气象驱动下的终端湖泊流域环境变化研究

在干旱地区,终端湖面积变化受气候影响较大,同时湖泊面积变化对生态环境平衡和土地利用变化起着重要作用。基于Landsat和JRC Global Surface Water(JRC GSW)多源遥感数据、气象数据、土地利用数据和NDVI数据,分析了艾比湖水面面积变化及驱动因素,以及对艾比湖流域环境的影响。得出如下结论：2000—2020年艾比湖面积呈现先减少后增加的趋势,2010年左右为转折点;面积变化与降水量的相关性最大(R²=0.589,P <0.01和R²=0.519,P <0.05);流域内耕地面积增长最大,为3 140 km²,占研究区总面积的6.23%;其次是草地面积增加1 402 km²,占研究区总面积的2.78%;而面积减少最多的是未利用土地,为2 974 km²,占总面积的5.90%,主要转化为草地和耕地;由NDVI变化可知,该流域内的植被主要由草地构成,并且草地高覆盖(>0.8)区呈现出增加趋势,集中在人类活动区。干旱区终端湖泊面积变化监测是生...     

2009—2017年北京市土地利用变化时空特征

对北京市土地利用类型、城市扩张程度和植被覆盖度进行时空特征分析,为合理制定城市空间规划和土地利用管理提供科学依据。以北京市全域为研究对象,基于2009、2013和2017年Landsat遥感影像基础,利用非监督分类方法得到土地类型图,计算城市扩张指数和植被覆盖度指数,并进行环路地类动态变化分析。结果表明：1)2009—2017年北京市绿地/耕地面积减少746.22 km²,建筑用地面积增加601.36 km²,两者面积变化表现出此消彼长的趋势;2)绿地/耕地及建筑用地的空间消长特点存在明显的环路差异;3)高植被覆盖度区域面积剧烈减少;4)土地利用类型和植被覆盖度变化在2009—2013年和2009—2017年两阶段内差异明显。可见北京市城市扩张速度有所减缓,绿地/耕地面积相对减少率高,城市土地利用变化存在明显的时空差异。     

淮南市潘集矿区水域面积变化监测分析

持续大规模的地下煤矿开采导致淮南矿区形成大面积的塌陷水区,增加了次生地质灾害的风险。为了解近年来淮南市潘集矿区水域的变化趋势,利用改进的归一化水体指数(MNDWI)对多年份的遥感影像进行水陆分离以实现水体面积提取,进而对其变化因素开展了归因性分析。本文选取Landsat8卫星分别于2013、2017和2020年4月份获取的3期淮南市潘集矿区水域遥感影像开展监测分析。实验结果表明：淮南市潘集矿区2013、2017与2020年水域的面积依次为57.8km²、63.2km²和66.8km²,呈逐年增长的发展态势,有必要持续开展监测。     

黄河流域森林覆盖时空变化及驱动因素分析

为探究1990—2020年黄河流域森林覆盖时空变化及其驱动因素，本文基于土地覆盖、自然因素及人类活动数据，使用转移矩阵、Theil-Sen Median和Manna-Kendall趋势分析、地理探测器进行了研究。结果表明：(1)黄河流域森林覆盖范围扩大，覆盖面积增加近2万km²;(2)1990—2020年，黄河流域168个县的森林覆盖率呈增长趋势，仅两个县的森林覆盖率减少；(3)基于地理探测器的结果表明，短波辐射对森林覆盖分布解释力最大，交互探测表明，降雨和高程的交互作用对森林覆盖分布解释力最强。本文可为黄河流域生态环境高质量发展提供科学参考。     

近20年鄂西地区植被覆盖度时空变化特征分析

基于2000—2020年的MOD13Q1 NDVI遥感数据,使用像元二分模型计算湖北省西部山体区域的植被覆盖度,并利用斜率模型、马尔可夫转移矩阵模型和赫斯特指数综合分析了植被覆盖度的时空变化规律。结果表明,研究区的植被覆盖度总体呈上升趋势,平均植被覆盖度增加了0.025,轻微增长区域面积为44 359.26 km²,显著性增长面积为3 069.375 km²,不显著性变化的面积为39 862 km2。2000—2020年期间,时序植被覆盖度的赫斯特指数为0.63,表明研究区内植被覆盖度的增长趋势在未来是可持续的。本研究成果不仅可为城市生态环境评价提供科学依据,而且可为城市的生态建设和可持续发展提供决策支持。     

