自然生态环境遥感动态监测与GIS分析评价——以山西“煤田之乡”的乡宁矿区为例

以1990、2000和2007年三期遥感影像为主体数据源,选取有"煤田之乡"称誉的山西省乡宁县作为实验区,采用遥感与GIS相结合的手段,在建立生态环境评价指标体系的基础上,利用生态环境状况指数(EI),对研究区生态环境进行监测与评价。结果表明:(1)1990-2007年,实验区耕地面积持续减少;林地面积先减少后增加,总体上显著增大;草地面积先增加后减少,总体呈减少趋势;建筑用地面积持续增加;未利用地面积先增加后减少,总体呈减少趋势。(2)1990-2007年,高植被覆盖地区面积先减少后增大,低植被覆盖地区面积持续减少,中度植被覆盖地区面积有所增加。(3)1990-2007年,轻度土壤侵蚀面积先增大后减小,总体面积变化不大;中度侵蚀面积先减小,后显著增大,总体呈增大趋势;重度侵蚀面积先增大,后显著减小,总体呈减小趋势。(4)1990-2000年,实验区生态环境状况明显变差;2000-2007年,生态环境状况显著变好;1990年到2007年生态环境状况略微变好,总体上先明显变差,后显著变好。     

面向大区域遥感专题制图的自动化策略

如何消除相邻影像间的信息冗余是实现大区域遥感自动化制图的关键。本文提出了一种基于约束接缝线的区域分块自动化制图方法,首先采用全球通用墨卡托投影-UTM投影的网格带将研究区分为若干小区域;然后,针对每个UTM投影带内的遥感影像,采用影像镶嵌的原理和湖泊边界约束条件计算其接缝线网络,以确定每景遥感数据制图范围;最后,根据其制图范围生成对应的无冗余专题信息,减少计算量和相邻影像重复信息的编辑时间。本文以亚洲中部干旱区为例开展湖泊制图试验,结果证明该方法能够生成顾及湖泊的有效制图范围,提高了遥感大区域制图的效率。     

基于机理模型的不同空间分辨率影像提取湖面面积的误差研究

本文提出了一种湖面面积误差机理模型。首先,以椭圆形(或圆形)、三角形、六边形的面状地物为例,推算不同空间分辨率遥感影像提取面积间的关系,据此推测不同空间分辨率影像提取的湖面面积之间存在着较为固定的函数关系,且函数的系数与湖面的几何形状有关。然后,构建了不同空间分辨率影像的湖面面积间的误差模型,并用多组不同影像提取了艾比湖、阿雅克库木湖面积数据验证其有效性和适应性。结果表明:误差机理模型成功模拟了低空间分辨率影像提取的湖面面积与高空间分辨率影像提取的湖面面积之间的误差关系,可在一定程度上估计误差的具体数值并予以校正。因此,该模型具有校正低分辨率影像提取的湖面面积的能力,为在大区域范围准确地提取湖面面积创造条件。     

融合面向对象和分水岭算法的山地湖泊提取方法

面向对象的方法提取湖泊,常常面临边界识别不精确的问题。本研究在面向对象方法的基础上,利用分水岭算法,解决湖泊边界识别问题。该方法初步将遥感影像划分为确定湖泊区域、潜在湖泊区域和背景;然后通过分水岭算法对潜在湖泊区域进行二次提取。研究选择昆仑-喀喇和喜马拉雅山脉区域的3个山地湖泊发育良好的区域作为实验区,利用Landsat系列影像验证该算法。实验结果表明该算法的用户精度、生产者精度和总体精度分别高达99.59%、98.47%和96.53%。相比于单一的面向对象方法,本文方法更适合于山地湖泊提取,能够更加准确地描绘湖泊的实际边界,也能够减弱面向对象方法中分割尺度和分类阈值对提取结果的影响。     

近40年来白洋淀湿地土地覆被变化分析

白洋淀是华北平原上现存最大的天然湖泊,是典型的内陆湿地。最近40年,白洋淀湿地出现了水面萎缩、生态功能急剧退化、生物多样性减小和水体污染严重等生态环境问题。本文利用1964年CORONA侦察卫星影像、1974年和1983年Landsat MSS影像和2002年ETM+影像,对白洋淀湿地的土地覆被变化及其驱动力做了详细分析。结果表明,湿地面积呈减少趋势:1964年为407.3km2,2002年缩减到274.63km²。湿地水面起伏变化大,1964年水面较宽,为346.75km²;到1974的10年间,减少到94.65km²,1983年和2002年水面继续变窄,水面面积分别为67.27km²和46.86km²。引起湿地土地覆被变化的原因包括降雨量的减少、蒸发量的增大、城市发展用水增大、不合理土地利用开发和上游水库、引水工程修筑等。     

