利用不同时相的航空像片研究盐渍风沙积涝土壤历史变化的方法与效果——以河南天然-文岩渠流域为例

欲了解一个地区的盐渍、风沙、积涝土壤的变化,必须研究该地区这些土壤在不同时期的分布状况。要查清这些土壤的分布现状,只要利用最新的航空像片进行土壤遥感制图即可做到。但要了解它们自某个历史时期以来的变化情况,由于时过境迁,则不很容易。而航空像片不仅详细、真实地记录了不同时期的土壤分布状况,而且还记录了它们在不同时期所处的环境条件,如排灌、植被、利用方式等状况。借助不同时期的航空像片来比较、分析各种土壤的分布状况及有关环境条件的变化,可以研究某些土壤的变化和引起其变化的原因。在天然文岩渠流域盐渍、风沙、积涝土壤历史变化的研究中,我们以1957和1983年的航空像片为主要资料,完成了所述的研究任务。     

基于遥感的四川省二级流域地表覆盖变化动态监测

为分析四川省境内各二级流域地表覆盖现状及动态变化趋势,基于遥感技术获取四川省2000-2015年3期地表覆盖分类数据,并分析境内长江干流、嘉陵江、岷江-大渡河等流域地表覆盖现状及16年来的动态变化情况。结果表明,五大流域中,耕地面积及其占比最大的是嘉陵江流域,林地面积及其占比、建设用地面积最大的是岷江-大渡河流域,草地面积最大的是雅砻江流域,建设用地占比最大的是长江干流流域;2000-2015年,各流域地表覆盖变化率从高到低排名依次为:嘉陵江流域、岷江-大渡河流域、长江干流流域、雅砻江流域、黄河干流流域;各流域主要地表覆盖变化表现为耕地转换为建设用地和林地。     

不同类型土壤Cu含量高光谱联合反演建模

为探明不同类型土壤重金属Cu的敏感波段及构建普适性高光谱定量反演模型,该文以湖南省红壤、水稻土和潮土3种主要类型土壤为研究对象,在光谱预处理及组合变换基础上,采用相关性分析和逐步回归筛选重金属Cu敏感波段,并分别构建一元回归和逐步回归联合反演模型。结果表明,相较于原始光谱,组合变换光谱与土壤重金属相关性明显提高;通过逐步回归筛选重金属Cu的敏感波段位于400～850 nm和1 800～2 200 nm区域;相较于一元线性回归,逐步回归模型预测精度显著提升,应用对倒一阶微分光谱中400、590、620、670、790、850、1 790、2 270 nm波段反射率构建逐步回归模型反演精度达到最优,满足重金属Cu含量监测精度需求,同时为发展基于高光谱影像大面积反演不同土壤类型重金属Cu含量提供理论支撑。     

海河流域湿地格局变化分析

利用遥感和GIS技术,制作了海河流域1980年、1990年、2000年和2007年4期湿地分布图,分析了湿地格局变化过程与区域气候变化以及人类活动的影响.结果表明:(1)流域内天然湿地面积萎缩趋势明显,由1980年的5360 km2降至2007年的4331 km2;人工湿地面积先增加后减小,由1980年的3492 km...     

延河流域土地利用变化特征分析

研究土地利用时空变化特征对促进区域生态经济协调发展具有重要意义.以延河流域为例,基于不同时期遥感影像,借助RS、GIS和ENVI软件平台技术,获取了1980-2015年延河流域土地利用变化状况,并进行了土地利用转移分析;在此基础上解译了不同时期的土地利用类型,分析了延河流域土地利用时空变化特征和影响因素.结果表明,1980-2000年流域内土地利用结构整体变化较小,耕地、林地、草地3类土地利用面积相互转化频繁但整体面积趋于稳定,建筑用地面积增加了1.25倍;2000-2015年流域内耕地、林地和草地发生了显著变化,其中耕地面积减少了28％,林地面积增加了40％,草地面积增加了15％,建筑用地面积增加了近两倍,但比例很小,未利用地和水体变化幅度不明显;2000年前后流域内土地利用变化空间特征存在明显不同,2000年之前各土地利用类型变化主要发生在延安市区,2000年之后整个流域地区均有不同土地利用类型的转移;2000-2015年国家"退耕还林、草"生态修复政策、产业经济生产总值不断上升、人口数量稳定增长、城镇化发展迅速等均对流域土地利用结构产生了影响.     

