基于Landsat-8数据的镇赉县干旱监测研究

选取吉林省白城市镇赉县为研究区,通过遥感影像获取归一化植被指数、增强型植被指数、归一化水分指数和土壤调节植被指数,分别构建相应的植被指数-地表温度特征空间并计算其温度植被干旱指数,用野外采样点的受灾程度和面积数据进行验证。结果表明,不同土壤类型的地表温度存在差异,在植被旺盛期,基于归一化植被指数的温度植被干旱指数具有较高的旱情监测精度,可有效地用于大范围的干旱监测。     

黑河流域天然植被的面积变化研究

植被覆盖面积的大小是反映区域性生态环境状况的重要指标之一,多年植被覆盖面积的变化则直观反映了植被生态环境随时间的变化规律。在前人研究成果的基础上,采用定量遥感技术,应用美国国家航天航空局最新的全球植被指数变化研究数据(GIMMS)作为数据源,对黑河流域1989-2002年间的植被面积变化规律进行了研究。考虑到实际的植被面积难以确定,因此采用等效面积法确定植被覆盖面积,通过统计遥感图像上植被指数(NDVI)值大于0.3的像素点值,以像素点值代表植被的面积,研究黑河流域14 a的天然植被面积变化规律。研究结果证明,黑河流域的天然植被在以每年约3%的速度减少。     

基于植被指数和土地表面温度的干旱监测模型

干旱是一种周期性发生的自然现象,其发生过程中有关参数如地表覆盖度、温度和土壤表层含水量等可以通过遥感的途径进行定量反演,而这些参数客观地反映了地表的综合特征。综述了运用遥感反演产品---土地表面温度和归一化植被指数在干旱监测中的应用前景和进展,分析了距平植被指数、条件植被指数、条件温度指数和归一化温度指数等干旱监测方法的优缺点,在前人研究的基础上,提出了条件植被温度指数的干旱监测模型,探讨了其应用前景。     

旱情遥感监测方法及其进展

我国水资源短缺，旱灾一直是我国造成损失最大的自然灾害之一，遥感技术具有宏观，快速，客观，经济等常规手段不具备的优势，在旱情监测方法具有广阔的应用前景，综述了遥感监测干旱的热惯量法，作物缺水指数法，归一化植被指数距平法，供水植被指数法和微波遥感法，介绍了在此领域中近年来的进展。     

植被指数研究进展

在遥感应用领域,植被指数已广泛用来定性和定量评价植被覆盖及其生长活力。由于植被光谱表现为植被、土壤亮度、环境影响、阴影、土壤颜色和湿度复杂混合反应,而且受大气空间—时相变化的影响,因此植被指数没有一个普遍的值,其研究经常表明不同的结果。20多年来,已研究发展了40多个植被指数。该文对已有的大部分植被指数进行了归纳分类,评价其各自优势和局限性,并探讨了未来研究的方向,这将有助于遥感在农业、植被和生态环境监测方面进行有效地开发与应用。     

基于FY-3 A/VIRR数据的藏西北干旱遥感监测研究

藏西北地区生态环境脆弱,由于地形复杂、气候独特,该区的观测资料非常缺乏。利用遥感技术开展藏西北地区的干旱监测,能获取在空间上连续变化的地表干旱情况,对于指导该区农牧业生产具有重要的意义。基于FY-3A/VIRR的一级数据和标准旬产品（地表温度、植被指数）,采用温度植被干旱指数（TVDI）进行藏西北地区的干旱监测研究,并将监测结果分别与基于EOS/MODIS数据监测的结果、同期的野外实测土壤水分数据以及气象站点的降水量数据进行了对比分析。结果表明：利用FY-3A/VIRR数据的TVDI遥感监测结果与实测土壤水分、气象站累计降水量数据均呈显著的负相关关系,通过了0.01水平的显著性检验;利用FY-3A/VIRR数据与EOS/MODIS数据估算的TVDI干旱等级空间分布特征基本一致,FY-3A/VIRR数据可以代替EOS/MODIS数据在藏西北地区开展干旱遥感监测,可为指导藏西北地区农牧业生产提供数据支持。     

