基于ArcGIS ModelBuilder的洞庭湖区钉螺孳生环境圈定

洞庭湖区钉螺孳生环境与湖草、离岸距离、洲滩高程等有关,利用ArcGIS ModelBuilder建模方法对1987~2014年27年间5期遥感影像解译成果进行空间分析并划分不同级别的孳生环境,大大简化了操作流程,提高了工作效率和准确性。     

基于手持GPS洞庭湖区植被景观格局外业调绘研究

本文以1∶50 000的地形图为工作底图,采用手持GPS技术、利用实地调查与分解森林资源分布图相结合的方法,对洞庭湖区植被分布状况进行了外业调绘的研究。建立了外业调绘过程中植被群落斑块最小面积和边界的确定原则及其斑块类型与编码。探讨了手持GPS实现WGS-84坐标系向1954北京坐标系的转化方法,并进行了精度估算,其点位误差≤5.8 m,完全可以满足洞庭湖区植被分布外业调绘的精度要求。运用该方法进行植被分布的外业调绘,可以解决运用传统的定位测量方法在湖区定位难的问题,提高了外业作业效率。     

基于手持GPS洞庭湖区植被景观格局外业调绘研究

本文以1：50000的地形图为工作底图，采用手持GPS技术、利用实地调查与分解森林资源分布图相结合的方法，对洞庭湖区植被分布状况进行了外业调绘的研究。建立了外业调绘过程中植被群落斑块最小面积和边界的确定原则及其斑块类型与编码。探讨了手持GPS实现WGS-84坐标系向1954北京坐标系的转化方法。并进行了精度估算，其点位误差≤5．8m，完全可以满足洞庭湖区植被分布外业调绘的精度要求。运用该方法进行植被分布的外业调绘，可以解决运用传统的定位测量方法在湖区定位难的问题，提高了外业作业效率。     

近百年来洞庭湖区垸内湖泊时空演变分析

研究洞庭湖区垸内湖泊时空演变情况,本文利用1930年代以来10个时段的历史地形图和航天航空遥感数据,采用遥感解译、数据统计分析与历史对比方法,分析民国中期（1930年）以来各时段洞庭湖区垸内湖泊的空间分布特征、面积时序变化,利用2018年度基础性地理国情监测数据中内湖数据进行精度检验,精度达98.62%。结果表明：洞庭湖区内湖数量与面积分别从1938年的640个、994.30 km²增加到2018年的1057个、1578.33 km²,其变化过程并非呈持续增加趋势,而是经历了增加、减少、再增加的3个时序变化阶段,呈现波状起伏特征。民国中期（1930年）至建国初期（1958年）,因通江湖泊大量围垦,内湖数量和面积均呈现快速增加趋势;其后,1959年—1978年,在“以粮为纲”的农业背景下,内湖被大量围垦,数量和面积萎缩至民国中期（1930年）以来的最低值;改革开放（1979年）以来,随着“退田还湖”和水产养殖等农业结构调整,内湖面积呈现大幅增加趋势。洞庭湖区垸内湖泊总体呈增加趋势,但不同规模、不同类型、不同区域等不同特征的垸内湖泊变化情况不同。总体而言,围湖垦殖是内湖形成的主要驱动,粮食保障与水产养殖是内湖变化的主要原因。研究成果可为洞庭湖区生态修复与环境保护提供客观资料。     

Images difference of ASAR data for rice crop mapping in Fuzhou,China

This paper introduces ENVISAT ASAR data application on rice field mapping in the Fuzhou area, using multi-temporal ASAR dual polarization data acquired in 2005. The procedure for ASAR data processing here includes data calibration, image registration, speckle reduction and conversion of data format from amplitude to dB for backscatter. The backscatter of rice increases with the rice growing stages, which was much different from other land covers. Based on image difference techniques, 6 schemes were designed with ASAR different temporal and polarization data for rice field mapping. Difference images between images in the early period of rice crop and growing or ripening period, are more suitable for rice extraction than those difference images between different polarizations in the same date. The most accurate result of late rice extraction was achieved based on the difference of HH polarization data acquired in October and August. Therefore, for rice field mapping, the temporal information is more important than polarization information. The data during the early growing season of rice is very important for high accuracy rice mapping.     

