基于遥感影像的城市森林分类提取及生态价值估算研究

以北京通州新城区城市森林为研究对象,提出一种基于信息论的决策树分类方法,以提取Aster遥感影像中城市森林平面量,改善传统分类方法仅利用影像光谱特征信息的不足,高分辨率影像和地面调查数据验证显示其分类精度达84.6%.结合分类影像图,引入城市森林生态价值评估模型(CITYgreen模型)估算出通州新城区森林的生态价值约为598.87万美元.研究表明,该方法适合大面积区域的城市森林分类提取及其生态价值估算.     

基于改进PSR模型的城市土地利用警情判别研究——以南京市为例

基于系统论构建改进的PSR模型,通过探究压力、状态、响应系统要素作用机理构建南京市城市土地利用警情判别指标,并运用数理量化模型开展警情综合评价。结果表明:(1)2009—2016年南京市城市土地利用压力系统和状态系统警情为“倒U”型且呈上升态势,响应系统警情为“倒U”型且呈下降态势。(2)2009—2016年南京市城市土地利用警情总体上为“倒U”型且呈波动上升态势。(3)压力系统是造成南京市城市土地利用综合警情难以显著转变的关键,同时受经济发展与土地集约利用协调度、土地生态治理力度、用地结构与人口分布均衡度等要素影响。     

基于BP神经网络的盐渍土盐分遥感反演模型研究

采用遥感技术和BP神经网络技术,结合野外实测的盐渍土光谱特征和实验室化验的土壤含盐数据,对盐渍土盐分的遥感反演进行了模型的设计与编程实现.BP神经网络模型的预测精度在62.5%,明显高于传统统计模型的预测精度,表明BP神经网络能较好地模拟土壤含盐量与光谱数据之间的关系,可用于建立土壤盐分遥感反演模型.     

基于遥感影像的城市人口密度模型

分析了常用的城市人口遥感估算方法,指出了其特点和不足,在土地利用密度法的基础上作了改进。土地利用密度法的关键是抽样区的代表性,抽样区选择的不当,就会给人口计算带来较大的误差。实际上,抽样区的选择有较大的难度,而且实地区域和抽样区相比总会有一定的差异,所以人口估计误差是不可避免的。作者试图避开抽样区的选择而估计出各种居住类型的人口密度,提出的方法不需要实地抽查人口密度,减少了估算的工作量,建立的数学模型没有抽样的随机性误差影响,结果从整体上达到了最优。     

基于灰色广义回归神经网络模型的城市耕地面积预测

为提高原始数据呈非线性、随机性变化、样本量较小时城市耕地面积的预测精度,将无偏GM(1,1)模型与广义回归神经网络相结合,建立了基于灰色广义回归神经网络的城市耕地面积预测模型,并将其应用于平顶山市耕地面积预测,结果表明该模型精度高,具有一定的应用价值。     

森林生态系统遥感监测技术研究进展

森林是陆地生态系统的主体,森林生态系统监测技术是实现森林可持续利用与全球变化研究的重要支撑与信息保障。从4个方面概述了遥感技术在森林生态系统监测中的应用研究进展：森林遥感分类及变化监测、森林植被参数遥感反演、森林蓄积量与生物量遥感估算、森林干扰遥感监测等。结合遥感技术的发展,总结了森林生态系统监测中使用的多源遥感数据和各类模型,提出集成地面调查数据、高分地-空雷达扫描监测技术,以及多源光学遥感建模技术和生态系统过程模型,构建多维度、多尺度、高时间密度的森林生态系统监测平台的研究展望。     

基于重庆主城区居民感知的城市意象元素分析评价

城市意象是诠释一个城市环境的重要指标,对其分析研究,有助于解读及评估城市景观的优劣、城市生活环境品质的高低,也有助于把握城市空间结构。本文首先在回顾国内外相关研究进展的基础上,根据重庆城市特色,将Lynch K的5类城市意象要素进行细分,并转换为地点场所意象元素;其次采用问卷调查法,对城市意象因子和意象元素分别进行评价,并绘制城市意象元素分布图,以了解居民对城市意象元素的印象与品质之间的关系,从而为重庆城市规划建设提供有益的参考。     