植被状况指数的改进及在西北干旱监测中的应用

干旱是全球分布最广、发生频率最高、持续时间最长、影响范围最大、造成的经济损失最为严重的一种自然灾害，干旱也是所有自然灾害中影响因子最为复杂、人类了解最少、监测最为困难的一种自然灾害，干旱监测是世界性的难题。干旱可以发生在任何气候带上，但干旱、半干旱地区是全球干旱灾害发生最频繁的地区。干旱发生特征和规律因地区的不同会有很大的差异，不同地区对干旱监测方法不同。目前，世界各国干旱监测主要利用基于气象、水文、农业和卫星遥感等观测资料建立的各种干旱指数开展，已经有150多种干旱指数。植被状况指数VCI是应用最为广泛的一种卫星监测干旱的指数，研究和业务应用结果表明，VCI对全球各地的干旱均有较好的反映，已经应用在美国国家大气海洋局（NOAA）日常干旱监测业务中，中国国家卫星气象中心干旱卫星遥感监测服务产品也是以VCI为基础。 我国干旱半干旱地区主要分布在新疆、甘肃、青海、陕西、宁夏以及内蒙古自治区的中西部，这里降水少且不稳定，降水变率大，是中国干旱发生频率最高的地区。干旱严重制约着当地经济发展和人类生活质量的提高，使本身非常脆弱的生态环境趋于恶化。为了了解条件植被指数VCI对西北地区不同气候区干旱的监测能力，以上述6省（区）为研究区，利用1982—2003年22年NDVI数据，计算了研究区域22年来逐月的VCI，对比分析了不同气候区VCI与降水距平的关系。结果表明，VCI在空间和时间上较好地反映了西北大部分气候干旱发生、发展和空间分布，是干旱监测的较好指标，但在干旱和极端干旱地区，VCI经常出现异常偏高现象，不能反映干旱气候区常年干旱的基本特点。通过对西北不同生态系统之间NDVI特点和各生态系统间NDVI年变化及其年际变化规律的研究，设计了VCI改进方案，提出了改进的条件植被指数RVCI。通过对22年来逐月RVCI与VCI的对比，RVCI客观地反映了干旱气候区常年干旱特点，较VCI有显著改进。      

基于MODIS数据的西藏干旱自动监测系统实现的关键技术研究

干旱是一种危害较大的自然灾害, 影响范围大、持续时间长. 随着经济发展和人口的增加, 水资源短缺现象日益严重, 这也导致了干旱范围的扩大和干旱化程度加重. 为降低业务人员负担, 提高业务工作效率, 探讨了基于MODIS遥感数据的西藏干旱监测系统实现的关键技术. 首先, 阐述了MODIS 轨道数据快速投影处理的正向投影处理技术原理, 然后分析了温度植被干旱指数算法(TVDI)及其实现, 最后, 将干旱监测方法集成到业务系统软件, 最终实现西藏全区的干旱遥感监测业务工作. 通过与传统手工干旱监测方法进行对比, 发现干旱自动监测系统具有速度快、自动化等优点, 具有十分重要的实践意义.     

土壤水分与干旱遥感研究的进展与趋势

对土壤水分和干旱遥感监测的国内外发展情况进行了回顾,依据土壤水分和干旱遥感监测的原理,围绕着可见光与近红外、热红外、微波光谱波段的使用,分别以土壤和植被为观测对象,对国内外土壤水分与干旱遥感现状与发展趋势进行讨论。重点对微波遥感土壤湿度的算法发展和研究趋势进行了较详细的论述。在总结国内外土壤水分遥感监测研究实验中所用过的方法与原理的基础上,对目前遥感监测土壤水分研究领域的重点、难点和未来的发展方向进行了评述。土壤水分遥感监测是一个复杂的间接过程,波段及变量选择、传感器的性能等因素对土壤水分监测是至关重要的,土壤的各种理化性状、地形的分异作用以及气候变化和人为的土壤管理措施对土壤水分均有不同的影响,地表特征与土壤水分也存在着一定的相关性。改进的热惯量法和作物缺水指数法是当前土壤水分遥感监测中较为成熟的方法。GIS技术的广泛应用、土壤水分遥感监测模型的优化。微波遥感的应用将是该领域的重点研究方向。     

