钦江河口潮滩红树林群落空间分布

红树林群落是热带亚热带河口有特色的生态系统,在消浪促淤及存储碳方面具有重要价值。但受到全球海平面上升与人为干扰影响,红树林生境受到破坏,群落结构脆弱。基于此,本文以现场校核的无人机正射影像为数据源,结合历史遥感影像、钦江河口水体盐度与潮滩沉积物采样分析,研究钦江河口潮滩红树林群落空间分布格局及主控要素。结果表明：（1）潮滩分布的红树植物主要有桐花树、无瓣海桑等,其中桐花树为绝对优势种的“纯红树植物”群落,自河口向沿感潮河段逐渐发展成“红树植物—半红树植物”群落与“红树植物—半红树植物—非红树植物”的混合植物群落。（2）桐花树是钦江河口红树林向海发育的前沿先锋树种,二年生桐花树苗分布最前沿高程低于当地海平面0.11 m,当年胎生苗分布最前沿高程为当地海平面以下0.37 m;桐花树也是钦江感潮段上溯分布极限的树种,当年胎生苗上溯分布极限为距河口10.18 km。（3）潮位与盐度是控制红树林群落在钦江河口分布的主要因子,沉积物粒径的粗细影响红树植物生长与发育。研究成果可为热带山区型河口潮滩红树林保护与红树林生态修复工程提供重要理论和技术指导。     

无人机多光谱和LiDAR的红树林精细识别与生物量估算

红树林是生长在热带和亚热带海岸潮间带、受到海水周期性浸淹的木本植物群落,被公认为是海陆边缘重要的蓝色碳汇,但由于其地处海岸带区域,受人类开发利用活动的影响严重。本文选择广西茅尾海红树林保护区为研究区,以无人机多光谱和激光雷达影像为数据源,利用支持向量机分类方法对红树林优势种类进行分类;提出了单木分层分区距离判别聚类分割方法,准确提取了红树林的单木结构信息;估算了研究区红树林地上生物量。得出以下结论：（1）综合利用无人机多光谱和激光雷达数据,对研究区红树林种间类型识别总体精度可达90.69%;（2）基于分层分区距离判别聚类方法能够较好的提取红树林单木结构特征,树高的提取精度优于冠幅;（3）构建了红树林高度、冠幅与地上生物量回归模型,其中桐花树生物量回归模型的决定系数R2最高,达0.83;（4）研究区内红树林地上生物量主要分布范围为1.24—3.6 kg/m²,其中无瓣海桑最高,老鼠簕最低。     

基于面向对象的大珠三角红树林动态变化分析

研究采用Landsat多时相影像和面向对象的遥感图像分类方法,获得1980年、1990年、2000年、2010年及2015年大珠三角沿海地区红树林与周边景观类型的空间分布及其面积信息,分析大珠三角地区红树林动态变化及其驱动因素。结果表明:1) 1980年、1990年、2000年、2010年及2015年大珠三角地区红树林的面积分别为5 280.07、2 870.63、1 374.24、1 961.71、2 831.56 hm~2,35年间红树林面积减少46.37%,年均减少1.32%; 2)大珠三角红树林主要分布在珠海市和江门市; 3)红树林主要转化为水面、农田、内陆森林及养殖池,围海造田及滩涂养殖是大珠三角地区红树林减少的主要原因。基于多时相遥感数据监测分析红树林的时空动态变化,为大珠三角红树林的保护和管理工作提供重要的数据支撑和决策依据。     