基于随机森林模型的黄河流域城市建设用地结构时空演化及其驱动机制研究

城市是区域人口、产业等要素集聚的主要空间载体,系统揭示黄河流域城市建设用地结构演化及其驱动机制对于深入推进黄河流域生态保护和高质量发展战略落实具有重要意义。基于黄河流域2007—2019年城市建设用地数据,论文运用信息熵模型分析了黄河流域城市建设用地结构的时空演化特征,并用随机森林模型探讨其驱动机制。结果表明：(1) 2007—2019年,黄河流域城市建设用地面积快速增长,年均增速达5.34%,但城市建设用地结构信息熵不断降低,经历了“高位无序—相对稳定—低位有序”的变化过程;(2)黄河上、中、下游城市建设用地规模增速依次加大,年均增速分别达到3.91%、5.06%、6.22%;中游地区城市建设用地结构信息熵下降最多,上游地区和下游地区降幅相近;(3)黄河流域各类建设用地主要配置在省会及经济发达城市;黄河流域城市用地结构信息熵存在空间异质性,省会城市及经济发达城市建设用地结构信息熵存在降低趋势,而欠发达城市的信息熵逐步增大;(4)城市用地规模和城市人口规模对城市建设用地结构演化的作用最强,产业结构升级和财政支出规模的作用强度次之,经济发展水平和政策支持力度的作用较小,上中下游影响因子的...     

基于情景分析法的南京市低碳城市建设研究

气候变化、碳排放与城市化过程相交织,城市作为工业、建筑、交通的载体,也是高能耗、高碳排放的主要源头,需要改变传统城市发展的模式来应对全球变暖的挑战。对南京市的建筑、交通、工业3个方面CO2排放情况进行详细分析。在建筑方面,主要以民用建筑的电耗和热耗来计算南京建筑的碳排放总量。在交通方面,主要根据对交通碳排放有主要影响作用的因素,借助低碳城市模型,运用能源折算法计算交通碳排放总量。在工业方面,仍然采用能源折算法,运用低碳工业模型,计算南京工业碳排放总量。运用情景分析法预测未来碳排放目标,提出南京建设低碳城市的对策建议。     

基于结构方程模型的南京市就业者通勤行为特征对健康的影响研究

通勤是城市就业者日常工作所必须面对的问题,长距离、长时间通勤以及机动化通勤方式带来的健康问题引起了国内外学者们的广泛关注。论文基于南京市居民身体活动及健康状况问卷调查数据,构建结构方程模型分析就业者通勤距离、通勤时间及通勤模式三者的关系及其对心理健康、身体健康以及健康行为的影响。研究发现：① 通勤距离对机动车通勤模式与通勤时间存在显著的正向直接效应,同时通勤距离对通勤时间存在显著的正向间接效应。② 在心理健康影响方面,通勤距离、通勤时间及机动车通勤模式对邻里关系有显著的负向直接效应,同时通勤距离与通勤模式对邻里关系还存在显著的负向间接效应;在身体健康影响方面,通勤距离降低了就业者超重或肥胖的发生概率,但增加了就业者选择机动车通勤模式的可能性,从而间接增加了就业者患慢性疾病的风险;在健康行为影响方面,通勤距离、通勤时间与睡眠时间显著负相关,机动车通勤模式对睡眠时间产生负向间接影响,与是否做家务显著负相关,与是否散步呈现显著的正相关。③ 通勤行为特征对健康的影响因就业者社会经济属性不同而存在差异,女性、年龄较大以及收入较低的就业者通勤行为特征对健康的影响更为显著。基于研究结果,提出优化城市职住空间、减少通勤时耗,降低小汽车依赖、促进积极通勤来提高就业者身体活动量,并为特殊群体的通勤创造更加有利的条件,进而提升其健康水平。     

基于遥感的成都市及其周边城镇的扩展

利用1987年和2000年的两期LANDSAT TM卫星影像进行了成都市及其周边城镇的扩展研究。首先,将两期卫星影像与GIS数据配准。然后,在对遥感影像信息机理分析的基础上,发现并定义了反映建筑物覆盖的差值建筑物覆盖指数,并利用该指数建立了成都市及其周边城镇空间信息提取模型,并利用该指数和模型提取了两期成都市及其周边城镇空间分布数据。将两期数据进行叠加,从而得到成都市及其周边城镇的扩展数据。再次,利用行政界线、三环和绕城高速等界线与扩展数据进行叠加和掩模,从而得到各分析单元的扩展动态数据,并对其进行统计分析。研究表明:利用差值建筑物覆盖指数和阈值法能有效地提取两期的成都市及其周边城镇的空间信息。利用GIS技术能有效地对各单元的扩展情况进行分析。就成都市的扩展而言,三环内的扩展倍数为0.9。其市区的扩展倍数低于周边城镇的扩展倍数。     

基于神经网络的超光谱热红外辐射传输模型快速算法

基于径向基函数(RBF)神经网络技术设计了一种新的超光谱热红外大气辐射传输模型快速算法,通过模拟实验,确定神经网络样本和输入输出数据,并对典型波段训练出相应的多层神经网络,用于快速计算超光谱热红外大气顶部辐射传输亮度.实验中分别训练了9 μm、10 μm和12μm波长处相应的神经网络,实验结果表明所建算法不仅具有较高的计算精度,而且每个波长对应亮温的计算速度比利用4A模型的计算速度最多可提高100倍以上,同时,在波段的选择上也具有更高的灵活性.     

