多源数据融合下的城市化与生态环境耦合协调研究

利用DMSP/OLS、NPP/VIIRS和Landsat遥感影像数据分别提取平均夜间灯光指数(ANLI)和生态环境指数(RSEI),构建城市化与生态环境耦合协调度模型,定量分析研究区在2000—2015年的城市化与生态环境耦合协调发展状况.结果表明:①2000—2015年的乌鲁木齐城市化水平持续上升,一带一路倡议和生态...     

基于DMSP-OLS和MODIS数据的宁夏城市化与生态环境耦合协调分析

科学认识城市化与生态环境耦合协调机制,对推动黄河流域及黄河所经地区生态保护和高质量发展具有重要意义。本文以宁夏回族自治区为例,采用长时间序列DMSP-OLS夜间灯光数据建立了适用于宁夏的城市夜间灯光指数（UNLI）,并利用MOD09A1、MOD11A2提出了一种面向大区域尺度的遥感生态指数（RSEI）构建方法。在此基础上,采用耦合协调度模型（CCDM）,探讨分析了2000—2012年宁夏5个地级市城市化与生态环境耦合协调发展过程。结果表明：①基于DMSP-OLS数据建立的宁夏城市夜间灯光指数与人均GDP,以及第一、二、三产业GDP相关性显著（p<0.001）,能够较好地反映宁夏城市化水平。②基于MOD09A1、MOD11A2建立的遥感生态指数能够较好地反映宁夏生态环境质量时空变化特征。③宁夏城市化与生态环境耦合协调度呈稳定上升趋势,整体处于基本协调-生态环境滞后的转型阶段。研究结果对沿黄城市生态保护和高质量发展具有重要参考价值。     

赣州市人地关系的耦合响应研究

人类改造自然的速度和强度在不断提高，对区域生态环境的可持续发展构成了重大威胁。基于Modis卫星影像数据，利用遥感生态指数探究了赣州市2001—2015年生态环境质量时空变化特征及其对人类活动的响应，并利用趋势分析法研究了像元尺度上赣州市生态环境质量和人类活动强度的空间变化趋势。结果表明：(1)2001—2015年间，赣州市的生态环境质量呈波动上升趋势，且在所有的区县中，章贡区的RSEI最低，多年平均值为0.518;(2)人类活动强度和耦合协调度在市中心发达地区呈下降趋势，在市中心周围呈上升趋势；(3)人类活动强度与生态环境质量之间表现出负相关关系，人类活动的持续增强，使得耦合协调度呈现先增后减的趋势，表明人类活动强度的提高不会一直对区域环境产生积极影响。     

青岛市生态环境变化遥感监测与分析

城市化进程不断加快带来一系列生态环境问题,本文利用植被指数、湿度指数、地表温度、建筑物—裸土指数定量表征绿度、湿度、热度、干度4个生态要素指标,通过主成分分析法,建立遥感生态指数模型,并从时间和空间两个维度对比分析2013、2019年两个时期遥感生态指数。结果表明,青岛市生态环境呈局部优化改进、整体下降趋势;同时,将青岛市遥感生态指数与人类活动相关的地表覆盖变化数据、路网交通数据、夜光数据进行耦合性分析,进一步分析探寻生态环境变化的影响因子。     

中国北方地区生态环境质量时空变化及其对气候变化与人类活动的响应

中国北方地区地域辽阔,干旱面积分布较广,风沙危害、水土流失等问题严重,是典型的气候敏感区及生态环境脆弱区。然而,该区域近几十年来生态环境质量演变及其对气候变化与人类活动响应的规律还不清晰,研究这些规律对加强北方地区生态文明建设及维护生物多样性具有重要意义。本文基于中国历史高分辨率生态环境质量数据(CHEQ),以及气候指标、夜间灯光等遥感数据,利用趋势分析、变异系数、偏相关分析、多元回归分析、重标极差分析等方法,探究了北方地区2001—2018年生态环境质量时空变化特征及其对气候变化与人类活动的响应。结果表明：(1)2001—2018年CHEQ指数总体呈小幅下降趋势,空间上呈东高西低、南北高中部低的分布特征;(2)近18年来,北方地区生态环境质量改善的区域仅为18.66%,而退化面积比例为40%;(3)生态环境质量与气温和人类活动呈显著负相关关系(P<0.05),而与降水呈显著正相关关系(P<0.05);(4)气候变化对生态环境质量变化起主导作用的区域占研究区面积的90%。本文在弥补现有研究不足的同时,可以为快速掌握北方地区绿色经济发展下生态环境质量的变化规律和提高生态文明建...     