基于MODIS时序数据的湖南省水稻种植面积提取及时空变化分析

准确且及时获取大范围的水稻种植空间分布及其动态变化信息对科学指导水稻生产、合理分配水资源以及监测大气环境变化等具有重要意义。以湖南省为研究区,在提取MODIS陆地水分指数(land surface water content index,LSWI)和增强植被指数(enhanced vegetation index,EVI)时间序列数据集并对其进行去噪处理的基础上,根据水稻的LSWI和EVI时序变化特征建立了水稻种植面积决策树提取模型,并对模型精度进行了评价;基于该模型提取了湖南省2000—2016年间水稻种植面积信息,分析了其时空变化特征。研究结果表明,构建的研究区水稻种植面积提取模型总体分类精度为90. 2%,Kappa系数为0. 74;与统计报表数据相比,平均相对误差为13. 6%,可适用于大范围长时间序列水稻种植面积的高效提取。湖南省年均水稻种植总面积为344. 12万hm~2,其中单季稻面积为102. 41万hm~2,主要分布在洞庭湖平原;双季稻面积为241. 71万hm~2,主要分布在湘中偏北部地区(主要为岳阳、益阳、常德、长沙、株洲、湘潭、娄底等市县)。近17 a间,湖南省水稻种植面积变化情况可分为3个阶段,分别为在2000—2004年间减少了73. 2万hm~2,在2005—2010年间呈相对稳定小幅度回升状态,在2011—2016年间增加了29. 55万hm~2,但总体上呈减少趋势,共减少了58. 22万hm~2。     

多时相SAR数据下的岭南早稻提取与时空变化分析

针对岭南地区在水稻生长期内高质量光学影像较少、难以实现对水稻种植情况进行有效监测的问题，该文利用多时相哨兵一号数据，提出一种基于阈值分割法快速提取水稻标签范围、运用U-Net深度学习模型提取水稻分布范围的方法，并分析广东省雷州市2019—2021年早稻分布时空变化情况。(1)通过对比，U-Net模型提取效果优于支持向量机算法，2019年早稻面积提取精度为87.63%,2020年为91.47%;(2)雷州市早稻种植范围持续扩大，与2019年早稻分布范围相比，2020年和2021年新增早稻种植范围主要分布在河流两岸；(3)相对于2019年，2020年和2021年由早稻种植区转变为非粮种植区的面积主要集中在南渡河中下游的附城镇、南兴镇等地，主要改种的农作物是西瓜。利用多时相哨兵一号数据可以建立长时间序列、稳定、及时、免费的水稻种植监测系统，能够实现对岭南重要产粮区耕地“非粮化”的有效监测。     

基于GIS和RS的漳江口红树林湿地人类活动干扰与景观格局变化分析

以2003、2010、2014、2016及2018年5期高分辨率遥感影像为数据源,利用目视解译的方式提取漳江口红树林湿地人类活动用地信息,研究该区域人类活动在各个功能区的分布及其时空变化状况,同时利用自然保护区人类活动干扰指数(NRHI)和景观指数(LI)来定性定量地评价人类活动干扰的强度,结果表明:70％以上的人类活动分布在核心区和缓冲区,池塘养殖和网箱养殖是造成保护区干扰严重的主要原因,人类活动干扰指数(NRHI)在2003—2010年和2014—2016年这两个时期明显增加,总体由1.80×10-2上升至2.32×10-2,与分离度指数、香农多样性指数和香农均匀度指数成正比,与蔓延度指数成反比.人类活动的干扰使得漳江口红树林湿地保护区景观连通性减弱,破碎程度增强,呈现多样化、均匀化趋势.     

