Wetland vegetation biomass estimation and mapping from Landsat ETM data: a case study of poyang lake

Poyang Lake is the largest freshwater lake in China. This paper conducted a digital and rapid investigation of the lake’s wetland vegetation biomass using Landsat ETM data acquired on April 16, 2000. First, utilizing the false color composite derived from the ETM data as one of the main references, the authors designed a reasonable sampling route for field measurement of the biomass, and carried it out on April 18–28, 2000. Then after both the sampling data and the ETM data were geometrically corrected to an equal-area projection of Albers, linear relationships among the sampling data and some transformed data derived from the ETM data and the ETM 4 were calculated. The results show that the sampling data is best relative to the band 4 data with a high correlation coefficient of 0.86, followed by the DVI and NDVI data with 0.83 and 0.80 respectively. Therefore, a linear regression model, which was based on the field data and band 4 data, was used to estimate the total biomass of entire Poyang Lake, and then the map of the biomass distribution was compiled.     

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.     

鄱阳湖荷溪退田还湖湿地区域鸟类多样性及其保护对策

调查了鄱阳湖荷溪区域湿地鸟类资源,并对164种鸟类的种类组成、区系特点、珍稀濒危性、鸟类季节性、生态分布进行了分析,针对湿地鸟类保护中存在的问题,提出了保护对策。     

鄱阳湖湿地现状及恢复与保育对策

在对鄱阳湖湿地恢复与保育现状进行分析的基础上,找出鄱阳湖湿地面临的主要威胁和鄱阳湖湿地恢复与保育中存在的主要问题,结合鄱阳湖实际情况,提出了鄱阳湖湿地恢复与保育对策。     

鄱阳湖人工控制与湿地生态保护

从考察鄱阳湖湿地生态特征入手,探讨鄱阳湖控制工程对湖区湿地生态环境的影响,认为只要水位运行调度得当,控湖工程不仅不会破坏湖区湿地生态环境,反而会使湖滩草洲及候鸟越冬环境得到稳定和改善.同时提出了保护鄱阳湖湿地的相关对策.     

鄱阳湖湿地管理现状及对策分析

近年来鄱阳湖湿地利用与保护取得了一定的发展和成效,但随着鄱阳湖生态经济区建设不断深入,湿地利用与保护依然面临着诸多问题。为了维护湿地系统生态平衡、保护湿地功能和湿地生物多样性,实现湿地资源的可持续利用,坚持生态优先、做到适度利用、统一行政执法、加强科技创新、推进公众参与等是非常重要的应对策略。     

利用多时相Landsat影像生成白洋淀湖底DEM的研究

该文使用多时相Landsat影像,以白洋淀地区为例,阐述基于中等分辨率的可见光—近红外遥感影像生成具有较高精度数字高程模型的非常规方法。对覆盖同一研究区的不同时相影像分别进行淹没区与非淹没区的分类,提取不同水位高度时的水域边界,并以此为相应水位高度的等高线,对获得的等高线进行插值生成数字高程模型(DEM)。这种由一系列遥感影像提取的水域图生成数字高程模型的方法适用于人为干预较少、地形相对简单的湿地或季节性湖泊,可以弥补该类地区数字高程信息不足或精度不够的缺陷。     

植被恢复与气候变化影响下的鄱阳湖流域蒸散时空特征

蒸散是地球表层物质循环与能量交换过程的重要组成部分,了解其时空特征和影响因素具有重要的科学意义。以鄱阳湖流域为研究区,基于WaSSI-C生态水文模型,利用气象数据、叶面积指数数据和土壤数据等估算1983-2011年鄱阳湖流域蒸散,分析其时空特征,并通过情景模拟定量分析植被恢复和气候变化对蒸散的影响。研究表明：鄱阳湖流域蒸散多年均值变化范围为741~914 mm/a,植被和降水量分布是造成流域蒸散空间差异的主要原因;近三十年来鄱阳湖流域蒸散呈阶段性增长趋势,增长率为1.495 mm/a;植被、气温和降水对鄱阳湖流域蒸散的单独影响均为正向,但气温和降水的联合效应会导致蒸散下降;鄱阳湖流域蒸散变化的主导因素具有空间差异性,从整体上看,植被恢复是驱动蒸散呈增加趋势的主要原因,而气候变化是导致蒸散年际波动的主要原因。     