1972-2017年南阿尔泰山中部冰湖变化特征及其对气候变化的响应

以1972、1989、1996、2006、2017年5个不同时段的Landsat MSS/TM/ETM+/OLI遥感影像数据、数字高程模型（DEM）数据和气象数据为数据源,通过计算机自动提取与人工目视解译相结合的方法获取南阿尔泰山中部地区各时段的冰湖信息,利用GIS空间分析方法对该地区的冰湖面积进行统计,并分析研究区冰湖在不同规模、不同坡度、不同海拔状态下的时空变化特征。结果表明:①近45年来南阿尔泰山中部地区的冰湖面积呈"先减后增"趋势。1972-1996年研究区的冰湖面积从411.14 km2减少至400.83 km2,共减少了10.31 km2,减少速率为0.43 km2/a。从1996-2017年冰湖面积增加了15.42 km2;增长率为0.514 km2/a。②研究区冰湖分布主要集中在海拔低于2 200 m、坡度小于25°的区域,不同海拔区间和不同坡度区间的冰湖面积均呈"先减后增"趋势。③结合气温、降水、冰川面积以及冰储量变化数据分析发现,南阿尔泰山中部地区冰湖对气候变化具有明显的响应。温度、降水量及冰川融水是影响冰湖面积变化的主要因素;且这三者之间存在一种平衡关系,即温度升高冰川消融速度加快,从而对冰湖的收支平衡产生直接影响。当冰湖的补给量（即冰川融水和降水量之和）大于由温度升高引起的蒸发量时,冰湖面积会呈增长趋势;反之亦然。1970-1980年整个阿勒泰地区年代际降水量减少了19.28 mm,温度上升了0.25℃,因此1972-1989年研究区冰湖的蒸发水量大于补给水量,导致该时段冰湖面积呈退缩态势。1989-1996年该区降水量增加了19.67%,温度升高了0.62℃,但是增加的降水量却无法弥补由温度升高引起的冰湖蒸发量,因此1989-1996年研究区冰湖面积仍处于退缩状态。1996-2017年由于温度和降水量大幅增加导致冰湖面积呈不断增长趋势。      

Relative abundance of biotic communities of plankton and zoobenthos in three ox-bow lakes of Eastern India

We made comparative studies of three tropical ox-bow lakes in India with different trophic states. The species number of zooplanktons was negatively correlated with the degree of water eutrophication, and lakes of similar trophic status had higher similarity of species. The most significant differences of species composition were observed with rotifers and zoobenthos. The density and biomass of phytoplankton, rotifers, oligochaetes and chironomids tended to increase with increasing nutrients. We observed a significant difference of dominant species in different waters, especially the eutrophic lake, which was dominated by a few species of oligochaetes. The abundance of Tanypus bilobatus showed a highly significant correlation with the degree of eutrophication. Rotifers and zoobenthos showed considerably lower biodiversity in the eutrophic lake.     

��Դң�������ڶ��ѹ�������е�Ӧ��

????ETM+???SPOT5????DEM????????????????????????????????о???????????????????????????????????????飬????????????????????????????????????ETM+???????????????????????????????SPOT5????????????????????????????????DEM??????????????????????????ò/???ò????????????????     

基于GeoMAG的地理信息数据规范方法探讨

采用青岛地区landsat-7ETM+的两时像遥感卫星影像以及相关的气象参数数据资料,利用单窗法和辐射传输方程法,对两幅不同时像的遥感数据进行温度反演,通过对NDVI、植被覆盖度、光谱分析、相关性分析、不透水面、下垫面的差异等进行分析并结合对当地实际的环境研究,讨论热岛效应的表现、温度等级分布和转移趋势,得出结论:研究区域的热岛效应显著,并且强度分布与该地区的工商业发展和居民区规模的扩大相关,随着城市化进程深入,向城乡交界处转移。     