长江经济带废弃矿山占损土地遥感调查与生态修复对策

长江经济带是我国的重要矿产资源基地,在矿产资源开发过程中引发的生态环境问题突出。为调查该区域废弃露天矿山占用损毁土地情况和研究生态环境修复对策,以2016—2018年国产高空间分辨率遥感影像为主要数据源,利用遥感解译和信息提取技术,获取长江经济带内距长江干流(包括金沙江四川、云南段,四川宜宾至入海口)及主要支流(包含岷江、沱江、赤水河、嘉陵江、乌江、清江、湘江、汉江、赣江)两岸50 km范围内废弃露天矿山的分布信息和10 km范围内与矿山相关的地质灾害和环境污染信息。调查结果表明,在距长江干流5 km,10 km,15 km,30 km和50 km范围内,废弃露天矿山占用损毁土地面积分别为4 655. 14 hm~2,8 787. 57 hm~2,12 207. 59 hm~2,21 040. 85 hm~2和30 034. 47 hm~2;在距长江主要支流5 km,10 km,15 km,30 km和50 km范围内废弃露天矿山占用损毁土地面积分别为5 080. 04 hm~2,8 644. 25 hm~2,12 345. 53 hm~2,21 290. 29 hm~2和33 491. 49 hm~2。基于遥感调查结果对距长江干流及主要支流两岸各10 km范围内的废弃露天矿山环境进行分析,结果表明,长江上游主要问题是露天开采导致的地质灾害;长江中下游金属类、化工原料类矿山引发的环境污染比较严重。结合目前矿山环境修复的先进技术,研究并提出了矿山生态环境修复的对策,即采用降坡削坡、加固稳定的方法消除废弃采场的崩塌隐患,根据坡度大小采用相应的复绿技术来防止水土流失;采用人工隔水层、人工增肥和微生物法进行土壤改良;引进耐受植物、微生物降解土壤中的有毒重金属;构建人工湿地进行水生态修复。调查结果和建议可为当地矿政管理部门开展废弃露天矿山生态环境修复工作提供科学依据和重要参考。     

中国东部重要经济区带湿地遥感调查与演变分析

利用多时相遥感数据对中国东部重要经济区带近140万km2的湿地资源进行了调查与监测.结果表明:我国中东部地区湿地类型多,面积大,但分布不均;近30～40 a间湿地总面积逐年减少,表现在潮间淤泥海滩(泥滩)、红树林和沼泽湿地大幅度缩减;人工围垦和水利工程建设等人类活动加速了中国东部重要经济区带湿地的破坏程度;调查区湿地面积的缩小和湿地景观破碎化的加重,导致湿地功能不断下降,生态环境进一步恶化.     

基于E2SFCA的城市旅游景点的潜在空间可达性分析

针对城市景点空间分布的公平性问题,以武汉市为例,使用增强的二步移动搜索法(E2SFCA)对武汉市景点的潜在可达性进行了研究.分别选取60 min、180 min作为最大搜索范围,分别得到了E2SFCA可达性效果图.分析结果可知,武汉市景点潜在空间可达性不均衡,整体上表现出中心城区可达性较高边远辖区可达性较低的圈层结构.最大搜索范围为180 min的可达性比60 min的可达性均衡性好,圈层结构更明显.     

基于Sentinel-1A数据的临高县早稻面积提取

为了探讨双极化Sentinel-1A雷达影像数据识别提取早稻面积分布信息的能力,在分析典型地物后向散射系数的基础上,沿用极化差分合成孔径雷达(synthetic aperture Radar,SAR)图像和极化比值SAR图像对典型地物分类有着重要作用的思路,提出水体归一化参数,随后采用支持向量机(support vector machine,SVM)分类方法和阈值分类方法选取单时相、多时相水体归一化极化SAR数据(2017年3月10日、3月22日、4月3日、4月15日、4月27日)提取早稻面积。结果表明,阈值分类方法优于SVM分类方法,其总体精度为89.01%,Kappa系数为0.823 1,早稻的制图精度和用户精度分别为92.68%和82.26%;种植面积为1.29万hm~2,与临高县主要的早稻生产基地在空间分布上基本一致。由此可得,多参数的极化SAR数据可以提高识别提取地物的精度,提取早稻面积的最佳监测数据为多时相水体归一化VH极化SAR数据。     