基于遥感生态指数的南京市生态变化分析

城市化进程不断加快带来一系列生态环境问题,遥感技术可以快速、客观、定量地评价生态环境变化。选取1990、2002、2013年Landsat遥感影像提取湿度、绿度、干度、热度4个评价指标,通过主成分分析方法计算遥感生态指数RSEI,进行南京市生态环境变化定量分析评价。结果表明1990~2013年南京市生态环境质量有一定程度的下降,生态环境变好的区域主要分布在以明城墙为范围的老城区及周边,生态环境变差的区域分布在新近建设的"一城三区"。进一步分析发现,在4个分指标中,代表干度的指标NDBSI对于生态指数RSEI的贡献度最大,说明生态环境质量的下降与不透水面的大幅增加密切相关。     

改进型遥感生态指数及干旱区生态环境评价

利用遥感影像对大尺度区域生态环境质量进行长期、定量、动态监测可为区域可持续发展提供有力的决策支撑。基于遥感生态指数（RSEI），针对干旱区生态环境的地域特点和应用需求，从耦合生态系统组成要素的角度出发提出一种改进型遥感生态指数（ERSEI），即在顾及绿度（NDVI）、湿度（Wet）、干度（NDBSI）、热度（LST）因子的同时，引入综合盐度指标（CSI）和水网密度遥感估算模型（EMW），将盐度和水网密度（WND）纳入生态环境质量评价。在Google Earth Engine(GEE)云计算平台上实现ERSEI并将其应用于地处西北干旱区的呼包鄂榆城市群，结果表明，ERSEI可充分体现干旱区地表细节特征，有力突显了水网对周边环境辐射影响的渐变信息。由呼包鄂榆城市群范围内2000年—2020年间ERSEI的空间测度和时序演变分析发现，生态环境质量较好的区域主要分布在河套平原、大青山一线以及靠近吕梁山的一侧，较差的区域主要集中分布在蒙古高原、库布齐沙漠附近以及毛乌素沙地部分地域，且生态环境质量呈现持续性下降，应作为生态风险预警区加强治理。ERSEI为干旱区生态环境质量常态化监测提供了一种快速有...     

干旱区绿洲城市生态变化遥感评价--以武威市凉州区为例

利用主成分分析法耦合4个生态评价指标(绿度、湿度、干度和热度)构建遥感生态指数(RSEI),对干旱区绿洲城市武威市凉州区2000年~2016年的生态环境质量进行评价。结果表明:基于主成分分析的遥感生态指数能客观定量揭示区域生态变化,RSEI均值由从0.447提高到0.458,整体提高了2.46%;武威市凉州区生态环境质量整体稍有改善但变化不大,生态环境质量等级由中等向两极化发展,东北荒漠区大面积开垦耕地使得生态环境有所改善,中部地区城市扩展和新区建设使生态环境质量下降,西南部山区受人为扰动少,生态状况基本不变。     

遥感视角下的粤港澳大湾区城市化进程及其生态质量演变EI北大核心CSCD

城市化及其生态效应已成为生态文明建设的核心。本文以粤港澳大湾区(GBA)为研究区,以1987—2017年的Landsat系列影像和社会经济数据为主要数据源,综合遥感、景观生态学及GIS技术,揭示了大湾区尺度的城市扩张的时空特征、城市尺度的城市扩张异质性及协调度,厘清了粤港澳大湾区与其他3个世界著名湾区(纽约、旧金山和东京湾区)城市群演变差异;与此同时,构建了综合生态质量评价指数(CEEI)分析了大湾区城市扩张背景下的生态质量演变规律及其驱动力,并提出了湾区城市群规划及生态保护策略。     

宝鸡市生态环境质量评价研究

以宝鸡市为研究区域,选取宝鸡地区2014年、2017年、2020年的Landsat8 OLI遥感影像,利用ENVI5.3软件对遥感影像进行处理,耦合了绿度（NDVI）、湿度（Wet）、热度（LST）及干度（NDBSI） 4个指标建立遥感生态指数（RSEI）评价模型,对宝鸡市的生态环境质量进行评价与分析。结果表明：宝鸡市的生态环境质量总体呈上升趋势,初始生态环境指数（RSEI0）从0.76增长为0.81,标志着宝鸡市近7 a生态环境情况有所改善。     

