生态地理建模中的多尺度问题

本文在分析生态地理建模内涵的基础上,讨论了生态地理建模中的尺度转换问题、跨尺度相互作用问题、空间尺度与时间尺度的关联问题和多尺度数据处理问题.由于生态地理问题的非线性、生态环境的异质性和随机事件,简单的线性尺度转换方法远不能满足生态地理建模的要求.为了从根本上解决生态地理建模中的时空尺度问题,除需要运用微分几何学和等级理论等经典方法外,还需要引入格点生成法和网格计算等现代理论和技术手段.     

基于遥感与GIS的20世纪90年代中国城镇用地时空特征

文章利用20世纪90年代初期、中期和末期全国1:100000土地利用动态变化数据提取城镇用地动态变化数据,利用单元自动机和人工神经网络模型对全国城镇用地进行了区划.在此基础上,研究了90年代两个阶段中国城镇用地时空格局.研究表明:90年代前5年东部沿海地区受经济高速发展和开放政策的影响,城镇用地扩展迅速,中西部地区城镇用地扩展较慢;90年代后5年国家加大了耕地资源保护力度,在政府宏观调控政策和耕地资源保护条例的影响下,东部沿海地区城镇用地扩展大幅回落,中部地区城镇扩展也有较大幅度回落,西部地区随着经济发展加快,城镇用地扩展回落较小.     

国土遥感调查的空间抽样优化决策

利用遥感信息进行国土资源调查, 调查费用与调查精度是一对矛盾, 而空间抽样提供了解决这对矛盾的方法. 针对空间抽样问题先验数据缺乏及受多因素影响的复杂情况, 在前人方法单一且缺乏比较的应用模型基础上, 提出空间抽样优化决策模型, 该模型是经探索分析后采用多种可能组合方法获取精度变化图, 多次实验回归模拟, 归一化到同一坐标系中, 采用离散化的决策函数计算比较得到抽样优化决策方案. 通过遥感耕地调查的实验, 结果表明用航片进行细小地物及耕地面积调查, Sandwich方法能较好实现投入与精度的平衡组合. 空间抽样优化决策用于国土遥感调查中, 将会提高调查精度, 同时有效地节省投入, 是比较好的工具. 为空间抽样优化决策在资源调查中推广应用, 提出组件开发原型, 通过组件内嵌到GIS与遥感的软件环境中去, 提高分析效率.     

内蒙古半干旱草原CO2排放通量日变化特征及环境因子的贡献

利用静态暗箱法对内蒙古半干旱羊草草原2001~2002年不同物候期原状群落与土壤呼吸通量日变化进行了野外定位试验研究, 并就水热因子(气温、表层地温、土壤表层含水量)及生态因子(地上活体现存量、地下生物量、凋落物现存量)对原状群落和土壤呼吸通量日变化规律及日呼吸量差异的贡献进行了相应的统计分析. 结果表明: 原状群落和土壤呼吸具有明显的日变化规律, 不同物候期呼吸通量的日变化模式基本相同, 环境因子的变化通常只对CO₂排放强度产生影响, 而对草地CO₂排放通量的日变化模式影响较小; 整个羊草草原在不同物候期原状群落日呼吸总量的变化范围为1.34~10.13 g·m^&#8722;2, 土壤日呼吸总量的变化范围为0.98~5.17 g·m^&#8722;2; 原状群落呼吸和土壤呼吸通量的日变化均与气温及地表温度显著相关(p<0.05)或极显著相关(p<0.01), 而与表层5 cm以及10 cm土壤温度相关性较弱; 多元回归分析表明, 不同物候期原状群落日呼吸量的差异约80%是由地上活体现存量的差异引起的, 其余各因子的变化能够共同解释原状群落日呼吸量变化的20%左右; 而不同物候期土壤日呼吸量的变异约有83%左右是由0~20 cm地下生物量的变化引起的, 此外, 表层土壤含水量也是影响羊草草原土壤日呼吸量变异的重要环境因子, 但其与土壤日呼吸量的偏相关系数未达到0.05的显著性水平.     

彩色红外航空遥感技术在西藏农田非耕地系数测算中的应用研究与实践

西藏自治区的耕地多分布在藏东、藏南河谷地带,多数耕地地块破碎,形态各异,并且有大量的非耕地成分混杂其间,即使采用大比例尺图件,也难以测量准确的耕地面积。为准确查清耕地面积,在西藏土地资源调查工作中,独创地采用了彩色红外条带航空摄影,计算机图像处理系统求算彩色红外航空像片耕地样地中非耕地系数值和建立不同地貌、不同耕地类型非耕地系数检索表等系统的方法。该方法已在全藏调查工作中普遍推广,提高了调查精度,缩短了调查时间,大大减少了人力和经费投入。该项研究为我国山区耕地面积调查提供了有效的手段。     

应用Landsat ETM数据估算鄱阳湖湿生植被生物量

利用2000年的Landsat ETM数据,首次采用全数字化遥感定量方法对鄱阳湖湿生植被的生物量及其分布进行调查研究.首先,用该时相卫星数据制作假彩色合成图象,以该图象为主要依据之一,设计了野外生物量采样路线与样点,并在地形图和GPS的帮助下,实时地开展了湿生植被生物量的野外实地采样.然后,在室内将采样点坐标和Landsat ETM图象坐标进行几何纠正和匹配,将坐标统一转换为等积圆锥投影.再逐个坐标点比较采样数据与ETM4波段数据和NDVI、DVI和第一主成分数据之间的线性相关关系.统计分析的结果表明,采样数据与ETM 4波段数据有最好的正相关,其相关系数达到0.86.采样数据与DVI、NDVI数据的相关系数分别为0.83、0.80.采样数据与第一主成分数据之间的相关关系不显著,仅0.40.基于这一比较,建立了采样数据与ETM 4波段数据的线性相关模型.据此,用ETM 4波段计算出鄱阳湖4月份湿生植被的总生物量为3.8×109 kg,并编制了整个湖泊生物量的分布图.     