北京市昌平区大比例尺土地利用现状调查

昌平区地形地貌多样,表现出明显的垂直变化.土质为岩石风化形成的薄层褐土和第四纪冲积物上形成的厚层潮土,土壤类型属褐潮土,是粮、棉、油、经济作物和蔬菜生产的重要基地.本文将详细介绍北京市昌平区大比例尺土地利用现状调查方法.     

基于遥感技术的开都河下游绿洲区土壤盐渍化动态监测研究

以3期遥感图像为数据源,经图像处理,并结合野外考察,建立解译标志进行遥感解译。结果表明,开都河下游绿洲区的盐渍化土地面积呈先增加后减少趋势,盐渍化程度呈先加重后减轻趋势;盐渍化土壤主要分布在开都河沿岸低洼地和博斯腾湖湖滨地区及其北岸清水沟、曲惠渠、乌什塔拉渠两岸附近;盐渍化的形成与研究区地形地貌、地下水以及干旱的气候条件密切相关,人类农业活动对盐渍化土壤形成具有重要作用。     

1990-2019年艾丁湖流域城市空间扩展遥感监测

基于卫星遥感影像,监测艾丁湖流域1990-2019年土地覆盖类型变化,并利用多种城市变化监测指数及雷达图方法,揭示以自然流域为研究范围的城市扩展变化过程,并探究其驱动机制。结果表明:(1)1990-2019年,流域内土地类型变化巨大,城市扩展明显,建成区面积扩大了近3倍;(2)流域内城市扩展经历了中速扩张和高速扩张两个阶段;(3)流域内3个主要城市建成区面积分别扩展了约40 km²、60 km²、40 km²,3个城市均在原基础上整体向外扩展,在2000年后托克逊县向西南方向扩展明显,吐鲁番市向西北和东方向扩展更为明显,鄯善县除原西南和东北方向外还增加了西北的扩展方向。自然条件是制约西部干旱地区城市发展的主要因素,同时西部地区的城市扩展受经济和政策因素的影响逐渐增强。     

坡度统计分析的最小面积阈值研究

为了找出能保证流域坡度统计分布最基本特征的最小面积阈值,该文基于1:5万地形图建立数字高程模型(DEM),在3个不同地貌类型样区,提取坡度、坡长及等高线曲率等指标,并计算坡度频率曲线和不同流域面积的直方图相似度指数;计算并分析了各样区坡度分布与流域面积的关系,分析了流域面积与直方图相似度指数变化率之间的关系,完成流域最小面积的判定,从流域侵蚀及侵蚀地貌分带方面对确定的最小面积阈值进行了论证。该文得到破碎丘陵样区、缓坡丘陵样区和极陡山地样区面积阈值分别为19.51、118.39、144.77 km~2。     

坡度统计分析的最小面积阈值研究

为了找出能保证流域坡度统计分布最基本特征的最小面积阈值,该文基于1:5万地形图建立数字高程模型(DEM),在3个不同地貌类型样区,提取坡度、坡长及等高线曲率等指标,并计算坡度频率曲线和不同流域面积的直方图相似度指数;计算并分析了各样区坡度分布与流域面积的关系,分析了流域面积与直方图相似度指数变化率之间的关系,完成流域最小面积的判定,从流域侵蚀及侵蚀地貌分带方面对确定的最小面积阈值进行了论证。该文得到破碎丘陵样区、缓坡丘陵样区和极陡山地样区面积阈值分别为19.51、118.39、144.77 km~2。     