基于Landsat7ETM+的青岛地区热岛效应反演及分析

用水源热泵技术,将矿井回风、矿井水、洗浴废水、冷却水（风）中的低品位废热转变为供热热能。该热泵热回收技术系统可靠、经济效益好,可达到节能减排的目的。该文分析了矿井系统中的废热类型和应用原理,给出了矿井回风、矿井水、洗浴废水、冷却水（风）废热回收量的计算方法,并分析了山东济宁梁宝寺煤矿矿井废热回收供热系统设计实例。认为该技术的应用为矿区提供了生产、生活必备的热源和热水,节约了生产成本,保障了煤矿企业的绿色生产,改善了矿区周围的生活环境。     

甘肃省席芨水地区遥感蚀变信息提取及找矿远景分析

在地质工作程度较低、基岩出露较好的地区,充分重视遥感数据的使用,可有效地缩小工作靶区,提高找矿效率。该文以甘肃省席芨水地区为研究区,基于ETM+遥感数据,利用多元数据分析、准归一化、掩膜分析、主成分分析、密度分割等方法,从Landsat7ETM+数据中提取金矿化蚀变信息。在遥感地质解译的基础上,充分分析提取的羟基异常和铁染异常,结合区域地质特征、区域成控矿条件及区域物化探异常特征等,尽可能去掉假、弱异常。结果表明:该方法能有效消除植被、水系、阴影等干扰信息的影响,从遥感数据载体中提取微弱的金矿化蚀变信息。提取的矿化蚀变信息与断裂构造具有较好的相关性,主要分布于断裂构造交会处、断裂与岩体交会处等成矿优势部位,对今后的找矿工作具有一定的指导意义。     

基于协同计算的白洋淀湿地时序水体信息提取

白洋淀湿地是华北平原仅存的为数极少的湖泊型湿地之一,具有改善生态环境、保护生物多样性等功能。通过遥感手段进行白洋淀地区湿地变化研究,可为景观格局变化、生态环境分析及湿地保护等提供重要的信息支撑,具有非常重要的意义。本文在分析遥感大数据特点的基础上,对遥感应用中的大数据信息提取这一重要环节进行了分析,并以遥感信息计算为切入点,深入分析并总结了遥感大数据计算过程中的多种协同计算问题。结合白洋淀地区长时相遥感湿地水体提取与变化分析的应用需求,本文提出了基于协同计算方式下的白洋淀水体提取技术路线,并详细分析了水体信息计算过程中的几种重要的协同计算问题,提高了水体信息提取的精度。最后,根据白洋淀地区43期（1973-2015年）精确的水体提取信息,统计了白洋淀历史时期水体面积的变化,并指出该区域自1973年以来水体面积经历了“减少-增加-再减少-再增加”的变化过程。     

近30年来安固里淖湖面监测与变化分析

应用MSS、TM、ETM和CBERS-2遥感数据和G IS技术对安固里淖湖,近30年来水体分布变化进行调查与监测,结果是调查区安固里淖湖面积,在30年来变化比较大。1975~2007年间,水域面积逐年萎缩,并在2004年秋干涸;2005年短暂的蓄水后,2006年、2007年又再度干涸;而其上游水库的水域面积在30年间变化不大。综合分析认为,安固里淖湖干涸有三个主要原因:（1）降水量逐年减少和气温逐年增高;（2）安固里淖湖上游过多水库的修建和蓄水;（3）地下水超采。     

DEM在湖泊水文变化研究中的应用进展

在全球变化背景下,湖泊水文的动态变化不仅是评估和预测气候与环境变化的重要指示剂,同时对社会可持续发展、水资源的开发与利用、生态文明建设等产生重要影响。湖泊水文的动态变化受到湖滨及湖底地形的控制,数字高程模型（DEM）成为湖泊水文研究的重要数据源。随着遥测技术的发展,高分辨率、区域/全球大尺度DEM数据的获取手段快速发展、数据源不断丰富,DEM对推动湖泊水文动态研究进展起到了关键作用。本文首先基于Web of Science平台对DEM在湖泊水文动态研究中的相关文献进行了分析,阐述了该主题现有研究在发文时间、发文数量增减态势、研究区域与热点地区、文献所涉及的DEM数据等方面的特点。接着,围绕着DEM在湖泊水文动态的研究中4个主要方向：湖泊水域变化、湖泊水位变化、湖泊水量变化、湖泊水文灾害情势,重点总结：DEM与其他遥感观测平台、实地观测及模型模拟等多源数据的融合策略,数字地形分析与水文学分析、遥感影像分析等方法的集成策略,以及DEM数据不确定性等对湖泊水文变化研究的影响。最后,本文论述了目前DEM在湖泊水文研究中存在的关键问题,并结合技术发展趋势和研究热点问题,提出了可能的解决路径和未来的研究前景。     

