热红外遥感技术探测干旱区绿洲-荒漠交错带地下水分布的方法研究

利用遥感的热红外数据探测干旱区绿洲-荒漠交错带地下水地分布主要目的，以Landsat-7 ETM 的第6波段为数据源，结合实地考察获取地下水位、土壤温度和相关辅助资料的基础上，应用遥感-数学相结合的方法，建立了地表温度和地下水的相关方程，制定了反演地下水水位的定量模型。该模型在新疆于田绿洲——荒漠交错带试验结果表明，研究结果符合实际，实地测量值与模型反演值的相关系数为0．893。     

2001-2015年天山山区积雪时空变化及其与温度和降水的关系

采用2001-2015年MODIS积雪和陆表温度数据、中国高时空分辨率降水数据,基于趋势分析和相关分析方法,分析了天山山区积雪时空变化及其与温度和降水的关系。结果表明：（1）年内积雪面积变化受海拔影响,海拔≤4 000 m,呈单峰型分布,积雪面积冬季大,夏季小;海拔介于4 000~≤5 000 m,积雪面积分别在春季和秋季出现两次峰值;海拔>5 000 m,积雪面积变化与低海拔相反,在夏季达到最大,冬季最小。就年际变化而言,全区积雪面积呈略微减少趋势,其中秋季略微增加,春季变化不大,冬季和夏季明显减少。（2）积雪覆盖频率受水汽来向和地形影响,呈西高东低、北高南低分布格局,与海拔呈正相关。山区大部分区域积雪覆盖频率呈减少趋势,其中海拔介于3 600~≤4 600 m的积雪覆盖频率减少最为显著。（3）在春、夏季,温度是决定积雪面积变化的主要因素,与积雪面积呈负相关;在秋、冬季,降水对积雪面积变化的贡献大于温度,与积雪面积呈正相关。（4）积雪覆盖频率整体上与年均温度呈负相关,与降水呈低度正相关,相关程度及显著性水平在空间分布上存在差异,温度对积雪覆盖频率变化的贡献大于降水。     

基于元素含量和空间变异系数的化探异常信息识别

化探异常信息识别是化探数据分析最重要的任务之一, 也是化探数据在资源勘查领域受到广泛关注的最重要原因, 前人对化探异常信息识别做过大量研究, 这些研究中的大多数主要关注化探示踪元素的含量, 近而根据含量指标计算异常阈值, 而对示踪元素在空间中的分布特征关注较少。本文选择 1: 20万比例尺的克拉玛依幅为研究区, 根据区内金矿的矿床地球化学特征选择Ag、As、Au和Sb等4种元素为本区内金矿的示踪元素, 以地球化学元素分散晕形成理论为依据, 使用GIS技术和Matlab软件绘制研究区内4种金矿示踪元素的综合地球化学异常图。结果表明, 与传统阈值方法得到的化探异常图相比, 本文得到的化探异常图能够更好地指示研究区内已知金矿。     

利用GRACE 数据监测中亚地区陆地水储量动态变化的研究?

利用2003年1月至2013年1月10 yr 间的GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment)重力场恢复与气候实验重力卫星数据,辅以 TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission)/CMAP (Climate Prediction Center’s Merged Analysis of Precipitation)降水量数、NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)数据、DEM (Digital Elevation Model)数据等多种数据源及诸多GIS (Geographic Information System)手段,分析了121个月内研究区陆地水储量的动态变化情况。研究结果表明：⑴自东向西研究区陆地水储量变化程度由微弱逐步变化为非常剧烈;⑵巴尔喀什湖域外流区、鄂毕河流域以及部分叶尼塞河中下游地区的陆地水储量持续增长趋势显著;⑶锡尔河流域、阿姆河流域的交界处、幼发拉底-底格里斯河流域和里海西南海岸交界范围内,陆地水储量呈现了急剧降低的趋势;⑷降水量、蒸散发、地表植被的覆盖变化、地形因素等自然因素均对陆地水储量产生影响作用;⑸陆地水储量最大值出现的时间滞后于降水量最大值出现的时间。     

新疆典型盐渍土微波介电特性响应分析与建模

土壤盐渍化对区域经济和生态可持续发展产生负面影响。微波介电常数是微波遥感探测土壤的关键因素,然而介电常数与盐分的关系仍不清晰。为分析盐分类型及含盐量对土壤介电常数的影响,在0.3~20.0 GHz频率下,测量了新疆典型的2种盐渍土类型（硫酸盐-氯化物型： \mathrm{N} {\mathrm{a}}_2 \mathrm{S} {\mathrm{O}}_4 - \mathrm{N} \mathrm{a} \mathrm{C} \mathrm{l};氯化物-硫酸盐型： \mathrm{N} \mathrm{a} \mathrm{C} \mathrm{l} - \mathrm{N} {\mathrm{a}}_2 \mathrm{S} {\mathrm{O}}_4）的介电常数,探讨含水量、含盐量、盐分类型及质地对土壤介电特性的影响。结果表明：（1） 含盐量对湿润土壤、干燥粉壤土的复介电常数实部（ \epsilon \mathrm{\text{'}}）和虚部（ \epsilon ″）均产生影响。（2） 对于同等级的2种湿润盐渍土在0.3 GHz频率下,整体上 \epsilon {″}_{\mathrm{N}{\mathrm{a}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4-\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}}> \epsilon {″}_{\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}-\mathrm{N}{\mathrm{a}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4}。（3） 虚部的电模量（ M ″）与含盐量的关系更紧密,且0.3~5.0 GHz是重要的频率范围。研究结果可为复杂下垫面下土壤盐渍化的微波遥感监测提供科学支持。     

