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。     

西藏过布错湖泊演化的遥感分析

高原湖泊的演化研究是全球环境研究的重要组成部分,本文以西藏过布错湖泊为研究对象,利用RS、GIS技术,以TM图像为遥感信息源,根据遥感图像上过布错湖泊演化过程中所留下的相关沉积物的影像特征,反演古湖泊在四个不同时期的水域范围,并进一步分析了演化原因以及相应解决对策。研究表明,从更新世晚期至今,湖泊面积缩小了258.2km2。水位下降了76m,其中,在更新世晚期至全新世早期湖泊萎缩速度最快,其间分离出了一些小湖泊,此后湖泊退缩较慢。     

江苏湖泊渔业综合管理信息系统的设计与实现

江苏湖泊渔业综合管理信息系统是利用GIS技术、数据库技术、网络技术等手段,在充分整合江苏湖泊数据的基础上,规范技术标准和数据标准,紧紧围绕服务“现代湖泊、生态湖泊”这一中心,建立的全省统一的湖泊渔业GIS系统.它实现了数据库和计算机技术的集成,为社会经济发展、湖泊综合管理、湖泊环境保护和湖泊科学研究提供了全面的、多层次的信息共享服务.     

虚拟地形环境及其可视化

随着计算机技术、可视化技术、GIS技术以及遥感技术的发展，虚拟现实技术已经应用于地形环境的表现，对于虚拟地形环境的可视化研究已经成为当前的热点。本文介绍了虚拟地形环境的概念、分类，分析比较了地图可视化与虚拟地形可视化，最后对虚拟地形环境的可视化进行了论述。     

基于Skyline的三维GIS构建与研究

三维GIS是指能对区域空间内的对象进行三维描述和分析的GIS系统。随着三维GIS的发展与应用,二维GIS数据难以满足信息化的发展以及对信息数据的客观需求,三维GIS的出现弥补了二维GIS在空间上表达的不足。与二维GIS相比较,三维GIS可实现对空间信息的直观可视化表达,可进行多维度的空间分析,这使得三维GIS成为信息化建设的重要成分,是目前GIS研究和发展的主要方向。Skyline凭借其国际领先的三维可视化显示技术,可以利用遥感影像数据、数字高程数据搭建一个对现实世界进行模拟的三维大场景。Sketch Up、3DMAX都是很好的三维建模及模型渲染软件。本文总结了国内外三维GIS的研究现状,研究了基于Skyline的三维GIS构建的关键技术,包括三维场景的构建与优化、数据加载以及协同技术,以及基于Sketch Up、3DMAX的精细模型的构建、模型导入Skyline。     

一种三维网络GIS空间数据可视化方法的研究

三维GIS空间数据可视化是三维GIS建模的基础,针对网络环境下三维GIS在空间可视化方面存在的不足,本文提出了一种基于VRML的真三维模型构建方法。以点、线、面和体四类拓扑元素之间的拓扑关系为依据组织建立数据库,结合分布式虚拟现实技术搭建起真三维模型网络发布平台,成功实现三维空间数据的可视化。研究表明,该方法能根据三维拓扑关系建立真三维模型,为三维数据的可视化和共享、真三维GIS空间分析提供了一种新的方案。     

基于DMSP/OLS灯光数据的新一线城市空间扩展研究

利用DMSP/OLS夜间灯光影像,综合运用地理学、分形几何学、RS和GIS分析技术,以15个新一线城市为研究对象,对城市的时空扩展和空间格局演变过程进行了分析.结果表明,各新一线城市建成区的高强度加速扩展主要表现为“圈层式”延伸和“跳跃式”新城区的建立;具体演变特征为:城市圆度和紧凑性水平降低,分形维数逐步增大,建成区离散程度逐渐增加,城市外部形态复杂度增大.     

中国湖泊数据库的设计

中国湖泊数据库作为科学数据库的组成部分,是在中科院南京地理与湖泊研究所会和各兄弟单位对我国湖泊湖区长期调查研究积累基础上建立的数据库,内容包括了湖泊属性数据、湖泊空间数据和湖泊遥感图像数据等多种形式.该库可以为科研机构、教学单位、政府部门和生产部门提供信息服务.讨论了湖泊数据库设计中的几个问题,包括湖泊数据库系统功能框架、运行环境、湖泊属性库与湖泊空间库的设计.     