Monitoring cyanobacteria-dominant algal blooms in eutrophicated Taihu Lake in China with synthetic aperture radar images

Monitoring algal blooms by optical remote sensing is limited by cloud cover.In this study,synthetic aperture radar(SAR) was deployed with the aim of monitoring cyanobacteria-dominant algal blooms in Taihu Lake in cloudy weather.The study shows that dark regions in the SAR images caused by cyanobacterial blooms damped the microwave backscatter of the lake surface and were consistent with the regions of algal blooms in quasi-synchronous optical images,confirming the applicability of SAR for detection of surface blooms.Low backscatter may also be associated with other factors such as low wind speeds,resulting in interference when monitoring algal blooms using SAR data alone.After feature extraction and selection,the dark regions were classified by the support vector machine method with an overall accuracy of 67.74%.SAR can provide a reference point for monitoring cyanobacterial blooms in the lake,particularly when weather is not suitable for optical remote sensing.Multi-polarization and multi-band SAR can be considered for use in the future to obtain more accurate information regarding algal blooms from SAR data.     

Heterogeneous Expansion of End-moraine Dammed Lakes in the Hindukush-Karakoram-Himalaya Ranges of Pakistan during 2001-2013

Global climate change during the twentieth century had a significant impact on the glaciers that resulted in creation of new lakes and expansion of existing ones, and ultimately an increase in the number of glacial lake outburst floods(GLOFs) in the Himalayan region. This study reports variation of the end-moraine dammed lakes in the high altitude Hindukush-Karakoram-Himalaya(HKH) region of Pakistan to evaluate future floods hazard under changing climate in this region. An integrated temporal remote sensing and Geographic information system(GIS) based approach using satellite images of Landsat-7 and 8 was adopted to detect 482 endmoraine dammed lakes out of which 339 lakes(0.02 km2) were selected for temporal change analysis during the 2001-2013 period. The findings of the study revealed a net expansion in the end-moraine dammed lakes area in the Karakoram(about 7.7%) and in the Himalayas(4.6%), while there was a net shrinkage of about 1.5% in the lakes area in the Hindukush range during this period. The percentage increase in the lakes' area was highest above 4500 m asl in the Hindukush, within 3500-4000 m asl in the Himalayas and below 3500 m asl in the Karakoram range. The overall positive change in the lakes' area appears to prevail in various altitudinal ranges of the region. The heterogeneous areal changes in the endmoraine dammed lakes might be attributed to different climate regimes and glacial hydrodynamics in the three HKH ranges. A periodic monitoring of the glacial lakes and their associated glaciers is essential for developing effective hazard assessment and risk reduction strategies for this high altitude Himalayan region.     

A study on the water area changes in the North China plain by using remote sensing technology

Study results on changes of rivers, lakes and coastlines have great significance for water resource exploitation, land use planning, industry, and agriculture. Recognition of traces of changed water areas can be done more quickly and correctly by processing multitime and multi-type remote sensing data and image matching and enhancement with computer and optical equipments than by using conventional methods. Features of water area changes in ancient times can be recoverd by comparing Landsat data and airphotos with historical records. Remote sensing technique is very efficient for monitoring short-term quantitative changes of water areas. Systematic analysis of the remote sensing data of this region shows that river changes have become less frequent, that the area of lakes has decreased year by year, and that the coast line at the river mouth has continually moved seaward. Huanghe river activity caused changes of water areas here in ancient times. But human activities have been playing an increasingly important role in modern times.     