1985—2018年广西北海银滩海岸带地形变化研究

海岸带是海洋与陆地相互作用的地带,是滨海资源旅游胜地。本文以广西北海银滩海滩公园(电建渔港-咸田渔港)为重点研究区,利用实测地形数据,分析1985—2018年33年海岸带地形地貌变化和沙槽-沙坝地貌变化趋势。结果表明:①北海银滩2018年较1985年海岸带变窄,大墩海至电建渔港海岸带消失15. 2～632. 21 m,电建渔港至咸田渔港海岸带消失163. 28～521. 34 m,咸田渔港至白虎头村段(银滩公园)海岸带消失22. 14～192. 36 m;②海滩公园33年间平均海平面所在位置向陆地方向移动2. 61～99. 17 m;理论最低低潮面0 m位置向陆方向移动0～195. 72 m;③沙槽-沙坝地貌由西向东逐渐不明显,海滨以砂占绝对优势,粒径集中分布在0. 125～0. 5 mm,粒级含量在95%以上。     

基于激光雷达卫星(GEDI)的广东省森林冠层高度和生物量估算

森林冠层高度和生物量估算对估算森林碳收支方面起到重要作用。本文以广东省森林为研究对象,以全球生态系统动态调查(GEDI)激光雷达卫星为数据源,分别采用回归树和克里金插值算法,对广东省的森林冠层高度和生物量进行反演。研究结果表明,广东省的树木高度普遍在10～20 m,占比超过50%。树高高值出现在粤北的韶关、肇庆等市,树高普遍在15～20 m;而湛江市的平均树高最低,普遍不足10 m。广东省森林生物量最大值为335.85 t/hm²,最小值为5.25 t/hm²,平均值为98.27 t/hm²。森林生物量高值区域主要分布在粤东山区和粤西山区,而广东省平原和城市化地区森林生物量则较低。本文结果为估算广东省森林生态系统碳吸收提供科学依据。     

日本区域加权平均温度建模

由于日本区域易受自然灾害频发、水汽特征变化复杂、探空站点分布稀疏的问题,进而制约了高精度水汽的获取,因此缺少此区域的高精度加权平均温度(T_m)模型. 鉴于此,采用2009—2016年全球大地测量观测系统(GGOS) Atmosphere T_m和ERA-Interim 2 m T_s格网数据新建立一种考虑T_m残差季节性变化和周日变化的适合日本区域的T_m模型 (JQTm模型). 同时,利用2017年日本区域13个探空站和110个GGOS Atmosphere T_m格网数据,对新建立的JQTm模型在日本区域的精度进行评估. 研究发现:与GGOS Atmosphere T_m格网数据对比,JQTm模型的偏差(bias)和均方根误差(RMSE)分别为0.15 K和1.92 K,RMSE分别比GPT2w-1模型、GPT2w-5模型提升41.16% (1.33 K)、44.41% (1.53 K);与探空资料对比,JQTm模型的bias和RMSE分别为–0.66 K和2.14 K,RMSE分别比GPT2w-1模型、GPT2w-5模型提升28.43% (0.85 K)、29.61% (0.90 K). JQTm模型能够为日本区域提供高精度的T_m值,为研究此区域大气水汽和极端天气提供重要依据.      

月球哥白尼纪次级坑的形态特征及其空间分布

月球次级坑是月球上的一种地质特征,易与初级坑相混淆,对月表定年影响大,同时对主撞击坑的撞击方向有一定的指示意义,因此识别和筛选出次级坑是一项重要的工作。综合考虑撞击坑空间分布位置和直径关系,选取哥白尼纪5个典型撞击坑为研究对象,基于遥感影像和地形数据,通过总结相关学者对特定形态指标与次级坑定量关系的研究,构建4个形态指标(不规则度、椭圆度、深径比、坑缘高度与直径比)及其参数范围,进行次级坑的智能化识别、提取与空间分布研究。最终识别出次级坑总数量为17 811个,在此基础上构建了包含位置、大小、形状、距离和方向5大类的数据库;并研究了距主坑边缘不同距离范围内次级坑的规模和空间分布特征;提出了基于次级坑主轴方向判定撞击坑入射方向的新方法。研究结果表明:①在规模大小上,月海次级坑直径大小主要集中在初级坑直径的(2. 7±0. 11)%以下;月陆次级坑直径大小主要集中在初级坑直径的(3±0. 3)%以下;在空间分布上,月海与月陆次级坑分布规律相一致,次级坑数量占总次级坑数量的90%时,其分布距离是最大分布距离的(57±7)%;②Tycho撞击坑的入射方向为W-E方向,Copernicus撞击坑和Kepler撞击坑的入射方向为SE-NW方向,Aristarchus撞击坑和Jackson撞击坑的入射方向为NW-SE方向。这些认识将对更准确地开展撞击坑撞击方向的研究提供参考。     