基于遥感生态指数的神府矿区生态环境评价

采用遥感技术对矿区生态环境进行监测与评价,对矿区生态环境的保护和可持续发展具有重要意义。本文首先提出了一种遥感生态指数（RSEI）改进方案,除了采用原模型的绿度指标、湿度指标、热度指标及干度指标4个生态指标外,引入植被净初级生产力（NPP）指标,并对矿区生态环境进行各单生态指标评价分析,然后采用改进后的遥感生态指数,对神府矿区2000—2016年的生态环境变化进行综合评价。评价结果表明,2000—2016年,神府矿区的遥感生态指数呈整体升高趋势,RSEI增幅约为0.1/10 a,大部分区域植被生产力逐渐增强,生态环境得到恢复,生态环境质量逐渐提升。     

适用于秋冬季节RSEI的三峡库区生态质量评估

遥感生态指数(RSEI)是一种能快速、实时、定量、多时序评估生态环境质量的评价生态指标,但RSEI在秋冬季节生态质量反演表征上存在不足。针对该问题,本文提出了一种适用于秋冬季节的RSEI。首先利用地理探测器分析RSEI的4个指标是否适用于秋冬季节的生态质量反演;然后采用植被覆盖度、植被健康指数、表层水分含量指数、地表温度、空气质量指数构建适用于秋冬季节的RSEI,并进行适用性验证;最后对三峡库区秋冬季节的生态环境质量进行反演与时空分析。结果显示：(1)库区生态环境质量总体呈现改善的趋势;(2)库区77%的面积生态环境质量较为稳定;(3)预测库区生态环境总体呈未来改善、持续性改善的趋势。     

基于DMSP/OLS夜间灯光数据的长江三角洲地区城市化格局与过程研究

利用1998、2003和2008年的DMSP/OLS夜间灯光数据,结合相关统计数据,分析灯光数据与城市化进程中经济、人口和土地利用等方面的关系,构建基于灯光数据的城市化水平指数,分析长三角城市群城市化进程和空间模式;通过与统计数据对比,按照最小误差原则确定市辖区建设用地信息提取的阈值,根据各城市在1998～2003年和...     

基于多源遥感影像的城市化及其生态效应研究

基于夜间灯光遥感影像等多源数据,提出了一种区域城市化及其生态效应遥感监测方法。该方法采用夜间灯光遥感数据提取成渝经济区城市范围,并分析城市空间演变过程,同时以植被净初级生产力(NPP)为生态系统功能评价指标,分析了快速城市化对区域生态系统功能的影响。研究结果表明:(1)成渝经济区城市面积由1994年的2 074km2增长到2015年的4 391 km2,年均增长率为3.64%,且城市用地规模增长速度略快于城市人口增长速度;(2)城市内的NPP均值远低于非城市区域,且近年来二者间的差异逐渐增大,成渝经济区快速城市化在一定程度上减少了植被NPP,特别是对城市内部的植被NPP影响较大;(3)快速城市化中土地利用结构的改变是导致成渝经济区城市内植被NPP大量减少的重要因素。     

基于多源遥感数据的城市热岛特征与机理研究

以长三角城市群为研究区,基于时序多源遥感数据,通过均值标准差法对城市热岛等级进行分类,研究长三角城市群城市热岛时空分异特征,同时从下垫面属性、人为活动和植被覆盖等角度探索其城市热岛形成机制,可为缓解城市热岛效应提供一定参考。研究结果表明,长三角城市群2013—2018年城市热岛现象明显且呈增强趋势,其城市热岛空间分布呈现“M”型空间分布,具有较强的时空分异;浙江省和江苏省大部分城市的城市热岛较强,而安徽省大部分城市的城市热岛分布范围较小。长三角城市群的城市热岛与建成区空间分布表现出一致性,其热岛效应的增强与建成区和郊区林地面积的增长有关;长三角城市群的城市热岛与夜间灯光分布和植被覆盖空间分布均呈现空间一致性,城市热岛与夜间灯光强度成正比关系,与植被覆盖呈反比关系。     