龙口市海岸带土地利用动态变化分析

利用多期遥感数据,采用目视解译和人机交互计算机分类技术提取1984至2004年间龙口市海岸带土地利用信息,从土地利用总量变化、土地利用变化速度、土地利用类型之间的相互转化、土地利用类型变化的海岸区位效应等方面分析龙口市海岸带动态变化特点。研究结果表明,20年间龙口市海岸带一半以上的土地类型发生了变化,变化速度逐年增加,后期明显大于前期;转化方向上主要表现在耕地向园地的转化,其次是耕地、园地、林地向建设用地的转化;变化的区位特征是距海越近,海岸带特征地类的变化越明显,反之,距海越远,内陆土地利用变化的特点表现得越突出。     

Tropical forest monitoring and remote sensing: A new era of transparency in forest governance?

The extent of tropical deforestation is now being tracked by actors in the nongovernmental, academic, private and government sectors using several different sources of satellite imagery. This paper presents an overview of the satellite systems that can be used for operational forest monitoring in the tropics and examines some recent trends in their use. It also reviews various satellite-based studies to map moist tropical forests and draws upon lessons learned from land cover mapping projects in several countries and regions. The case of Indonesia, examined as a nation undergoing rapid conversion of forest to other land uses, is contrasted with Brazil where satellite-based deforestation monitoring is fully operational. In Indonesia, the paper argues, the creation of a national monitoring system for tropical forest conversion is needed to create a source of transparent, reliable information on forest cover and condition. Such a system is likely to succeed if based on multitemporal, moderate-resolution optical data such as imagery provided by MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectrometer). When MODIS images are complemented by radar and fine-resolution imagery from sensors such as IKONOS and QuickBird, areas of abrupt change can be identified and the causes potentially discerned. Thus, satellite imagery at multiple temporal and spatial resolutions can effectively increase transparency in the forestry sector by revealing the rate and extent of deforestation on an annual basis and identifying potential areas of illegal logging.     

南京城市用地增长管理机制与效能

南京是长江三角洲地区核心城市之一,近20年来城市用地在现行管理框架下快速扩张.基于两个样区近20年城市扩展过程的用地数据.以城市规划的有效性代表用地布局的合理性,以地块闲置概率指征开发质量,定量评估城市增长管理效能.①选取南京城市沿交通轴扩展的两个样带,利用四期遥感影像跟踪分析近20年来城市用地增长的过程与管理机制;②采用增长调控效力指数、累积调控效率指数、土地闲置率等指标,定量分析城市规划及用地管理机制的有效性,指出规划对用地增长的5年累积调控效率达到70%左右:③基于样区478个土地利用斑块的离散数据进行逻辑斯蒂回归分析,表明城市规划对降低开发的盲目性、降低用地闲置率具有非常显著的作用(P<0.001),用地制度与政策等管理因素也显著影响用地闲置率,用地审批权和规划管理权下放对用地闲置具有正效应.加强区域统筹,适当扩大城市规划的覆盖范围,加强行业管理,适当上收用地审批权限和规划实施管理权限,将有利于用地集约化,提高土地利用效率.本研究结论对中国城市土地管理、集约节约利用城市土地具有积极意义.     

基于SAIL模型的多角度多光谱遥感叶面积指数反演

随着多角度传感器的陆续出现及植被遥感传输机理研究的深入,多角度遥感逐渐成为地表信息反演的热点问题.以SAIL冠层反射率模型为基础,通过联合多角度和多光谱数据,可以从物理机理角度进行植被叶面积指数(LAI)反演的应用研究.首先通过计算得到多角度多光谱遥感影像的角度信息,并经6S模型纠正后得到多光谱多角度植被冠层反射率数据.然后将PROSPECT模型模拟出的植被叶片反射率和透过率,以及多角度观测数据、LAI和其它实测数据输入SAIL模型,模拟得到了多角度多光谱冠层反射率,进而建立多角度多光谱冠层反射率与LAI的查找表.最后,将影像的多角度多光谱冠层反射率与查找表进行匹配,实现植被LAI的反演.最后对反演结果进行了验证和分析,结果表明反演精度较高,误差均在合理范围之内.     