基于空间数据库VRGIS的研究与应用

结合空间数据库、GIS、计算机图形学、RS等技术构建了虚拟现实地理信息系统。通过研究地形数据的生成及空间数据库的存储管理,实现了遥感影像的自动配准及无缝拼接;基于四叉树的LOD算法、地形节点评价系统、动态调度及大规模纹理映射等技术的研究,实现了地形数据的3维可视化;提出了自适应特征数据覆盖渲染算法,将2维GIS特征数据覆盖叠加到所创建的3维模型上,构建了虚拟现实环境。该系统成功应用于胜利油田,实现了地下油田的虚拟现实3维可视化,具有一定的理论价值和现实意义。     

浅谈利用高分辨率卫星影像实现城市三维可视化

利用高分辨率卫星遥感影像提取地物数据，使用虚拟现实技术对城市景观进行三维重建。使用纹理映射技术，构建具有高度真实感的城市三维景观，是城市基础空间数据库和城市GIS的重要组成部分。本文就利用高分辨率卫星影像实现城市三维可视化进行了探讨。     

Lake variations in response to climate change in the Tibetan Plateau in the past 40 years

The Qinghai-Tibetan Plateau plays an important role in global climate and environmental change and holds the largest lake area in China, with a total surface area of 36,900 km². The expansion and shrinkage of these lakes are critical to the water cycle and ecological and environmental systems across the plateau. In this paper, surface areas of major lakes within the plateau were extracted based on a topographic map from 1970, and Landsat MSS, TM and ETM+ satellite images from the 1970s to 2008. Then, a multivariate correlation analysis was conducted to examine the relationship between the changes in lake surface areas and the changes in climatic variables including temperature, precipitation, evaporation, and sunshine duration. Initial results suggest that the variations in lake surface areas within the plateau are closely related to the warming, humidified climate transition in recent years such as the rise of air temperature and the increase in precipitation. In particular, the rising temperature accelerates melting of glaciers and perennial snow cover and triggers permafrost degradation, and leads to the expansion of most lakes across the plateau. In addition, different distributions and types of permafrost may cause different lake variations in the southern Tibetan Plateau.     

青藏高原湖泊面积、水位与水量变化遥感监测研究进展

青藏高原湖泊数量多、分布广、所占面积大,是亚洲水塔的重要组成部分,其受到人类活动的干扰较少,是理解高原生态环境变化机理的钥匙.青藏高原湖泊是气候变化敏感的指示器,在全球快速变暖背景下其对气候变化的响应如何?本研究基于多源遥感数据监测结果,系统地总结了青藏高原湖泊(大于1 km2)在过去近50 a(1976年-2018年...     

太湖流域典型中小湖群水资源利用及动态变化的遥感调查与分析

近年来太湖流域中小型湖群的网围水产养殖业带来了十分可观的经济效益，挑、涌湖经遥感分析网围养殖面积占总湖水面积75％以上，属超密度网围。超密度网围养殖的负面效应是湖水营养盐急剧增高，水草资源大幅度减少，从而破坏了湖泊的生态平衡，恶化了湖水环境。采用15年以来的陆地卫星影像结合航空数据，对研究区的水资源利用类型、空间分布及变化状况进行了分析解译和目标分类，结合佃技术，对各类型进行了面积量算，推算了网围养殖密度，同时遥感分析了养殖水域环境和水草资源的变化，并展开了野外实地调查验证。     

中国湖泊分布与变化：全国尺度遥感监测研究进展与新编目

湖泊提供重要的生产生活用水,在维系生态安全方面发挥显著的价值。中国地理环境复杂多样,湖泊类型各异,不同湖区间的湖泊时空变化特征及驱动机制复杂。两次全国湖泊调查是国家尺度的湖泊变化监测的开创性工作,近年来伴随遥感数据源的海量积累和湖泊遥感提取方法的快速发展,大尺度湖泊水体变化遥感监测研究取得了长足的发展。然而,由于人工判读、湖泊类型判别依据和遥感数据源时相的差异,湖泊水体遥感提取结果及面积估算存在不同程度的出入。首先,本文总结了现有全国尺度湖泊监测研究的遥感数据源、方法和结果,分析了不同研究分析结果差异的可能原因。其次,本文基于1980s—2010s时段Landsat影像制图的湖泊水淹频率数据集的最大水域范围信息,提取并生成了全国湖泊新编目,以其作为该时段内湖泊判定和水体变化监测空间约束的统一参照,避免了因遥感数据时相与年际、年内湖泊水域范围波动对遥感提取结果及湖泊面积计算带来的差异。最后,本文从湖泊水淹范围频度的统计角度,初次提出了可体现湖泊面积年内与年际变化情况的统计指标——概率等效面积,用于监测和指示湖泊水域动态。结果表明,近30年来,中国有3741个最大水域范围大于1 km²的湖泊,总面积约93723 km²,其中青藏高原湖区的湖泊数量约占全国三分之一,总面积超过了全国的一半。全国湖泊总面积呈显著上升趋势,不同湖区的变化趋势差异明显:青藏高原湖区和新疆湖区湖泊面积显著上升,东部平原湖区、内蒙古高原湖区和云贵高原湖区显著下降,东北平原与山地湖区波动式变化、趋势不显著。研究结果总体表明中国湖泊水资源的时空不平衡状况在加剧。     