基于CART决策树的高分二号洞庭湖区湿地分类方法

高分卫星遥感湿地分类的关键在于解决"同物异谱、异物同谱"难题.本文将当前应用前景广泛的亚米级国产高分二号(GF-2)影像和CART决策树面向对象分类算法相结合,以湖南沅江为例进行洞庭湖区典型湿地的分类提取工作,选取包括光谱信息、几何特征、地形特征和纹理特征等多维对象特征对分类器进行训练,构建了多维特征湿地分类方法.试验...     

利用卫星测高监测贝加尔湖湖面高变化

以贝加尔湖为例,利用Jason-2测高卫星4年(2008~2012)GDR数据,经过误差改正与数据编辑,通过分析贝加尔湖月水位异常时间序列,得到了贝加尔湖湖面高变化的季节性规律;通过分析贝加尔湖半年水位异常时间序列,得出了贝加尔湖湖面高变化的周期为1年;计算结果表明,利用卫星测高技术对内陆湖泊湖面高变化进行监测具有一定的可行性。     

卫星测高数据监测青海湖水位变化

为了验证Cryosat-2/SIRAL数据监测湖泊水位的能力,提高其提取湖泊水位变化的精度,以青海湖为研究对象,利用主波峰重心偏移法、主波峰阈值法、主波峰5-β参数法、传统重心偏移法、传统阈值法和传统5-β参数法6种算法对Cryosat-2/SIRAL LRM 1级数据进行波形重跟踪,提取青海湖2010—2015年湖泊水位,对比不同算法获取水位的精度,并结合Envisat/RA-2 GDR数据,延长水位变化时间序列,获得青海湖2002年—2015年的水位变化信息。结果表明,主波峰5-β参数法提取湖泊水位的精度最好,均方根误差为0.093 m;对于GDR产品中LRM模式的3种数据,基于Refined OCOG算法的数据更适合湖泊水位的提取;青海湖2002年—2015年水位整体上涨,水位平均变化趋势为0.112 m/年,年内水位变化呈现明显的季节性。     

夏季太湖叶绿素a浓度的高光谱数据监测模型

本文依据2004年7月的实测数据构建了太湖夏季叶绿素a浓度的实测光谱数据估计模型,并使用2004年8月的数据对模型进行了验证。调查样点覆盖了太湖内的典型水域,水样数据由无锡太湖环境监测站采集。样点的光谱数据用ASDFieldSpec野外光谱仪获取,每个样点测量10次,测量结果被转换为遥感反射率。对不同的波段组合进行比较分析后,从可解释性出发,最终选择了归一化指数表达式作为最佳波段组合,所建立的模型为：Chla（μg/L）=EXP（2.478 ＋16.378＊N66）,其中,N66为（R696 -R661） /（R696 ＋R661）。模型的R^2为0.9051,显著性p〈0.0001。与其他模型相比,本文的模型比较稳健,用于估计8月的叶绿素a浓度具有较小的绝对误差。本文的工作同时表明,在太湖的夏季相邻月份,可以使用实测光谱数据模型进行水体叶绿素a浓度的估计。     

洞庭盆地近现代非均匀沉降变化分析

结合历史文物资料、遥感数据、实测1∶50 000地形图,利用GIS的数据处理和空间分析方法,对洞庭盆地的非均匀沉降问题进行了分析,得到了各个时间段内洞庭盆地的沉降速率图,通过对各速率图的统计分析,得出非均匀沉降的时空变化规律,这对于掌握洞庭盆地的变化趋势和土地利用等方面具有重要的理论意义。     