近30年青藏高原可可西里盐湖面积动态变化及其影响因素分析

青藏高原湖泊是全球气候变化的敏感指标,对全球气候变化具有很强的反馈作用。由于卓乃湖的溃堤,地处于青藏高原腹地的可可西里盐湖迅速扩张,这不仅对周边草地植被及流经的冻土造成危害,对青藏铁路和青藏公路的正常运行也产生了干扰。本文利用多源遥感监测手段对可可西里盐湖近30年面积进行监测,从时空变化趋势上提取盐湖面积的动态变化并进行成因分析。结果表明：(1)2011年9月卓乃湖溃决,导致可可西里盐湖面积1990—2020年增大了178.535 km²;(2)自2020年可可西里盐湖的引流工程完工,盐湖面积得到有效遏制,并在2021年缩小至191.145 km²;(3)盐湖湖岸线自1990—2020年主要在东南部和西南部有显著扩张,而最大的变化是盐湖东部由以前伸入湖中央的半岛变为孤岛;(4)面积与降水、气温呈显著相关关系,与日照时长、冰川融水呈弱相关关系。     

黄河流域湿地景观时空演变格局分析

湿地景观的时空演变及其驱动因素研究是湿地生态恢复与保护的重要参考,本文利用1980—2015年7期黄河流域土地利用数据构建黄河流域湿地矢量数据集,基于景观格局指数对黄河流域湿地的时空演变特征进行定量和定性分析;采用转移矩阵对每两个时期湿地资源的转移类型和数量进行计算与分析。研究结果表明,①1980—2015年,黄河流域湿地率为3.5%,其中自然湿地率约为2.0%,即黄河流域的湿地类型以自然湿地为主。②斑块面积结果显示,黄河流域湿地总面积减少了312.74km²,表现为人工湿地增加,自然湿地减少;自然湿地中沼泽湿地呈增加状态,主要是在2005—2010年增加了979.22km²,滩地呈减少状态,减少了1218.19km²,主要发生在1990—1995年和2005—2010年。斑块密度结果显示,随着河渠和滩地受人为活动影响程度的加大,两者的斑块破碎化程度逐渐加大。最大斑块指数结果显示,水田是黄河流域的主导湿地类型,沼泽和湖泊是自然湿地中的主导湿地类型。③黄河流域湿地类型与非湿地之间转换是黄河流域景观转换的主要组成部分,其中沼泽与滩地是面积发生变化的主要湿地类型。     

1995—2019年北莉岛人工水产养殖遥感监测

有效监测人工水产养殖水面的分布变化对于海洋资源管理、生态环境保护、防灾减灾具有重要意义。本文以Landsat 5、SPOT 5和GF-1卫星影像为数据源,选择广东省北莉岛为研究区,使用线性光谱解混方法获取中等空间分辨率卫星影像的人工水产养殖水面面积,通过面向对象多尺度分割的方法结合支持向量机分类算法提取高空间分辨率卫星影像的人工水产养殖水面分布。研究结果表明,与单一卫星影像相比,综合多源中高空间分辨率卫星数据延长了人工水产养殖水面变化分析可追溯的时间跨度,提高了监测精度;联合光谱解混和面向对象分类方法开展人工水产养殖长时序遥感监测是可行的。近20多年来,北莉岛人工水产养殖水面的面积经历了先增加后缓慢减少的变化过程,1995—2000年平均增速为23.39 hm²/a,2000—2006年平均增速为23.95 hm²/a,2006—2019年平均减少速度为1.96 hm²/a。     

干涉点目标分析的大宛齐油田形变监测

针对石油开采所致形变具有周期长、连续性强及范围广,常规形变监测方法无法满足高效监测需求的问题。时序差分合成孔径雷达干涉具有监测范围广和效率高的优势。采用干涉点目标分析技术与69景Sentinel-1A SLC数据对大宛齐油田进行地表形变监测及时序分析。结果显示,2016年2月—2018年12月间大宛齐油田年均形变速率在-81～49 mm/a,开采区存在两处明显沉降漏斗与两处明显隆起,最大沉降面积达5.8 km²,除此外无明显形变。GPM降水数据与时序形变量的叠加分析显示,大宛齐油田形变具有明显季节性特征,形变与油田生产及地质条件具有相关性。     