基于EVI和MNDWI指数的石羊河流域水体、植被时空变化特征

水体和植被是生态环境的重要自然要素,水体和植被的动态研究对认识干旱区生态环境的变化过程及保护和恢复具有重要的理论和实践意义。基于2001-2016年96期MODIS遥感数据和1992、1998、2004、2010、2016年5年Landsat遥感数据,提取EVI植被指数和改进的归一化水体指数（MNDWI）,结合一元线性回归趋势分析方法对石羊河流域的水体和植被的时空变化特征进行了分析。结果表明,近16年来,流域植被EVI整体呈增加趋势,植被覆盖度上升,但随着季节变化,上、中、下游植被覆盖度变化分异明显;EVI植被指数年际变化倾向率与之一致。植被覆盖小幅增加地区占21.5%（春）、14.9%（夏）、8.8%（秋）,保持不变区域占流域总面积的52.5%（春）、40.2%（夏）、35.0%（秋）;此外,仍有轻度退化区和严重退化区。近25年来,研究区水域面积总体呈增大-减小-增大的波动变化趋势,1998年水域面积增大至725.92 km²,此后水域面积2010年减小至710.11 km²;但2010年以后水域面积又呈稳定增加趋势,水域面积2016年增加至723.00 km²。自然因素和人为因素是研究区水体和植被时空变化的驱动因素。     

地下水和干旱指数对植被指数空间分布的联合影响:以鄂尔多斯高原为例

鄂尔多斯高原无定河与都思兔河之间的地段属于我国西北地区典型的干旱-半干旱过渡带,覆盖毛乌素沙地,存在大量的地下水浅埋区,为植被生长创造了有利条件。前人研究表明鄂尔多斯高原沙地植被的盖度随着地下水埋深的减小而增大,但没有充分考虑气候梯度的影响。本研究依托大量井孔调查资料建立了研究区地下水埋深的高分辨率栅格数据,与区内增强型植被指数EVI的遥感数据和气候数据进行相关分析,并建立地下水埋深与干旱指数双因素坐标系来确定区域植被指数对地下水和气候背景的联合响应。研究结果表明:干旱指数和地下水埋深的增大都会导致植被指数的概率统计值减小。干旱指数介于3~5时,地下水埋深对植被指数的影响比较显著,且地下水埋深介于1~3m最有利于高盖度植被的出现。地下水显著影响植被分布的临界埋深约为7m。这一结果改进了前人关于鄂尔多斯生态水文地质特征的认识。     

基于Landsat遥感影像的围场县植被覆盖时空格局变化

基于Google Earth Engine遥感云平台收集1987—2016年Landsat系列遥感卫星影像,采用像元二分模型对承德市围场满族蒙古族自治县植被覆盖度进行估算,结合气象数据和地形信息,分析近30年来研究区植被覆盖动态变化规律。结果表明:围场县1987—2016年的归一化植被指数（NDVI）值总体上呈上升趋势,全县NDVI平均值从0.63提高到了0.78,植被覆盖状况不断改善。研究区植被改善情况中,1987—2016年NDVI大于0.15的面积比例占到全县植被面积的49.28%,占比最大。1987—2016年NDVI小于等于-0.15的植被面积比例仅为0.82%。1987—2016年,各级植被覆盖度的转移矩阵体现出2016年的植被状况明显好于1987年,极高覆盖度植被转入面积高达7 991.84 km2。1987—2016年植被覆盖景观破碎程度不断降低,平均斑块面积指数从13.147 8扩大到31.703 4,植被覆盖类型趋于集中分布,连通性好。研究区总体气候变化趋势对植被生长具有不利影响,不同坡度和坡向的植被覆盖状况不同,人类活动和社会经济因素的影响为研究区植被改善情况发挥着重要作用。     