鄱阳湖区洪灾风险与农户脆弱性分析

This paper quantitatively explores farmers' vulnerability to flood in the Poyang Lake Region (PLR) with the supports of GIS spatial functions. The analysis consists of three major steps,which is based on the spatial unit of township. Firstly,the spatial extent and charac-teristics of flood risk areas were determined using a digital elevation model (DEM) derived from the 1:50,000 topographic map. Secondly,for each of the township,six indices indicating the economic activities of local farmers were calculated. These indices are: rural population proportion,cultivated land proportion,GDP per unit area,employment proportion of primary industry,net rural income per capita and agricultural income proportion. These six indices were then normalized and used for later vulnerability assessment. Thirdly,the normalized indices (as GIS data layers) were overlaid with the flood risk areas to produce the risk coeffi-cient for each township and to calculate the overall vulnerability for each township. The analysis results show that in the PLR there are high flood risk areas where the farmers' livings are seriously influenced or threatened. About 55.56% of the total 180 townships in the flood risk areas have a high degree of flood vulnerability. The townships under flood risk are mainly distributed in the areas around the Poyang Lake and the areas along the "five rivers".     

热带森林植被生物量与遥感地学数据之间的相关性分析

以我国云南省西双版纳的热带森林为例,对热带森林植被生物量与遥感地学数据之间的相关性进行了分析。首先,利用森林资源连续清查的林业固定样地数据计算出各样地的森林植被生物量,并建立其GIS数据库。然后,对遥感图像进行几何校正,并对遥感图像进行主成分变换、缨帽变换以及植被指数的计算来产生其派生数据。其次,将样地数据、遥感数据及其派生数据,地形和气象数据转换到统一的坐标系和投影下,并将其内插为30米分辨率的格网数据。最后,进行样地森林植被生物量与其遥感地学数据之间的相关性分析。该分析表明,森林植被的生物量与年降雨量和第二主成分在0·01的水平上相关显著,而与中红外植被指数、LANDSATTM5、缨帽变换的亮度、湿度以及第一主成分在0·05的水平上相关显著。其中,与年降雨量的相关性最高,达到0·308;其次是与第二主成分,达到-0·231;再次是与中红外植被指数和LANDSATTM5,其相关系数分别为0·203和-0·201。     

Farmers&rsquo|vulnerability to flood risk: A case study in the Poyang Lake Region

This paper quantitatively explores farmers’ vulnerability to flood in the Poyang Lake Region (PLR) with the supports of GIS spatial functions. The analysis consists of three major steps, which is based on the spatial unit of township. Firstly, the spatial extent and charac-teristics of flood risk areas were determined using a digital elevation model (DEM) derived from the 1:50,000 topographic map. Secondly, for each of the township, six indices indicating the economic activities of local farmers were calculated. These indices are: rural population proportion, cultivated land proportion, GDP per unit area, employment proportion of primary industry, net rural income per capita and agricultural income proportion. These six indices were then normalized and used for later vulnerability assessment. Thirdly, the normalized indices (as GIS data layers) were overlaid with the flood risk areas to produce the risk coeffi-cient for each township and to calculate the overall vulnerability for each township. The analysis results show that in the PLR there are high flood risk areas where the farmers’ livings are seriously influenced or threatened. About 55.56% of the total 180 townships in the flood risk areas have a high degree of flood vulnerability. The townships under flood risk are mainly distributed in the areas around the Poyang Lake and the areas along the “five rivers”.     