基于珞珈一号与DMSP/OLS数据的辽宁省城市空间扩张分析

基于珞珈一号和DMSP/OLS夜间灯光数据,提取辽宁省城市空间用地信息并监测分析了2003—2018年城市空间扩张特征。结果表明:1)利用辽宁省DMSP/OLS长时间序列夜间灯光数据提出了一种适合校正长时间序列DMSP/OLS数据的校正方法,提高了数据的连续性和可对比性;2)弥补了统计数据在空间属性的不足,消除了过去单纯依靠统计数据分析城市空间扩张的弊端,为其他省市分析城市扩张提供新的遥感监测分析方法;3)在2003—2018年间,辽宁省城市空间扩张存在城市空间扩张与南方省份相比发展比较缓慢及协调性欠佳等问题。     

利用多时相遥感监测与分析黄河三角洲湿地变化动态

黄河三角洲湿地地区土地利用变化信息可为有关部门制定湿地保护和经济发展提供参考.本文选取2005、2009和2019年三时相黄河三角洲入海口周边,以及东营属地内黄河沿岸的Landsat 7 ETM+遥感影像为数据源,采用监督分类方法研究土地利用类型,通过分析编码的变化判别黄河三角洲的土地利用转移情况,从而进行湿地变化动态...     

GF-6影像应用于林地与非林地识别的潜力分析

为研究我国首颗携带红边波段的高分六影像(GF-6)在林地与非林地上的识别贡献,本文选择复杂林地类型的安徽省黄山市作为研究区,采用特征优选(RFE)与随机森林(RF)相结合的方法开展了林地与非林地识别潜力研究。首先根据实地调查、Google Earth影像及林地"一张图"样本数据构建了样本库;然后基于DEM、多时相光谱特征、植被指数、红边指数等特征开展分类,并比较不同模型精度及不同变量的重要度。结果表明:GF-6红边信息对林地非林地识别较为重要,引入红边信息可将总体分类精度提升2%,其他新增波段及地形特征对林地与非林地识别贡献并不明显;多时相数据的运用相比单时相数据可整体提高林地类型的分类精度2.93%～4.1%,单时相分类结果 6月最好,9月次之,12月最差;特征优选可以有效减少数据输入维数(46到15),并取得最高分类精度,在不牺牲精度的同时保证了运算数据量的减少且明确了不同变量的贡献,具有较强的应用意义。     

黑龙江省呼玛至十八站公路路域生存环境质量评估

针对建设绿色公路不可避免地对路域生存环境质量造成影响的问题,本文选用Landsat 8卫星影像、ASTER GDEM 30 m分辨率的DEM数据、2020版30 m全球地表覆盖数据,利用ENVI 5.3和ArcGIS 10.2平台协同操作,从公路的路域植被覆盖度变化、土壤侵蚀度、生存环境适宜性3个角度分析对生存环境质量的影响。研究结果表明,公路建设前后路域植被覆盖度超75%区域从2 673.8 km²降至2 389.82 km²,植被覆盖度为45%~75%的区域从997.31 km²降至767.19 km²;土壤侵蚀程度以中度侵蚀和高度侵蚀为主,中度侵蚀和高度侵蚀总计面积3 927.99 km²,占比达79.04%;生存环境适宜性方面,公路左侧呼玛河流域及附近最高,公路右侧的林区大面积图斑块次之。     

遥感技术支持下的下龙湾西岸养殖塘变化监测及其对“三生用地”影响分析

下龙湾西岸是越南北部沿海的养殖大区,随着水产养殖用地规模的逐渐扩大,周边三生用地(生产用地、生活用地、生态用地)空间格局受到影响。本文以下龙湾西岸的5个沿海地区为研究区,利用1990、2000、2010、2015年4期无云Landsat TM/OLI遥感数据,采用分类回归树方法,对1990—2015年的土地利用变化进行监测。通过土地利用净变化量、土地利用动态度模型、相关性分析等方法,定量分析养殖塘时空格局演变特征及对三生用地的影响。结果表明:①25年间,养殖塘面积呈"单峰"式先增后减变化,净增加66.65 km2,2000年面积为156.65 km2,较1990年面积增长113%,2015年较2000年面积减少11%。总体呈现数量上"北增南减"、速率上"东快西慢"的面积变化特征。②养殖塘转入面积中,生产用地对养殖塘转移面积占31%,生活用地占4%,生态用地占65%。空间格局整体以白藤江及陆地中轴为界线,呈南北分区、东西分界的转入转出规律。③养殖塘占用生活用地7.24 km2,二者呈正相关关系,R2为0.46;养殖塘分别占用生产用地和生态用地55.14、115.14 km2,并与两者成负...     