中国土地利用时空特征分析

在遥感技术与GIS技术的支持下，对中国近5年来土地利用的时间动态特征和空间动态特征进行了定量分析。具体表现为通过数学建模，利用土地利用动态度模型、土地利用程度模型、垦殖指数模型等对土地利用时空特征进行了分析。研究结果表明：5年间中国土地利用类型发生变化比较大的区域主要分布在东部和北部地区，特别是东北部地区土地利用类型变化比较剧烈，而西部变化相对缓慢；土地利用各类型中面积增加的有耕地、水域、建设用地和未利用地，而林地、草地面积减少；耕地增加的区域位于东北部地区，特别是黑龙江省耕地面积增加最多；林草地以及未利用地的面积变化主要发生在新疆、内蒙和黑龙江等地区，其它地区变化幅度相对较小。     

内蒙古高原中东部地区137Cs背景值的确定方法(英文)

In isotope 137 Cs tracing studies, it is a premise to determine suitable 137 Cs reference inventory(CRI) plots and the CRI values. Owing to the heterogeneous spatial distribution of 137 Cs deposition in the ground and diverse, or even irregular, operations in sampling and testing procedures, CRI determination is usually faced with many difficulties and uncertainties. In addition, more difficulties occur in an investigation of a large-scale region because of time constraints and measurement cost limitations. In this study, traditional CRI acquiring methods were summarized first, and then a new complex scheme was established, involving seven core steps and coupling the model estimate and sample measurement. The above CRI determination methodology was implemented in the central-eastern Inner Mongolia Plateau. The case study results showed that the CRI in the dark chestnut soil sub-region, located in the east and south of Xing'an City, exhibited 2447 Bq·m–2; the CRI in the aeolian sandy soil sub-region, positioned in the south central Tongliao City and central Chifeng City, showed 2430 Bq·m–2; the CRI in the sandy chernozem soil sub-region, situated in the northwestern Chifeng City, presented 2384 Bq·m–2; and the CRI in the chestnut soil sub-region, in the southern Xilin Gol City, was 2368 Bq·m–2. The newly proposed CRI determination scheme was proved effective, and the determined CRI plots and CRI values were convincing. The methodology offered a framework for 137 Cs tracing studies in large-scale regions or long-distance transects.     

全球超大城市空间扩张及分形特征研究

超大城市是全球经济、文化以及高科技产业发展的承载体和重要纽带,其形态结构特征和人口聚集效应是城市化影响的典型表现,然而当前对于全球超大城市形态特征及扩张模式的研究相对不足。基于2000—2020年全球城市土地利用/覆盖变化数据（GULUC-30）,利用城市扩张强度差异指数分析了超大城市用地的时空变化规律;而后运用面积—半径标度分析模型研究了超大城市的分形特征及扩张模式,最后基于城市用地面积和城市人口之间的线性关系评价城市用地效率。结果发现：① 2000—2020年东南亚和东亚的中国超大城市用地扩张最剧烈,城市用地面积分别扩张了3148.32 km²和5996.26 km²,城市扩张强度差异指数平均值大于3;② 2000—2020年超大城市的形态特征和扩张模式向着更加集约和紧凑的方向发展,径向维数平均值由1.54增加至1.56,分维差呈逐年减少趋势,城市内部结构一体化特征显著;③ 北美和欧洲的超大城市用地效率低,2020年城市用地面积与城市人口比值系数范围为0.89~4.11;南亚和非洲城市用地效率高,比值范围为0.23~0.87。超大城市空间扩张格局和形态变化的认识对于城市用地的集约利用和可持续发展具有重要参考价值。严格控制超大城市扩张规模,促进城市用地的均衡发展是建设韧性城市和实现城市地区可持续发展的必要条件。     

1984—2014年北京地区不透水地表的时空变化及其温度效应研究

研究城市地表覆盖与地表温度（LST）的关系对改善城市生态环境具有重要科学意义。在Landsat TM数据支持下,利用线性光谱混合分析模型提取不透水地表信息,结合LST和地表热通量,分析不透水地表覆盖度（ISA）和LST的时空变化特征及其相互关系,探讨不透水地表对LST的影响机理。结果表明:1984—2014年北京不透水地表面积迅速增长,中覆盖度比例下降,高覆盖度比例增加;LST从市中心向郊区递减,高温区向外扩张;LST和ISA呈显著正相关,但不是简单的线性关系;ISA处于0.6~0.9时LST上升速率最快,减少ISA在此范围内的不透水地表集中分布可缓解高温区集中的现象。