基于GEE的石嘴山地区生态环境质量时空演变特征研究

以石嘴山市为研究对象，基于GEE平台选取30年的Landsat影像数据，提取绿度、湿度、干度、热度，并加入符合地区特点的盐碱度指标共同构建改进后的遥感生态指数(RSEI),采用长时间序列的趋势分析方法，对1991—2021年石嘴山地区的生态环境变化进行综合评价。1991—2021年研究区的RSEI指数与绿度、湿度呈正相关，与盐碱度、干度、热度呈负相关，生态环境质量呈现出“下降-快速上升-缓慢上升”的趋势。1991—2021年石嘴山市的生态环境质量呈明显改善趋势，生态环境质量显著上升区域面积为4 787.8km²,占比71.0%,显著下降区域面积为117.4 km²,占比1.7%。在1991—2021年，除主城区及周边地区生态环境质量下降以外，其余地区较之前都有明显上升，尤其是在沙湖以及黄河两侧。研究表明区域生态环境质量下降的主要原因是城市扩张，上升的主要原因是内陆湖以及土壤盐渍化改良工程对生态环境的积极改善作用。     

典型煤炭矿区生态健康遥感诊断

煤炭资源是我国重要的一次性能源,科学监测与评估矿区生态健康,对于维持经济发展与生态健康的平衡至关重要。本文选取位于山西省的3处典型煤炭矿区,基于2001—2021年的Landsat遥感数据,利用目视解译方法对露天矿区进行了多年用地类型演变格局分析;并分别对3处典型矿区的绿度、湿度、干度、热度进行了估算,应用知识粒度熵的权重计算方法,综合构建了矿区遥感生态指数(RSEI),完成了矿区生态健康多年遥感诊断。结果表明,两处露天矿区呈现边开采边复垦的生产模式,各有半数的研究年份RESI区域均值达到0.5以上;地下矿区的开采工作基本不造成地上扰动,其2001年以来的生态健康状况较为稳定,RSEI均值在0.7上下浮动;3处矿区2021年的RSEI均值分别为0.53、0.48、0.70。本文改进了传统的遥感生态指数构建方法,为煤炭矿区的长时序生态监测与遥感诊断提供了科学支撑。     

天津市生态环境质量评价与时空演变分析

生态环境质量是衡量一个区域宜居水平的关键指标,动态监测区域的生态环境质量变化,可为保护生态环境提供科学依据和决策支持。为探究天津市近年来生态质量变化,利用天津市2014、2017和2020年的遥感影像,在遥感生态指数(RSEI)指标的基础上,加入人口密度(PD)、气溶胶光学厚度(AOD)两种指标,利用主成分分析法构建改进型遥感生态指数(MRSEI),对天津市的生态环境质量变化进行分析。结果表明：(1)MRSEI有一定合理性,可更加全面地评价生态环境质量。(2)绿度(NDVI)和湿度(WET)与MRSEI呈正相关,而热度(LST)、干度(NDBSI)、PD、AOD与MRSEI呈负相关。(3)天津市2014、2017和2020年的MRSEI分别为0.59、0.54和0.67。(4)天津市生态质量向南扩展。南部生态环境偏差,北部生态环境偏好,但差距正逐渐缩小。(5)林地的MRSEI均值为0.75,灌木为0.73,耕地为0.68,草地为0.57,不透水面为0.43,荒地为0.28。综上,本文基于改进型遥感生态指数更加全面地评价了天津市2014—2020年的生态环境质量,为区域的生态治理提供了参...     

2000—2016年广西防城金花茶自然保护区关键生态环境参数时空变化

植被覆盖度(FVC)和叶面积指数(LAI)作为关键生态环境参数,其时空动态变化的遥感监测对揭示陆地生态环境演变规律与科学监管生态环境具有重要意义.本文基于2000—2016年GLASS产品的植被覆盖度和叶面积指数数据,对广西防城金花茶国家级自然保护区FVC和LAI的时空动态变化进行监测.研究结果表明:①2000—201...     

利用改进城市遥感生态指数的苏州市生态分析

城市的迅速发展伴随着生态环境的变化,快速掌握生态环境质量以及变化分布已成为近年来的重要研究热点.选取苏州范围内多时相Landsat影像,利用遥感生态指数(RSEI)提取绿度(NDVI)、湿度(WET)、热度(LST)、干度(NDBSI)等4项指标,并通过融入人类活动强度指标IPOI构建改进城市遥感生态指数(IRSEI)...