基于地表覆盖/土地利用数据的沁河源区生态保护红线边界处理

边界处理是指借助地理信息系统软件,将生态保护红线从栅格形式的生态评估结果落实到具有明确边界的地块上,也称为红线的“落图”过程,是生态保护红线划定的重要流程,也是红线精准落地和有效管控的必要条件。本文以沁河源区为例,利用地理信息系统软件,基于地表覆盖、土地利用两种数据分别对生态功能极重要区红线进行落图。结果表明：两种数据均适用于红线边界处理,并且联合应用时处理结果更佳;沁河源区生态功能极重要区栅格面积为877.87 km²,联合应用两种数据处理后的红线矢量面积为877.73 km²,占研究区总面积的64.51%;研究结果可为生态功能重要区域生态保护红线边界的优化、调整提供参考。     

青藏高原冰雪覆盖变化监测的卫星立体影像方法

针对青藏高原冰雪覆盖变化监测问题,以各拉丹冬冰川为例,提出了利用ALOS立体像对提取冰雪DEM,并以同源不同时相的冰雪DEM监测冰雪覆盖变化及体量变化的方法。依据DEM纠正裁切后的影像,采用ISODATA分类方法得到了冰雪覆盖面积变化量,由不同时相网格DEM高程点数据高差与面积求得体积变化,得出了2009年与2010年冬季冰雪量大小。结果显示2010年12月比2009年12月冰雪量减少了19.728 3 km³,雪覆盖面积减少了349.691 km²。文中还列出了遇到的技术困难及有待进一步研究的问题。     

一种基于车辆轨迹数据的城市建成区边界识别方法

城市建成区边界是城市土地资源管理和城市扩张管理的重要依据。本文提出了基于出租车轨迹数据,利用多分辨率下规则格网对比分析法及Densi-Graph阈值确定法,来自动提取城市建成区边界的方法。试验采用北京市2008年出租车GPS轨迹点数据,依据该方法模型计算提取城市建成区并进行结果准确度评价,将提取结果与北京市2008年土地覆盖空间分布图进行比对,所提取建成区边界范围与城镇、建设用地区域范围基本相符;将提取结果与中国城市统计年鉴数据进行比对,该年鉴中给定2008年北京市建成区总面积为1 310.94 km^2,本文方法提取建成区总面积约为1 077.33 km^2,提取准确度约为82.18%,表明本文方法可以获得准确的建成区范围。     

1990-2019年艾丁湖流域城市空间扩展遥感监测

基于卫星遥感影像,监测艾丁湖流域1990-2019年土地覆盖类型变化,并利用多种城市变化监测指数及雷达图方法,揭示以自然流域为研究范围的城市扩展变化过程,并探究其驱动机制.结果表明:①1990-2019年,流域内土地类型变化巨大,城市扩展明显,建成区面积扩大了近3倍;②流域内城市扩展经历了中速扩张和高速扩张两个阶段;③...     

Pan-European forest/non-forest mapping with Landsat ETM+ and CORINE Land Cover 2000 data

This paper describes a simple and adaptive methodology for large area forest/non-forest mapping using Landsat ETM+ imagery and CORINE Land Cover 2000. The methodology is based on scene-by-scene analysis and supervised classification. The fully automated processing chain consists of several phases, including image segmentation, clustering, adaptive spectral representativity analysis, training data extraction and nearest-neighbour classification. This method was used to produce a European forest/non-forest map through the processing of 415 Landsat ETM+ scenes. The resulting forest/non-forest map was validated with three independent data sets. The results show that the map’s overall point-level agreement with our validation data generally exceeds 80%, and approaches 90% in central European conditions. Comparison with country-level forest area statistics shows that in most cases the difference between the forest proportion of the derived map and that computed from the published forest area statistics is below 5%.     

Envisat ASAR数据在沿海防护林提取中的应用

沿海防护林的建设与生态环境和经济发展密切相关。本文以福建省漳浦县沿海防护林地区为例,利用2005年多时相、多极化的ENVISATASAR(Environmental Satellite Advanced Synthetic Aperture Radar)数据,分析了典型地物后向散射极化和时间特性。沿海防护林的后向散射随时间变化较小,VV极化能较好的体现沿海防护林的表面形态和特征,VH极化可以将水体和沿海防护林很好的区分开来,植被间的差异在HH极化中得到较好的反映。针对不同的极化组合情况,采用面向对象的方法提取沿海防护林信息,并对提取结果进行了对比分析,认为多极化的数据更有利于防护林信息的提取。