1979年—2019年兴凯湖湖冰物候变化的被动微波遥感监测

季节性冻结与消融的湖冰是气候变化的重要指示器。本文以兴凯湖为例,基于1979年—2019年的被动微波遥感数据获取了兴凯湖的冻融日期,用2000年—2019年的中等分辨率成像光谱仪MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)数据进行了验证,并用气候数据分析了湖冰物候变化的原因。结果表明被动微波与MODIS遥感数据在湖冰物候提取方面具有较好的一致性,也即MODIS的验证结果表明用低频被动微波亮度温度数据获取湖冰物候的方法是可行的,结果也是可靠的。平均而言,兴凯湖湖冰每年11-13左右开始冻结,11-23左右完全冻结,湖冰冻结持续时间9.80 d;次年04-23左右湖冰开始消融,04-30左右湖冰完全消融,消融持续时间8.03 d;湖冰完全封冻时间150.50 d,湖冰覆盖时间168.03 d。过去41 a,兴凯湖开始冻结日期没有明显变化,完全冻结日期平均推后了0.19 d/a,开始消融日期和完全消融日期分别提前了0.16 d/a和0.13 d/a,湖泊完全封冻时间和湖冰覆盖时间分别缩短了12.71 d和2.87 d。湖冰冻结日期推后与风速增大密切相关,消融日期提前和湖冰持续时间缩短与气温升高显著相关。     

中国湖泊数据库的设计

中国湖泊数据库作为科学数据库的组成部分,是在中科院南京地理与湖泊研究所会和各兄弟单位对我国湖泊湖区长期调查研究积累基础上建立的数据库,内容包括了湖泊属性数据、湖泊空间数据和湖泊遥感图像数据等多种形式.该库可以为科研机构、教学单位、政府部门和生产部门提供信息服务.讨论了湖泊数据库设计中的几个问题,包括湖泊数据库系统功能框架、运行环境、湖泊属性库与湖泊空间库的设计.     

太湖水生植被NDVI的时空变化特征分析

为了明确太湖不同生态区水生植被长势的变化规律及其影响因子,利用MODIS传感器提供的NDVI数据,分析了太湖2000年—2015年NDVI的时间及空间变化特征。结果表明:太湖水生植被NDVI存在明显的季节变化和年际变化,NDVI每年最小值出现在冬季,最大值出现在植被生长旺盛的8月或9月,其值可达0.35;太湖全湖NDVI多年平均值为0.1,最大值为0.14,出现在2007年。太湖NDVI的空间差异可将太湖划分为不同的植被类型区,太湖西北部(竺山湾和梅梁湾)NDVI最大值可达0.2,植被类型主要以浮游藻类为主,东太湖区域最大值超过0.6,主要以沉水植被为主;太湖不同区域植被动态特征对气象因子的响应也不尽相同,沉水植物生长与平均气温有显著的正相关关系,而浮游植物区的生长状况受平均风速影响较大。     

三峡工程的蓄水对长江中下游河床安徽段的影响研究及对策

长江三峡工程蓄水后,水流和输沙的改变会引起长江中下游河床的变化。本文采用了长江安徽段5个测次的1∶10000长程水道地形图和大通水文站历年的流量、泥沙资料,通过对比分析可以看出：三峡建成后,上游来沙减少,清水下泄导致了长江中下游安徽段河道发生了异常的冲刷和淤积,引起局部河势发生了较大变化。基于成因,对长江中下游干流河道安徽段存在的主要问题进行了阐述和分析,并对中下游干流河道的治理对策与措施进行了探讨。     

Monitoring the built-up environment of Shanghai on the street-block level using SAR and volunteered geographic information

ABSTRACT

In this geo-statistical analysis of change detection, we illustrate the evolution of the built-up environment in Shanghai at the street-block level. Based on two TerraSAR-X image stacks with 36 and 15 images, covering the city centre of Shanghai for the time period from 2008 to 2015, a set of coherence images was created using a small baseline approach. The road network from Open Street Map, a volunteered geographic information product, serves as the input dataset to create street-blocks. A street-block is surrounded by roads and resembles a ground parcel, a real estate property – a cadastral unit. The coherence information is aggregated to these street-blocks for each observation and the variation is analysed over time. An analysis of spatial autocorrelation reveals clusters of similar behaviours. The result is a detailed map of Shanghai highlighting areas of change. We argue that the aggregation and grouping of synthetic aperture radar coherence image information to real-world entities (street-blocks) is comprehensible and relevant to the urban planning process. Therefore, this research is a contribution to the community of urban planners, designers, and government agencies who want to monitor the development of the urban landscape.     