鄱阳湖湿地水位与洲滩淹露模型构建

水是控制湿地生态过程的一个重要因子,为了研究洲滩变化和湿地草洲生长发育规律,以便更好地监测和保护湿地生态系统,有必要研究鄱阳湖水体变化特征,分析湿地洲滩水位的时空动态变化和洲滩淹露规律。本文以鄱阳湖国家级自然保护区为例,在对鄱阳湖多年水位进行分析的基础上,利用多时相遥感影像和DEM提取湿地洲滩特征;并在GIS支持下综合考虑地形、鄱阳湖水位、湖泊缓冲区等因素,建立了湿地水位及洲滩淹露模型。时空验证结果表明,该模型具有较好的模拟效果,精度在85%以上。同时,本文根据研究区特点及水体在TM2、7波段的特征差异,构建了一个新的水体指数FDWI,提取水体精度达到98%,特别是对潮湿的沙地、植被和云有很好的区分能力。     

民勤绿洲青土湖植被优势种地上生物量估算

青土湖区域属于绿洲—荒漠过渡带,生态系统脆弱,极易发展为荒漠。梭梭、白刺和芦苇为青土湖区域的植被优势种,对其生态系统稳定与健康发展起着关键作用。以青土湖区域梭梭、白刺和芦苇为研究对象,利用空间分辨率为0.5 m的高分辨率遥感影像Worldview-2,采用辅以纹理特征的面向对象分类方法,提取梭梭和白刺的冠幅面积以及芦苇的分布面积;根据野外试验数据,建立梭梭和白刺地上生物量与冠幅面积、芦苇地上生物量与分布面积关系模型。利用关系模型、冠幅面积以及分布面积对青土湖区域植被优势种地上生物量进行了估算,实现了植被优势种地上生物量估算由"点"到"面"的转换。结果表明:(1)采取辅以纹理特征的面向对象分类方法取得了较高的分类精度,总体Kappa系数为87.9%,总体精度达到91.3%。(2)研究区植被优势种地上生物量总量为3.17×10³ t,其中梭梭地上生物量为0.54×10³ t,白刺地上生物量为0.90×10³ t,芦苇地上生物量为1.73×10³ t,地上生物量芦苇>白刺>梭梭。该研究可以为深...     

三峡工程蓄水运行对鄱阳湖典型湿地植被的影响

以鄱阳湖1989～2009年10景秋季Landsat-TM影像为基础,对赣江主支口与饶河口交汇处三角洲和赣江南支口两处典型湿地进行了遥感解译,分析三峡工程运行后鄱阳湖典型湿地的演变趋势.结果表明:三峡工程蓄水运行之前,1989～2001年间鄱阳湖湿地草滩迅速蔓延,湿地正向演替趋势明显.距离湖口远近不同的湿地受三峡工程运...     

气候变化和人类活动对鄱阳湖流域入湖输沙量影响的定量估算

采用HydroTrend水文模型,以鄱阳湖流域的赣江、抚河、信江、饶河和修水为研究对象,基于1956-2010年鄱阳湖流域气候数据、水沙数据及其他相关资料,分别模拟了5个子流域的入湖水沙通量变化。在此基础上,探讨了气候变化、植被覆盖变化和水库修建活动对输沙量变化的影响,并定量估算了上述因子对流域输沙量变化的贡献。结果表明：① 1956-2010年,气候、植被和水库三种因子影响下的流域年均输沙量分别为15.5 Mt、20.8 Mt、8.5 Mt,而三种因子共同影响下的流域年均输沙量达到12.6 Mt。② 1956-2010年,植被覆盖变化使流域年均输沙量增加4.2 Mt,而水库拦截造成流域年均输沙量减少8.2 Mt,两者分别占实际年均输沙量的32.4%和63.2%。③ 1956-1989年,植被覆盖变化导致的输沙增加量和水库修建拦截导致的输沙减少量均为5.1 Mt/a,两者对流域输沙量贡献持平;1990-2010年,水土流失加重导致的输沙增加量和水库拦截导致的输沙减少量分别为2.7 Mt/a和13.3 Mt/a,水库对入湖输沙量的影响效应是植被覆盖变化的5倍左右。     