基于地表温度与植被指数特征空间反演地表参数的研究进展

遥感反演的地表温度(Ts)和植被指数(VI)构成的特征空间结合模型分析可以对显热通量、潜热通量及土壤含水量等地表参数进行估算.这种方法比较实用,且不过多地依赖地面观测数据.随着研究的深入,许多学者在Ts/VI特征空间基础上提出了更加丰富的空间变量.基于此,以不同空间变量为标准,分类介绍在Ts/VI特征空间的基础上对地表能量通量及土壤水分等参数的反演.其中包括在Ts/NDVI特征空间基础上提出温度植被干旱指数和条件植被温度指数来监测干旱;利用Ts/albedo特征空间反演蒸发比;用DSTV/VI特征空间反演蒸散量;用地气温差/植被指数特征空间反演蒸散量等.并介绍了Ts/VI特征空间与微波遥感结合反演地表含水量等相关研究的进展情况,最后提出未来研究的发展方向.     

宁夏地区水资源对植被生长的影响研究

植被状况的变化是反映区域性生态环境状况的重要指标之一,多年植被指数的变化则反映了植被生态环境随时间的变化规律。采用定量遥感技术及斜率法,以全球植被指数MODIS NDVI数据作为数据源,对宁夏地区2000-2004年期间的植被指数变化幅度及变化趋势进行了研究。结果表明,从2000年开始,宁夏部分地区的植被指数呈现下降趋势,植被出现退化现象。在此基础上,对贺兰山、六盘山地区植被变化与降雨量的关系做了定量研究,并对红寺堡及银川平原等地区的水资源开发利用对植被的影响进行了较为详细的分析。贺兰山、六盘山的植被主要受降雨量的控制,而红寺堡地区的植被退化是由于水资源的不合理应用导致土壤盐渍化的结果,银川平原的植被则与引用黄河水量的减少和地下水的过量开采有关。     

基于植被抑制法的植被覆盖区多光谱遥感岩性分类

植被的发育限制了遥感在地质学方面的应用, 在植被覆盖区进行岩石填图, 首先要考虑去除植被干扰影响.以内蒙古东乌旗地区为例, 选择先进星载热发射和反射辐射仪(advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer, ASTER)数据, 分别计算研究区内含土壤因子植被指数和不含土壤因子的植被指数, 并对两类不同的植被指数进行主成分分析, 挑选出植被信息被抑制和岩石-土壤信息突出的主成分进行岩性分类, 和利用最大似然法的分类结果进行对比分析, 评价两种方法的岩性分类性能, 植被抑制法的总体分类正确率为82.946 8%, 最大似然法的总体分类正确率为76.364 3%.结果说明在植被覆盖区, 利用植被指数来抑制植被信息是可行的, 和常规分类方法中的最大似然法相比, 大大提高解译的准确性.      

水平和垂直尺度乔、灌、草覆盖度遥感提取研究进展

植被覆盖及其变化是区域生态系统环境变化的重要指示,而植被覆盖度是植物群落覆盖地表状况的一个综合量化指标,是生态模型、碳循环、水循环模型等的重要特征参量。传统的植被覆盖度是指一定尺度下所有植被(乔、灌、草)覆盖的综合反映值,当考虑植被垂直方向的异质性,垂直尺度的乔、灌、草覆盖度提取为定量化准确衡量生态环境、全球气候变化等领域提供更具有生态意义的植被参量。目前,遥感大面积估算水平尺度乔、灌、草覆盖度已有比较成熟和可靠的算法,主要方法有：植被指数法、回归分析法、分类决策树法、神经网络法、像元分解模型法、物理模型反演法等,其估算精度基本能达到应用要求。植被垂直方向的异质性给垂直尺度乔、灌、草覆盖度遥感提取带来较大挑战,垂直尺度上的乔、灌、草覆盖度遥感提取的研究在欧美等国已经有了一定规模的开展,在国内则处于起步阶段。遥感提取垂直尺度乔、灌、草覆盖度的主要手段有：激光雷达（LIDAR）、多角度遥感以及两层结构冠层反射模型反演。综述了水平尺度和垂直尺度上乔、灌、草覆盖度遥感提取的最新进展,比较和分析主要的遥感提取方法、模型和现存的一些问题,并对未来的研究发展趋势进行了展望。     