基于星载激光雷达的高原堰塞湖水文要素反演与变化特征分析

针对帕米尔高原堰塞湖——萨雷兹湖的安全问题及水文站点资料获取困难,缺乏时段固定、精度统一的准实时湖泊水位信息等问题,本文提出了基于星载激光雷达测高数据(ICESat-1/2)的高原湖泊水位综合反演.开展了近20年(2003—2019年)的水位变化遥感调查和时序重建研究,并采用趋势分析和Mann Kendall(M-K)...     

利用卫星测高资料监测长江中下游湖泊水位变化

利用Envisat 1卫星的GDRs数据,根据适当的数据编辑准则,进行了必要的地球物理改正之后,研究分析了长江中下游鄱阳湖、洞庭湖、太湖、巢湖的水位变化及其与气候环境的关系,为长江流域水位变化与气候变化的长期性研究提供了一种有效的手段和     

MODIS遥感数据辅助的鄱阳湖水体范围变化数值模拟

针对水体范围高动态变化的鄱阳湖,充分发挥数值模拟和遥感各自的优势,使用从MODIS影像上提取的水体范围初始化鄱阳湖水体范围数值模拟边界和率定模型参数,并与模拟的水体范围结果进行交叉验证分析。对鄱阳湖2001-07-08～11-30水体范围动态变化数值模拟的结果显示,水位模拟平均绝对误差小于15cm,数值模拟获取的水体范围与MODIS无云影像提取的湖泊水体范围具有较高的一致性,水体面积平均相对误差为5.7%。     

Monitoring of urban subsidence with SAR interferometric point target analysis: A case study in Suzhou,China

Ground subsidence, mainly caused by over exploitation of groundwater and other underground resources, such as oil, gas and coal, occurs in many cities in China. The annual direct loss associated with subsidence across the country is estimated to exceed 100 million US dollar. Interferometric SAR (InSAR) is a powerful tool to map ground deformation at an unprecedented level of spatial detail. It has been widely used to investigate the deformation resulting from earthquakes, volcanoes and subsidence. Repeat-pass InSAR, however, may fail due to impacts of spatial decorrelation, temporal decorrelation and heterogeneous refractivity of atmosphere. In urban areas, a large amount of natural stable radar reflectors exists, such as buildings and engineering structures, at which radar signals can remain coherent during a long time interval. Interferometric point target analysis (IPTA) technique, also known as persistent scatterers (PS) InSAR is based on these reflectors. It overcomes the shortfalls in conventional InSAR. This paper presents a procedure for urban subsidence monitoring with IPTA. Calculation of linear deformation rate and height residual, and the non-linear deformation estimate, respectively, are discussed in detail. Especially, the former is highlighted by a novel and easily implemented 2-dimensional spatial search algorithm. Practically useful solutions that can significantly improve the robustness of IPTA, are recommended. Finally, the proposed procedure is applied to mapping the ground subsidence in Suzhou city, Jiangsu province, China. Thirty-four ERS-1/2 SAR scenes are analyzed, and the deformation information over 38,881 point targets between 1992 and 2000 are generated. The IPTA-derived deformation estimates correspond well with leveling measurements, demonstrating the potential of the proposed subsidence monitoring procedure based on IPTA technique. Two shortcomings of the IPTA-based procedure, e.g., the requirement of large number of SAR images and assumed linear plus non-linear deformation model, are discussed as the topics of further research.     

SAR图像河流提取的主动轮廓模型的稳健估计算法

针对现有主动轮廓模型无法精确提取SAR图像中河流的难题,提出了一种结合L₁范数和拉普拉斯能量的主动轮廓模型。首先,将Chan-Vese(CV)模型中L₂范数形式的外部能量约束项替换为L₁范数形式的外部能量约束项,得到新的能量泛函;其次,提出了一种基于拉普拉斯核函数的外部能量约束项,并将其添加到上述能量泛函中,同时赋予两种外部能量约束项不同的调节系数;最后,引入曲线内外区域像素灰度绝对中位差的均值替代模型中的常数曲线内外能量权值,以得到完整的提出模型。针对实际SAR图像进行河流提取,结果表明:与现有主动轮廓模型相比,本文提出的模型在河流提取准确性和提取效率两方面具有明显优势。