基于CryoSat-2数据的海冰厚度估算算法比较

以北极为研究区,使用CryoSat-2数据,利用现有海冰厚度卫星测高研究中4种主流算法(Laxon03算法、Kurtz09算法、Yi11算法和Laxon13算法)分别对北冰洋海冰厚度进行估算,并将估算结果与研究区IceBridge机载激光测高冰厚数据进行了比较,探索各算法海冰厚度估算的差异,寻找最优的估算算法,为估算长时序海冰厚度提供基础和参考。结果表明,4种算法估算的海冰厚度空间分布较为一致,但不同算法估算的结果差异较大,可达0.476 m;4种算法估算结果大小依次为Laxon03算法、Yi11算法、Laxon13算法、Kurtz09算法;4种算法估算的平均海冰厚度差异,在北极波弗特海海域最大,其次是北极中心海域、格陵兰和挪威海;Laxon13算法估算结果相对于IceBridge观测结果与其他算法相比,具有最小的平均偏差和均方根误差,是卫星测高估算海冰厚度的最优算法。     

基于层次分析法的盐池县地质灾害危险性评价

为探讨区域地质灾害危险性评价方法,在充分研究盐池县地质灾害孕灾环境的基础上,以多源遥感数据和基础地质数据为数据源,选择地层、岩组、土壤、土地利用类型、坡度、坡向、地形湿度指数、径流强度指数、距河流距离、距道路距离、归一化植被指数以及降水量等12个因子,利用GIS提取因子信息,采用层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)建立评价因子及其类型的判断矩阵,构建地质灾害危险性评价指数,对盐池县地质灾害危险性进行评价和分区,划分出极低、低、中、高和极高危险区5类分区并完成精度检验。结果表明:①极低、低危险区的面积分别占全县面积的34%和28%,主要分布在盐池县中北部的丘陵区,中危险区面积约占全县的25%,主要分布在南部麻黄山、王乐井以西以及道路周边地区,高和极高危险区分别占总面积的12%和1%,主要集中分布在河流两侧以及麻黄山地区;②成功率曲线和受试者工作特征(receiver operating characteristics,ROC)曲线与横轴围成的面积(area under curve,AUC)分别为0. 77和0. 89,检验结果精度较好,同时,灾害点密度从极低危险区到极高危险区呈增加趋势且极高危险区的灾害点密度最大,达到了1. 076个/km2;③AHP方法适用于盐池县地质灾害危险性评价,评价结果可为盐池县地质灾害的防范与治理提供一定的参考依据。     

基于省级区域地基增强系统的北斗三号系统卫星数据评估分析

导航卫星观测数据质量是影响地面增强系统定位精度的直接因素，北斗地基增强系统经过北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)适配性改造后能够获取的卫星观测值数量相较北斗二号卫星导航系统(BDS-2)适配改造提升了30%～50%，对这些观测数据的质量评估和分析尤为重要.本文利用数据完整率、多路径误差等基准站观测值质量评估方法，使用零基线测试和精密单点定位(PPP)测试两种方法，提出一种综合区域地基增强系统的BDS-3数据分析方法.对研究区域进行实证试验，结果表明：BDS-3卫星在亚太地区的数据质量已经与GPS相当；由于BDS-3卫星空间分布结构更优，地面测站可以获得的高仰角(高度角>50°)可用观测值较单GPS提升了200%以上.     