孤山川流域近30年土壤侵蚀时空动态特征分析

针对区域水土保持效益评价、土壤流失治理的需求,选择黄土高原土壤侵蚀较为严重的孤山川流域为研究区,定量研究了孤山川流域近30a的土壤侵蚀时空变异特征。结果表明,1975~2006年间,研究区土壤侵蚀的变化分两个阶段。第一阶段为1975~1986年,土壤侵蚀强度加剧,侵蚀面积增加了138.13km2,流域东南部增加最多;第二阶段为1986~2006年,全流域土壤侵蚀强度减弱,侵蚀面积减少了163.09km2,1986年和1997年,东部地区减弱趋势更明显。中度以上的土壤侵蚀主要发生在高程1 070~1 300m处,都对应于18°~35°的陡坡地;1975年和2006年,中度以上侵蚀分别集中在900~1 150和1 300~1 800,单位为MJ·mm·hm-2·h-1。流域土壤侵蚀主要发生在耕地和林地。1975~2006年,耕地面积减少,林草地面积增加,土地利用向良性循环发展。可为认识黄土丘陵沟壑区I副区土壤侵蚀规律和该区土壤侵蚀防治宏观决策提供科学支撑。     

黄淮海流域城镇扩展遥感调查

利用1975年MSS、2000年ETM和2006年CBERS-2遥感数据提取黄淮海流域城镇面积变化信息.调查结果表明,黄淮海流域城镇而积变化具有明显的特点,东部沿海地区城镇面积扩展迅速.城镇面积变化总体呈增加趋势,从1975～2006年增加了46631.13 km2,平均每年增加1504.23 km2.黄淮海流域的自然地理、人文条件等决定了全流域城镇面积扩展的变化趋势,经济的快速发展加速了城镇扩展的进程.     

基于分区-集成的黄河流域生态脆弱性评价

黄河流域是中国重要的生态安全屏障、资源能源集聚地区、生产活动高度密集地区,其生态环境变化直接关系到流域生态与经济可持续发展。研究基于"分区-集成"的评价方法,选取水资源、气候、土壤、植被及人类活动等指标建立评价体系,引入乘法模型,对黄河流域的生态脆弱性进行了量化评价与空间异质性分析。结果表明:流域整体生态环境呈中度脆弱,中度脆弱地区占流域面积的42.46%,脆弱性较为严重的地区主要为流域上游沿黄城市经济带; 2000—2018年流域生态脆弱水平先降低后升高,其中2000年生态问题最为突出,2015年脆弱程度最低,其综合脆弱指数分别为2.28和2.00;流域范围内生态脆弱性分布与趋势演变空间差异明显,流域上游高原地区生态脆弱程度明显升高,沿黄城市带脆弱性等级无明显变化,中下游地区生态环境改善趋势显著。     

柴达木盆地土壤盐渍化程度快速动态监测

针对柴达木盆地土壤盐渍化的时空变化问题,该文采用了反演土壤盐度指数的方法快速评估了该地区的盐渍化程度变化及其空间分布,并且选择2015年利用土壤采样方法获取标本验证SI在研究区的适用性,集成RS技术和GIS空间分析的优势,综合利用空间分析和时序分析技术对柴达木盆地2000-2015年的盐渍化程度和分布面积进行了时空变化分析.研究结果表明了 SI值在研究区的适用性,同时发现2000-2015年,柴达木盆地土壤盐渍化的面积和程度整体上均有明显降低趋势,尤其在重度盐渍化区域更为明显,但中、低度积盐面积,程度均有所增加.研究可以为柴达木盆地土壤盐渍化程度的快速评估提供参考.     

全球典型流域地表覆盖变化与净生态系统碳交换量时空相关性分析

随着社会经济的发展,流域管理目标已从早期的防洪、供水、航运等转变为注重资源利用和生态保护的综合管理,并在全球生态系统碳平衡中扮演着重要角色。作为量化生态系统固碳能力的重要指标,净生态系统碳交换量(NEE)在不同地表覆盖类型中的碳源/汇能力存在显著差异。探究全球典型流域地表覆盖类型与NEE的时空相关性对流域生态管理等具有重要意义。本文以全球30 m地表覆盖数据(GlobeLand30)和全球陆地净生态系统碳交换量数据为基础,分析2000—2020年全球8个典型流域的地表覆盖及NEE时空变化特征,研究地表覆盖类型变化与NEE的时空相关性。结果表明：(1)2000—2020年,流域内耕地、裸地、人造地表、湿地、水体及苔原面积增加,草地面积先增加后减少,整体为增加状态;(2)2000—2020年,流域整体NEE先减小后增加,整体为减小趋势,碳汇能力增强;(3)2000—2020年,草地与NEE呈显著负相关,耕地、裸地、人造地表、湿地及水体面积与NEE在2010—2020年呈正相关,地表覆盖类型变化对NEE有显著影响。本文可为流域碳中和管制和土地利用空间优化调控提供理论参考,推动流域协同减排和高...     