基于Landsat TM/ETM数据的锡林河流域土地覆盖变化

根据1987年、1991年、1997年和2000年4期Landsat TM/ETM影像的土地利用/土地覆盖分类结果,运用地理信息系统空间分析方法,分析了内蒙古锡林河流域1987~2000年间各土地利用类型及草甸草原、典型草原、荒漠草原的数量变化和空间变化特征。分析结果显示,锡林河流域土地利用/土地覆盖变化的主要特征为草甸草原、典型草原面积的大幅减少和荒漠草原、农田和沙漠化土地面积的大幅增加及城镇的扩张。其中面积增加最大的是荒漠草原,增加了2328 km²;相当于1987年荒漠草原面积的56 %。农田和城镇面积逐年增大,分别从1987年的114.3 km²和25.2 km²增加到2000年的332.1 km²和43.6 km²。面积减少最多的是羊草＋丛生禾草、羊草＋杂类草等优良高产温带典型草原类型,共减少2040 km²。草甸草原面积亦呈逐年减少的趋势,从1987年的1103 km²减少到2000年375 km²,面积减少了65.9 %。农田、沙化地及城镇等非草原土地利用类型面积增加了62.5 %。     

The influence of bottom vegetation on remote sensing bathymetry: A case study using Landsat Thematic Mapper data in the Zanzibar Channel

By using echo-sounding data and considerable local knowledge of the environment the possibility to use data from Landsat TM for bathymetric mapping is analysed in the vicinity of Zanzibar. Different TM band combinations and basic image processing techniques are evaluated against the known water depths. The limitations of remote sensing techniques for bathymetric mapping are discussed, with emphasis on the problem of differences in reflective properties of the sea bottom. A recommendation for an optimal empirical method is given.     

鄱阳湖夏季水鸟的数量与分布

2016年5-6月,调查了鄱阳湖夏季水鸟,共记录到水鸟59种,隶属6目14科,其中繁殖鸟31种,非繁殖鸟28种;古北界种类27种(45.76%),东洋界种类3种(5.09%),广布种29种(49.15%)。与2015年相比,16个种有变动,涉及3目7科,比2015年减少了14种,增加了2种。鸟种类最多的为鸻形目,25种;其次是鹳形目和雁形目,分别为14种和11种;数量上,鄱阳湖夏季水鸟中,少见种3种,常见种2种,优势种有12种,其中鹳形目鹭科优势种7种,占优势种种数的58.33%。初步分析了鄱阳湖夏季水鸟的分布、生境选择和生物多样性。     

基于Landsat TM/ETM+遥感数据的福州热环境研究

以福建省福州市为研究区,使用1994年5月12日Landsat TM、2002年3月7日LandsatETM+和2009年3月10日Landsat TM数据,采用普适性单通道算法对研究区进行地表温度反演算,反演得出福州地面温度的分布情况,并根据研究结果对福州市热环境空间分布格局及动态演变过程进行监测分析.研究结果表明:福州市存在明显的城市热岛现象,不同时相遥感数据反演得到的福州市地表温度的空间分布趋势基本一致;城区地表温度明显高于郊区,水体温度最低.1994年福州市热岛中心分布范围较小;1994—2002年间福州市高温区域明显增加,主要分布在城区建筑物比较密集的区域和裸地区域;2002—2009年间高温区增加得比较缓慢,同1994年和2002年相比,2009年城区范围内大面积高温区减少且分布比较破碎.     

昼夜增温对南四湖湿地植被NDVI的影响差异

利用近40 a的Landsat系列卫星的MSS、TM和ETM+遥感数据,计算了南四湖湿地植被平均归一化植被指数（NDVI）,并以此为湿地植被活动的指标,结合南四湖流域内气象站点的逐年、逐月及逐日气温数据,揭示昼夜温度变化对湿地植被活动的影响差异。结果表明：1）近40 a来研究区日最高温（T_max）、夜间最低温（T_min）和日均温（T_ave）都存在显著的上升趋势;其中T_max与T_min增温具有不对称性,R²值分别为0.13和0.26,平均每10 a分别增温0.174℃和0.235℃,T_min的增温趋势更明显。2）在人为活动影响较弱的时段（1973―1999年）,偏相关分析显示,去除Tmin影响,T_max与NDVI呈现极显著的偏相关关系（R＝0.412,P＝0.008）;去除T_max的影响,T_min与NDVI的偏相关关系在任何时期内均不显著。这可能与湿地充足的水份条件以及昼夜增温对湿地植被的生态效应不同有关。