒适度指数。结果显示,在电力负荷上升阶段,高空由低压槽转为高压脊,副热带高压逐步北抬,地面气压、气温回升,风力减小;峰值阶段,副热带高压完全控制华北地区,地面均压,最高气温多日维持在35℃以上,综合反映气温、相对湿度和风速的舒适度指数超过1200。当高空槽再次临近,副热带高压南撤退出天津地区,强降水过程出现,气温、气压急剧下降,电力负荷极值过程宣告结束。分析表明,夏季最大电力负荷过程与天气系统的高低空配置、气象要素、舒适度指数存在一定规律性。     

土壤-植被-大气系统水分散失机理的数值模拟

以Eeardorff(1978)提出的陆面参数化方案和Noilhan等人(1989)土壤水分参数化方案为基础,对陆面物理过程参数化方案进行了改进,在模式中较详细地考虑了植被和地面的各种物理参量如地面和叶面的反射率和发射率,净叶面面积指数,植被的物理阻抗等,并与大气边界层模式耦合。应用该模式模拟了沙漠及绿洲地区不同植被覆盖率情况下的蒸散量、土壤含水量和表面温度的日变化和连续变化特征;对不同植被覆盖率的热量平衡特征进行了比较。结果表明该模式较好地反映了地表蒸散3阶段的变化趋势特征,揭示出下垫面热量平衡分量间的相互转换过程。该模式可以用于中尺度的气象和区域气候模式,模拟和预测不同植被覆盖情况下近地层的热量输送和水分散失情况。     

用NOAA卫星可见光和红外资料估算甘肃省东部农田区土壤湿度

应用NOAA卫星AVHRR通道1、2计算的植被指数和通道4的亮温、农业气象试验站观测的土壤湿度，并结合气象卫星完成的土地覆盖分类等资料，建立了由植被指数和亮温估算甘肃省东部农田区土壤湿度的方程。结果表明，农田土壤湿度与植被指数和亮温间均存在一定相关关系；用植被指数和亮温可以估计土壤湿度情况，并对干旱进行监测。     

基于大气-土壤-植被系统干旱发生发展过程的综合干旱指标构建与应用

适宜的干旱指标和高分辨率数据是准确监测干旱的基础。本研究从气象干旱和土壤干旱以及植被对干旱的响应出发,整合中国国家气象观测站、中国气象局陆面数据同化系统（CLDAS）土壤湿度（0.0625°×0.0625°）和MODIS叶面积指数（500 m×500 m）等多源数据信息,构建了基于气象干旱指数（标准化降水蒸散指数）、土壤干旱指数（土壤湿度百分位）和植被干旱指数（叶面积指数百分位）的综合干旱指数,并在中国东北地区开展了典型站点和区域10 km×10 km空间分辨率干旱监测试验。结果表明,综合干旱指数克服了单一气象干旱指数不能准确反映农业旱情及单一植被长势指数会将其他灾害引起的植被长势变差误判为干旱的不足,能够反映灌溉对干旱的影响,实现对大气-土壤-植被系统干旱发生、发展及其影响的监测。      

一种由卫星遥感资料获得的修正的土壤调整植被指数

目前,通过卫星遥感资料确定区域面上植被分布、类型的研究受到许多实用领域的普遍重视,并由此提出了许多形式不同的植被指数。由于土壤背景噪声是造成植被指数不确定的重要原因之一,为此不同学者在标准化差值植被指数的基础上提出了多种旨在能消弱土壤背景噪声的土壤调整植被指数,如权重差值植被指数、土壤调整植被指数和转化土壤调整植被指数等等。这些植被指数不同程度上消弱了土壤背景噪声,但是必须预先已知下垫面植被的密度分布或覆盖百分比,也就是说仅适合于求解某一小范围植被覆盖变化较小下垫面上的植被指数,而且其动态范围也偏小。本文提出了一种修正的土壤调整植被指数,土壤调整因子由植被指数自身调整,不需要其它辅助信息。计算结果表明其动态范围较大,与最佳土壤调整因子下的土壤调整植被指数差异小,因此对应用卫星遥感资料求解区域面上土壤调整植被指数极其有效。     

基于MODIS的广东省植被指数序列构建与应用

植被指数是衡量植被长势的重要指标,植被指数序列有助于准确地认知植被覆盖、土地利用和土壤水分的时空变化规律,以及进行干旱和植被生长监测.利用2004-2006年的MODIS数据,选择RVI、NDVI和EVI三种植被指数,采用最大值合成法进行广东省植被指数序列构建.按照不同植被覆盖对三种植被指数的年际变化规律进行分析,并通过NDVI进行植被覆盖度计算以及植被覆盖等级分类来分析植被的空间分布.结果表明,建立的植被指数序列能真实地反映植被生长规律,植被覆盖度和广东地区的植被实际分布状况一致.说明建立植被指数序列是动态监测广东省植被长势的及植被环境的变化的有效方法.     

黑河下游分水对额济纳绿洲植被恢复效果的遥感监测

利用1996、2000、2002和2006年4个时期的TM数据,计算了额济纳旗绿洲的NDVI,根据NDVI大小划分裸露地、稀疏植被区、中等植被区和茂密植被区4个等级,对比分析黑河分水前后额济纳旗绿洲NDVI的面积变化,了解黑河分水对下游植被恢复的效果。结果表明：1996～2002年,额济纳旗绿洲植被一直处于退化阶段;2006年,经过黑河连续7a的分水,下游植被得到较好的恢复,黑河下游的生态环境退化问题得到了缓解和恢复。     

On the coupling between vegetation and the atmosphere

Recent studies suggest that vegetation can drive large-scale atmospheric circulations and substantially influence the hydrologic cycle. We present observational evidence to quantify the extent of coupling between vegetation and the overlying atmosphere. Within the context of vegetation–atmospheric interactions, we reanalyze existing climatological data from springtime leaf emergence, emissivity, dew point temperatures, and historical records of precipitation and forest coverage. We construct new rainfall transects based on a robust global climatology. Using isotopic analysis of precipitation, we find that rain in Amazonia comes primarily from large-scale weather systems coupling interior regions to the ocean and is not directly driven by local evaporation. We find that changes in vegetative cover and state influence the temperature and moisture content of the surface and atmospheric boundary layer but are not reflected in observable precipitation changes. This analysis reaffirms the view that changes in precipitation over continental reaches are a product of complex processes only partly influenced but not controlled by local water sources or vegetation.