基于Ts-NDVI特征空间的绿洲土壤水分监测算法改进

土壤水分胁迫是干旱区绿洲生态环境和可持续发展面临的主要问题,开展区域尺度下大面积、高精度的土壤水分监测,有利于该地区旱情预报、作物估产、气象水文等领域研究。以T_s-NDVI特征空间为理论基础,以新疆渭干河-库车河三角洲绿洲为研究靶区,选择典型干湿季节下Landsat 8遥感影像,在传统温度-植被干旱指数（TVDI）算法基础上,考虑大尺度研究区下垫面异质性（植被覆被、地形起伏）对辐射能量平衡的影响,分别采用植被水分指数（VWIs）、加入大气温度（T_a）和DEM校正后的地表温度（T_s）与NDVI相结合,构建了植被干旱指数（VDI）和改进型温度-植被干旱指数（iTVDI）,并结合同期实测土壤水分数据对3种算法进行比较。结果表明：3种算法在一定程度上均能比较客观反映旱情特征,与表层土壤含水量呈现不同程度的负相关,其中,iTVDI相关性最好,TVDI次之,VDI相关性最低;相较植被生长初期而言,3种算法均在植被生长成熟期具有更好的水分监测能力。     

基于GF-1遥感影像的艾比湖区域田间尺度土壤盐渍化监测方法

土壤盐渍化是制约农业生产和发展的主要障碍。目前土壤盐渍化的遥感监测主要基于中、低分辨率卫星影像,并采用传统的基于像元分类方法,对盐渍化信息的细节描述不足,监测精度不高。本文使用国产GF-1影像,结合自上而下的多尺度分割技术和面向对象的信息提取技术,针对田间尺度下的盐渍化信息进行精确地提取、分类,并与传统分类方法进行了对比。结果表明：面向对象法和最大似然法的分类总体精度分别为92.72%和84.31%,Kappa系数分别为0.90和0.78。该技术能准确提取田间尺度下的盐渍地信息,在未来的农田盐渍化高精度监测研究中具有一定应用价值和发展潜力。     

塔里木盆地北缘绿洲土地利用与生态系统服务价值的时空变化研究——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

生态系统服务价值的研究是目前生态学研究的热点之一。应用Costanza生态系统服务价值计算公式,采用谢高地等人的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表,分析了1996—2004年渭干河-库车河三角洲绿洲土地利用的时空变化,并计算由此导致的生态系统服务价值及其结构的时空变化,结果表明:①1996—2004年,渭干河-库车河三角洲绿洲总ESV增加,但生态系统服务价值结构变化较大,生态系统提供某些单项服务的功能相对减弱。②1996—2004年,原材料服务功能价值比例上升最多,废物处理服务功能价值比例下降最多。③1996—2004年,渭干河-库车河三角洲绿洲各县生态系统服务价值结构都发生了不同程度的变化。库车县、沙雅县、新和县水源涵养、废物处理、娱乐休闲服务功能价值比例均减少,其中水源涵养服务功能价值比例下降最多。④敏感性分析表明,ESV对生态价值系数缺乏弹性,研究结果可信,说明本研究采用的谢高地生态价值系数是合理的。     

基于NDSI-NDVI特征空间的积雪面积反演研究

积雪是新疆高海拔地区大多数河流的重要补给来源之一, 不仅是春汛期间融雪性洪水灾害和冰冻灾害的直接原因, 在水资源管理、 灾害防治和融雪模拟预报中也扮演着重要角色. 针对目前积雪信息提取方法的优势与不足, 结合二维特征空间理论, 构建积雪信息反演模型, 并与支持向量机提取积雪信息进行精度对比分析. 结果表明: 相比其他积雪信息提取方法, 利用归一化积雪指数(NDSI)和归一化植被指数(NDVI)建立二维特征空间, 且在特征空间基础之上构建的NN模型, 反演新疆北部积雪信息精度较高, 相关系数达0.837, 提取精度优于支持向量机(SVM)方法, 对当地防洪灾害模拟预测、 生态环境保护、 社会经济发展等方面具有一定参考意义.     

基于遥感生态指数的吐哈地区生态环境变化研究

以吐鲁番市和哈密市（简称吐哈地区）为研究对象,基于MODIS多光谱传感器2000、2006、2012年和2018年的遥感数据,采用4个表征湿度、干度、热度和绿度的指数,建立和绘制吐哈地区多个时期的遥感生态指数（Remote sensing ecology index,RSEI）,并对该地区的生态环境质量及土地利用转换情况进行了定量分析。结果表明：近20 a来,吐哈地区的绿度指数平均增加0.0244,热度指数平均降低0.0241,而湿度和干度指数整体的变化接近于0;其中,热度指数与RSEI具有负相关性。总体而言,2000—2018年吐哈地区的生态环境质量表现为略微下降的趋势;其中,吐鲁番市的鄯善县RSEI变化幅度最大,环境质量表征数据在区域下降幅度中排列首位,哈密市的巴里坤哈萨克自治县环境质量减少的幅度最小。近20 a来,吐哈地区的草地面积有明显增加,但需控制草地开垦及过度放牧,防止区域生态环境恶化。