Remote sensing of alpine lake water environment changes on the Tibetan Plateau and surroundings: A review

Alpine lakes on the Tibetan Plateau (TP) are key indicators of climate change and climate variability. The increasing availability of remote sensing techniques with appropriate spatiotemporal resolutions, broad coverage and low costs allows for effective monitoring lake changes on the TP and surroundings and understanding climate change impacts, particularly in remote and inaccessible areas where there are lack of in situ observations. This paper firstly introduces characteristics of Tibetan lakes, and outlines available satellite observation platforms and different remote sensing water-body extraction algorithms. Then, this paper reviews advances in applying remote sensing methods for various lake environment monitoring, including lake surface extent and water level, glacial lake and potential outburst floods, lake ice phenology, geological or geomorphologic evidences of lake basins, with a focus on the trends and magnitudes of lake area and water-level change and their spatially and temporally heterogeneous patterns. Finally we discuss current uncertainties or accuracy of detecting lake area and water-level changes from multi-source satellite data and on-going challenges in mapping characteristics of glacial lakes using remote sensing. Based on previous studies on the relationship between lake variation and climate change, it is inferred that the climate-driven mechanisms of lake variations on the TP still remain unclear and require further research.     

基于遥感和GIS的区域生态环境分类研究

本文以石羊河流域为例,研究了基于卫星遥感数据与数字高程模型的区域生态环境分类方法。其研究 机理是:利用遥感技术获取相关生态环境专题信息,运用GIS空间分析技术自动生成流域范围的生态环境边界, 形成了一种科学的区域生态环境分类方法。     

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。     

浅水湖泊水生植被遥感监测研究进展

在浅水湖泊中,水生植物具有净化水质、抑制藻类、提供鱼类食物和栖息环境等生态功能,同时,其过度扩张也会加速湖泊淤浅和沼泽化、引起湖泊二次污染等环境负效应.实时动态地掌握湖泊水生植被类群和种群的空间分布及其面积、生物量等指标信息,对湖泊生态修复和评估、水生植被恢复和管理等具有重要现实意义.遥感技术的大面积、实时、动态等特点...     

A geospatial study of the drought impact on surface water reservoirs: study cases from Texas,USA

Satellite images have been used historically to measure and monitor fluctuations in the surface water reservoirs. This study integrates remote sensing and Geographic Information System (GIS) technologies to investigate the impact of drought on 10 selected surface water reservoirs in San Angelo and Dallas, Texas. Oscillations in summer and winter months throughout the 2005–2016 period were assessed using multispectral images from Landsat-5, ?7, and ?8, and changes in the reservoirs were characterized and correlated against local climate data of each reservoir. For quantitative comparisons of the time-series measurements, a robust density slicing approach was employed to classify the range of values of the raster cells in the near-infrared band of Landsat images for each lake into three desired classes (deep water, shallow water, and dry area) based on the natural breaks inherent in the dataset. Statistical analysis shows that the overall accuracy of the classification is about 94%, which demonstrates the efficiency of the density slicer to accurately estimate surface water area changes from an individual Landsat band. Shrinkage in the surface water area over the study period reveals the concrete impact that the drought along with other factors have on the 10 selected lakes. The San Angelo lakes located in west central Texas experienced a nearly consistent pattern of change during most of the study period; whereas the Dallas lakes in northeast Texas followed the oscillating pattern of drought and correlated closely to the local conditions. Shockingly, the extreme drought caused complete vanishing of several lakes, and consequently Texas had to remove them from its recreational plans. Our new findings can certainly help with the water resource management in Texas and our study approach can be adapted for monitoring lake oscillations in other areas across the world. This geospatial study demonstrates the societal benefits from incorporating remote sensing and GIS in investigating geo-environmental problems associated with severe climate changes.