利用MODIS数据产品进行全国干旱监测的研究

利用MODIS植被指数和陆地表面温度产品建立全国3个农业气候区NDVI-Ts、NDVI-ΔT和NDVI-ATI空间,并由NDVI-Ts、NDVI-ΔT和NDVI-ATI空间分别建立温度植被干旱指数(TVDI)、温差植被干旱指数(DTVDI)和表观热惯量植被干旱指数(AVDI)3个干旱评价指标研究全国干旱分布,利用实测土壤含水量对3个干旱指标进行检验评价.NDVI-ΔT空间中的湿边基本与横坐标平行,表明当土壤水分处于饱和状态或植被完全无水分胁迫条件下,植被和土壤对缓冲环境温度变化的能力大体相当;由NDVI-ATI空间看出,随着植被覆盖增加,表观热惯量有增加的趋势.对比3个干旱评价指标表明:当监测范围较大,区域内地形复杂时,由NDVI-Ts空间计算的TVDI评价干旱最合理,由NDVI-ΔT空间计算的DTVDI在干旱监测中也具有一定的价值,而由NDVI-ATI空间计算的AVDI已经不能合理评价干旱.     

桂林毛村岩溶地下河流域水土流失遥感动态监测研究

为了给西南岩溶地区石漠化发展演变的研究工作提供一定的科学依据和决策支持,选择桂林毛村岩溶地下河流域作为研究区,利用两期遥感影像对该区影响水土流失的三个主要自然要素,即地形坡度、植被覆盖度和土地利用方式进行信息提取,并以地理信息系统为分析平台,参考水土流失强度分级标准,对该区两个时期的水土流失状况进行对比分析。调查监测结果显示,研究区随着坡度的增大,水土越容易流失,而且水土流失强度级别增大;植被覆盖度对水土流失强度起着控制性作用,为抑制并缩减水土流失面积,应保护植被,退耕还林;研究区土地利用变化比较缓慢,导致水土流失面积变化幅度不大。上述结果表明,利用遥感技术手段,可为当地的经济发展和水土流失的监测、评价、预测及治理提供参考。      

基于GF-1影像的内蒙开鲁县玉米虫害程度划分及成因分析

为监测2018年内蒙古开鲁县玉米虫害发生程度,利用虫害爆发一周后的GF-1遥感影像提取玉米种植范围,结合对植被茂密稀疏变化敏感的重归一化植被指数(RDVI),采用RDVI均值和标准差来反映玉米受虫害胁迫后生长变化情况,通过设置标准化阈值,利用决策树方法对玉米所受虫害胁迫程度进行划分.结果表明,基于RDVI划分玉米受害程...     

基于MODIS数据的山东省土壤墒情遥感动态监测与分析

干旱灾害是我国主要的自然灾害之一。近年来,连续性、极端干旱灾害时有发生,对我国粮食安全、饮水安全和生态安全造成严重威胁。土壤墒情是旱情监测的重要指标,遥感技术具有观测范围广、实时性强以及成本低廉等优势,可以广泛应用于土壤墒情监测。本文分析了土壤墒情与地表参数NDVI(归一化植被指数)和LJST(地表温度)的关系,建立了基于NDVI和LST、并考虑土壤类型的土壤墒情遥感监测模型。利用该模型,基于MODIS遥感影像和地面实测墒情,对2010年10月到2011年5月山东省旱情进行了动态监测。监测结果显示:山东省的旱情经历了不断加重,再到逐渐缓解。然后又局部加重。最终全部缓解的过程,干旱核心区为鲁南地区,与实际情况一致。