基于遥感技术的土壤侵蚀研究现状及实例分析

通过介绍卫星和传感器在土壤侵蚀研究中的应用情况,讨论了用遥感图像探测土壤侵蚀特征、土壤侵蚀区域和土壤侵蚀沉积的很多应用实例,然后利用甘肃河西走廊黑河上游1987年的TM数据和1999年的ETM数据,计算出了两个时期的植被盖度,同时结合DEM数据得出的坡度值,然后根据水利部的土壤侵蚀分级标准,获得了两个时期的土壤侵蚀图,对比分析了1987年和1999年两个时期的不同等级侵蚀强度区域的面积变化.研究结果显示,甘肃河西走廊黑河上游存在中度侵蚀的区域位于坡度大于15°的地方,这些地方也是我国西部退耕还林还草的重点区域.     

黄河黑山峡无植被区的地表组成物质遥感信息模型

下垫面物质组成是土壤侵蚀模型最主要的输入参数。应用遥感技术提取无植被地区下垫面物质组成信息对于研究大面积土壤侵蚀是非常重要的。黄河黑山峡地区地形复杂,加之裸土、沙漠和岩石光谱的相似性与复杂性,使遥感技术在该地区的应用受到限制,但是由于地形起伏、岩石风化及表面粗糙度等因素的影响,石质山地纹理明显。综合了光谱和纹理信息特征,本文提出光谱归一化方法,并将归一化的光谱与纹理信息相结合构建了石质山地指数(RMI),应用归一化光谱进一步得到沙漠指数(DI),实现石质山地、沙漠与裸土分离。结果表明,该方法提高了信息提取的精度。     

基于多源遥感数据的甘肃省农业干旱研究

干旱是农作物生长发育的主要环境胁迫因子,也是制约农业丰产丰收的关键自然要素。农业干旱监测通常基于气象站点观测数据,这在一定程度上难以反映区域尺度的农业干旱状况。以甘肃省为研究区,基于MODIS、TRMM、ESA CCI等遥感数据产品和气象站点数据,利用随机森林回归模型构建综合气象干旱指数（CMDI）,并对甘肃省2011—2019年农作物生长季（4—9月）旱情时空格局及变化规律进行分析。结果表明：（1）CMDI与实测值的决定系数（R2）在各月均高于0.634,且与标准化降水蒸散发指数（SPEI）在空间上具有一定的相关性,表明该指数可反映农业干旱的发生发展过程。（2）甘肃省农业干旱呈现明显的地域分异规律,干旱程度由东南向西北逐渐加重,其中河西地区多为特旱区和重旱区,陇中地区为重（中）旱区,陇南、陇东、甘南地区为干旱-无旱波动变化区。（3）2011—2019年甘肃省农业干旱在年、月尺度上均呈现较大的波动趋势,其中2012年干旱程度最轻,2017年则最为严重;甘肃省大部分地区在4月和6月,陇东、陇南地区分别在5月和9月以及甘南地区4—9月农业旱情有所减轻外,其余地区在农作物生长季的旱情呈加重趋...     

北京城市代谢预测研究——基于长短期记忆神经网络模型

城市化进程提升促使城市环境污染加剧、能源消耗激增、人口密度过大等问题的深层次原因在于城市代谢失调。为精准预测北京市城市代谢变化趋势,论文通过能源消费量及人类活动时间指标测算了1980—2016年北京市体外能代谢率,表征城市代谢程度。据此运用长短期记忆神经网络模型(LSTM)预测了2017—2022年北京各部门体外能代谢率。结果表明：① 基于长短期记忆神经网络的城市代谢预测模型精度较高,能够对北京各部门体外能代谢率进行更为精准的预测;② 2017—2022年间,北京第一产业和总体外能代谢率呈下降趋势,其中第一产业在2017年达到峰值,第二、第三产业及生活部门体外能代谢率将呈现增长趋势。③ 除第一、第三产业和总体外能代谢率外,历史变化的时间扰动幅度先小后大。④ 对各部门体外能代谢率EMR_T的影响贡献度最大的因子为第二产业体外能代谢率EMR₂,最小的为第一产业体外能代谢率EMR₁。论文研究结果可为政策制定者优化城市管理方案、提升城市综合实力提供理论依据和决策支持。