基于Savitzky-Golay滤波算法的FY-2F地表温度产品时间序列重建

卫星遥感技术可获取大面积、空间连续的地表温度(land surface temperature,LST),为全球变化、生态环境和农业生产等领域提供了宝贵的数据源,但受到云、气溶胶、观测角度和太阳光照角度等影响,遥感反演的LST在时间和空间上均存在不同程度的缺失,限制了LST遥感产品的应用。以长江三角洲地区为研究区,以风云2号F星(FY-2F) LST日均值产品为数据源,利用LST时间序列特征,基于Savitzky-Golay(S-G)滤波算法进行了LST长时间序列的重建研究。结果表明,研究区重建前FY-2F LST产品的平均时相缺失率为19. 43%,经滤波后缺失率降低为1. 69%,并能够保证LST空间一致性。通过模拟验证,S-G滤波重建LST的拟合精度为0. 95,平均绝对误差为1. 35 K,具有较高的精度,可以用于进一步热环境时空分布规律的研究。     

小型化LEO星座与BDS-3全星座联合定轨仿真

受限于区域监测站及地球静止轨道(geosynchronous earth orbit, GEO)卫星的静地特性,北斗卫星导航系统(BeiDou satellite navigation system,BDS)定轨精度较差,加入低轨卫星(low earth orbit,LEO)星载数据可显著提升定轨精度。使用一种由24颗LEO卫星组成的小型低轨卫星星座,在BDS-3全星座情况下,仿真分析了导航卫星与低轨卫星联合定轨对北斗卫星轨道的提升程度。分别进行仅地面测站定轨、地面测站与LEO联合定轨试验,包含全球均匀、亚太区域、亚海分布3类测站布局。结果表明:(1)仅地面测站定轨时,GEO卫星轨道三维精度在分米量级,加入LEO观测数据后,定轨精度在厘米量级,提升程度达80%以上;(2)区域地面测站时,导航卫星轨道三维精度在分米量级,加入LEO卫星后,所有类型导航卫星定轨精度均提升至数个厘米,提升效果显著;(3)全球均匀测站时,LEO的加入仍然可提升倾斜地球同步轨道/中高轨道卫星定轨精度,提升效果在毫米至厘米量级。     

MODIS卫星遥感估计福州地区近地面PM2.5浓度

卫星遥感反演气溶胶光学厚度已被广泛应用于近地面空气污染遥感监测。为揭示福州地区细颗粒物污染的空间分异趋势,利用2014年—2015年的地基监测细颗粒物(PM_(2.5))浓度数据、MODIS 3 km气溶胶光学厚度(AOD)卫星数据以及GEOS-FP气象数据,分别构建了估计福州地区近地面PM2.5浓度的日校正模型和站点一日校正模型,并利用十折交叉验证方法对2个模型进行评价验证。结果表明:(1)日校正模型和站点一日校正模型分别能够解释福州地区PM2.5浓度76.2%和81.4%的变异,反演的2014年—2015年福州地区近地面PM2.5浓度和地面实测站点数据之间的相关性R~2分别为0.724(RMSE=10.993μg·m~(-3))和0.781(RMSE=9.687μg.m~(-3));(2)分别针对不同下垫面环境的城市站点和县郊站点数据进行模型拟合验证,两个模型反演的PM2.5浓度值与地面实测值之间皆具有良好的相关性,R~2最高可达0.808;(3)将模型反演的PM2.5浓度季均值与地面实测季均值进行对比分析,结果也显示二者高度相关,据此反演的2015年福州地区年平均PM2.5浓度分布图可清晰地揭示福州地区PM_(2.5)浓度分布的空间变化情况。由此可见,基于MODIS 3 km AOD产品和气象数据建立的近地面PM_(2.5)浓度遥感估算模型能够很好地反演出福州地区近地面PM2.5浓度分布情况。