卷积神经网络和随机森林的城市房价微观尺度制图方法

随着中国城市化进程的加快,城市人口的大规模集聚带来了住房紧张的问题,房价政策制定的时效性与正确性也时刻吸引着社会的关注,因此在微观尺度下对房价进行精细化制图变得愈发重要。由于数据可获取性和现有模型精度的限制,目前已有研究均较少涉及微观尺度。本研究通过将房价数据和遥感影像相融合,构建了一种基于卷积神经网络（CNN）和随机森林（RF）的遥感影像挖掘模型,以实现在不考虑其他数据的情况下,精确、合理地进行房价的微观尺度制图。本文以武汉市作为研究区,在仅有房价数据和遥感影像的情况下,利用本文所构建的模型成功得到武汉市中心城区5 m精度的精细房价图。此外,还利用其他数据源以及挖掘技术与本文所构模型进行了对比分析。结果显示,本文所构建的模型获得了最高的房价模拟拟合优度（R²=0.805）,相比传统方法中的最高拟合优度（R²=0.653）其精度提升了23.28%,其制图结果可为政府部门规划决策及武汉市经济分布研究提供基础支撑。     

1979—2019年武汉市重点水体多要素协同的时空演变特征

城市发展对水体多方面要素产生了巨大影响,尤其是对水资源丰富的城市,迫切需要开展相关监测研究。研究以武汉市为例,通过梳理国内外相关研究以及武汉水体保护政策,提出融合水体面积、水质、水体景观、滨水区生态环境4个方面要素的分析技术路线以更为全面的反映城市尺度的水体时空演变特征,具体的,利用随机森林模型基于1979—2019年遥感影像获取武汉67个重点水体信息,并以此获取水体面积和水体景观的变化特征;同时,通过梳理多年水质监测数据分析水质变化特征;另外,基于遥感生态指数（Remote Sensing Ecological Index, RSEI）分析滨水区生态环境变化;最后,采用多尺度地理加权回归模型（Multi-scale Geographically Weighted Regression, MGWR）对重点水体面积变化的影响因素研究,希冀为政府制定差异化的水体保护政策提供科学支撑,并为其他地区水体的多要素分析提供有益借鉴。结果表明：① 武汉市水体面积呈下降趋势,水体总面积、重点水体面积分别减少10.75%及13.12%,中心城区及郊区水体变化存在显著差异;② 水体景观呈退化趋势,周长面积分维数、平均斑块面积、聚合指数及结合指数分别减少了6.43%,79.35%,1.55%及10.94%;③ 重点水体水质总体呈恶化趋势,其中江河及水库多数常年为III类及以上水体,中心城区湖泊多为V类及以下水体,郊区湖泊多为IV类及V类水体;④ 中心城区及郊区滨水区遥感生态指数（RSEI）分析表明滨水区生态环境呈恢复态势,其中中心城区滨水区平均RSEI增长了14.29%;⑤ MGWR分析表明,自然气象因素中,相对湿度的增加对江夏区湖泊恢复影响更为显著,降水对水面较小的水体恢复影响更为显著;社会经济因素中,各行政区GDP的增加有助于水体恢复,对中心城区、黄陂及新洲的水体保护影响更为显著;滨水缓冲区内不透水面占比（IS）的增加导致大多数水体面积的减少,然而,对于少数重点修复水体,IS增加是受相关保护政策影响,IS增加有助于这些水体恢复。     

Jason-2测高卫星对湖泊水位的监测精度评价

湖泊水位是评估湖泊水量变化的重要指标。本文以洪泽湖、高邮湖及洞庭湖为研究对象,利用集中度的概率密度函数方法(CPDF)来提高Jason-2测高数据精度,分析了降水量与各个湖泊水位变化的相关性,并基于实测水位数据对比评价了Jason-2测高卫星原始GDR数据和CPDF方法处理后的卫星数据的精度。结果表明:①Jason-2原始GDR数据点的分布存在疏密之分,大部分数据分布相对集中,且有一定的周期变化,但评价结果显示精度较差,故原始GDR数据不能直接用于湖泊水位监测;②CPDF方法可以极大提高测高卫星的水位数据精度,洪泽湖与高邮湖的均方根误差分别由1.92 m与1.74 m减少到了0.32 m和0.36 m,相关系数由0.28和0.04提高到了0.85和0.72。对于南北宽度较窄且日水位变化较大的湖泊(如洞庭湖),CPDF方法提高原始GDR结果的精度有限;③洞庭湖降水与水位相关性最强,高邮湖次之,而洪泽湖降水与水位成不显著的负相关,是洪泽湖水利工程对于水位的调节导致了这一结果。本研究对于利用测高卫星获得湖泊水位值,进而对湖泊进行动态监控,特别是在填补资料匮乏地区湖泊水位数据方面具有重要意义。