近40年波密县积雪时空分布特征分析

基于1977—2017年的Landsat卫星数据,研究区域积雪季节变化特征以及积雪变化与气候特征之间的响应机制。对Lantsat数据采用面向对象法、雪盖指数法提取波密县流域的积雪像元,研究结果表明,近40年来波密县流域积雪面积在年际尺度上整体面积急剧下降,40年间积雪覆盖率由67%下降至18%,尤其是2007—2017这10年,波密县流域的积雪面积呈现明显下降的趋势。全球气候变暖可能是波密县流域积雪面积不断变小的主要原因。     

青海湖流域土壤遥感分类

选择青海湖流域内一个代表性区域为试验区,以TM数据和地形数据为主要数据源,在GeoEye-1高分辨率影像和土壤图的辅助下,采用最大似然监督分类方法,探讨了遥感技术在青海湖流域土壤分类中的可行性。使用主成分分析、缨帽变换、波段组合等图像处理技术,从TM图像中提取了多种图像特征,并结合高程、坡度及坡向等地形参数,共同生成分类特征数据集进行遥感分类。研究表明,基于遥感图像和地形数据提取的分类特征,有效地区分出试验区内9个土壤亚类和1个非土壤单元,总体分类精度达到了91.76%。     

流域耗水平衡方法与应用

流域水量平衡分析是水资源现状评价与水资源合理调度研究工作中的-个核心.本文基于遥感技术估算的蒸散,结合监测统计数据,提出了流域耗水平衡方法,以海河流域为例进行了2002年-2007年流域及子流域的耗水平衡分析,流域多年平均蓄变量为-62.3亿m3,其中农业生产是流域水资源消耗的主要因素,占耗水总量的54.3%,年际变动范围较小(-5%-8%).通过流域蓄变量变化和流域蒸散结构的分析,揭示海河流域存在的水资源问题,为流域水资源管理和节水型社会建设耗水控制和节水方案提出建议.     

云蒙湖流域不同坡度的土壤侵蚀特征

针对定量分析土壤侵蚀在各坡度等级上的空间分布研究较少的现状,该文选用通用的土壤流失预报方程,对云蒙湖流域1986—2010年间的土壤水力侵蚀状况进行了定量的估算,以探讨不同坡度上的土壤侵蚀特征,并进一步分析了土壤侵蚀变化与人类活动的关系。分析得出:土壤侵蚀强度发生在人类活动比较频繁的区域上(8~25°坡度)更为严重;2010年比1986年强度以上所占比例在15°坡度等级上相对更低,在15°坡度等级上有所增加;云蒙湖流域主要土壤侵蚀量发生在25°坡度上;2010年比1986年耕地面积减少、林地和居民用地面积增加是土壤侵蚀降低的主要因素。     

土壤水分及粗糙度对比辐射率的影响

比辐射率是影响地表温度遥感反演精度的主要因素,是定量热红外遥感领域研究的核心内容,其与土壤质地、土壤成分、土壤水分和土壤粗糙度关系密切。首先通过试验方法初步研究了土壤水分和土壤粗糙度对土壤比辐射率的影响。其次采用傅里叶变换红外光谱仪观测不同水分条件下土壤比辐射率波谱。最后采用基于改变两次环境观测原理的一种主被动漫射式实时比辐射率测定装置观测不同粗糙度条件下8—14μm土壤比辐射率均值的变化。结果表明,土壤比辐射率随土壤水分的增加而增加,其中影响最显著波段范围是3.3—5.3μm,这个波段范围内波段平均比辐射率干土与湿土差异大于0.2;影响最小的波段范围是11—15μm,这个波段范围内波段平均比辐射率干土与湿土差异在0—0.015之间;在热红外波段,8—9.5μm是土壤水分对比辐射率影响最大的波段,干土与湿土比辐射率差异大于0.05;土壤比辐射率随着粗糙度的增加略有增加,干土和湿土都有此规律。