全球湿地遥感研究综述：1975年—2020年

在显著气候变化叠加人类活动干扰的背景下,可持续的湿地生态系统管理对于湿地空间信息的需求不断提升,湿地遥感作为重要的交叉学科方向,研究成果日益增多。本文以Web of Science核心合集为数据库,通过检索过去50年湿地遥感论文成果,总结了湿地遥感研究全球发文量和引文量的变化情况;进行文献计量分析,探讨湿地遥感研究的发展历程和发展趋势。论文将湿地遥感研究划分为潜力探索期、框架成形期、快速增长期3个阶段,进而总结分析了不同阶段湿地遥感的研究主题和主要数据源;最后基于VOCviewer软件对湿地遥感研究热点关键词进行综述,从大数据时代背景下的湿地遥感分类及景观动态、精细化的湿地生态参量遥感观测、湿地可持续管理空间决策支持3个方面进行了未来研究趋势的展望。本研究将为理解国际湿地遥感研究发展历史、把握湿地遥感研究国际前沿、进行国内湿地遥感研究布局提供借鉴。     

1975年—2018年白洋淀湿地变化分析

白洋淀湿地生态功能重要、战略地位特殊,研究其时空变化规律具有重要意义。本文基于1975年—2018年间10期Landsat卫星遥感影像,辅以2017年—2018年高分二号（GF-2）卫星遥感影像,在野外考察湿地类型及其覆被特征基础上,人机交互解译获取各期土地利用/覆被分类图,从面积变化、类型转化、景观格局变化方面分析了近43年白洋淀湿地变化时空特征,讨论了影响分析结果的不确定性因素以及湿地变化成因。结果表明：1975年—2018年白洋淀湿地面积总体呈减少趋势,净变化-68.20 km²（-24.83%）。其中,1975年—1990年湿地面积波动性小、基本稳定,1990年—2011年湿地面积持续性减少,2011年—2018年湿地面积呈现增加趋势。湿地与非湿地类型相互转换区域主要分布于淀区南部、西部、北部的水体—水生植物—耕地—建设用地过渡区域。近43年白洋淀湿地景观趋于破碎、复杂和异质。遥感影像选取月份、年份,以及土地利用/覆被分类体系、分类方法,是影响分析结果的主要不确定性因素。气候、水文等自然因素变化,叠加工农业及城镇生活用水、上游水利工程蓄水、地下水开采等人为因素变化,是白洋淀湿地面积减少、趋于干化的成因。     

东莞市1987—2021年土地利用变化及驱动分析

利用Landsat影像解译获取东莞市1987—2021年15期长序列土地利用数据,结合土地利用度、转移矩阵和标准差椭圆方法完成土地利用变化及驱动分析。结果表明：(1)1987—2021年东莞市建设用地增加最多(972.17 km²),耕地和草地区域占比分别减少18.19和15.20个百分点,林地小幅波动,水体基本稳定。(2)建设用地呈现镇街点状分布极大增长到市域片状分布,59.57%来自耕地,其次是草地18.28%;耕地破碎化严重,全市点状、块状分布;林地外围逐步收缩;东部山地区域综合动态度最低。(3)自然环境、人口与经济发展对土地利用变化格局产生影响,推动区域综合发展的同时结合三线划定,综合利用国土空间规划、用途管制等措施,提升城市发展的空间利用率与质量。     

近20年(2002—2020年)渤黄海真光层深度的时空变化遥感分析EI北大核心CSCD

真光层深度Zeu(Euphotic Zone Depth)是指光合有效辐照度衰减为水体表面处1%时所对应的深度。它是描述水质特性的重要参数,对浮游植物光合作用,全球碳循环以及海洋环境变化的研究具有重要意义。本文基于多年在渤黄海现场实测数据,建立了针对MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)传感器的Zeu遥感估算模型,该模型表现出良好的估算精度。在此基础上,利用2002年—2020年MODIS长时序卫星遥感数据,研究揭示了渤黄海Zeu的时空变化规律,结果显示,渤黄海Zeu具有近岸低、外海高的特点,并且明显表现出夏深冬浅的季节变化特征;长江口北舌状低值区夏季时往东北方向伸展,而在秋初时转向东南;在2002—2020年间,渤海、北黄海以及苏北浅滩的Zeu单调变化,而南黄海、济州岛南及长江口北的Zeu呈现波动式的变化趋势。此外,本文结合多源卫星遥感数据资料分析了Zeu时空变化的驱动因素,结果显示,在渤海、南黄海、北黄海及苏北浅滩,Zeu的时空变异受多种驱动因素的综合影响,其中海表面温度和光合有效辐射对Zeu的变化呈正向驱动,而风速和总悬浮颗粒物浓度呈负向驱动;此外,长江径流量对长江口北Zeu的变化也起着负向驱动作用,两者之间呈现强负相关关系(相关系数R=-0.55)。     

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。     

郑州城市空间扩展特征及其驱动因素分析

以遥感与GIS为技术支撑,对郑州市1976-2004年城市建成区面积进行了动态监测,并对郑州28 a来城市空间扩展特征和驱动因素进行了分析。结果表明,郑州市建成区从1976-2004年面积增加了5.81倍,平均每年扩展10.75 km^2。其扩展占用的土地利用类型主要是耕地,其次为农村居民点和其他建设用地,还有一些林地、水库和沼泽地。社会经济因素是建成区扩展的内在推动力,经济发展、政策和规划等是建成区扩展的主要驱动力。通过郑州建成区遥感监测,了解城市空间扩展规律,对正确处理城市扩展与占用土地的关系具有重要意义。     

河西走廊土地利用时空变化特征及驱动因素分析

利用2009—2019年河西走廊土地利用现状年度变更调查数据,采用土地利用变化速率、土地利用动态度、核密度等要素,对河西走廊土地利用10年间变化的特征进行分析,探讨土地利用变化的驱动因素,为河西走廊土地资源合理开发和生态环境保护提供科学依据。     

1979～2008年徐州市城市空间扩展及驱动因素分析

以遥感和GIS为技术支撑,基于1979～1988,1998～2008年遥感影像资料,对徐州市近30年城市扩展信息进行提取,并分析该时段城市空间扩展特征及其驱动因素。结果显示：自1979年至2008年,徐州市建成区面积以每年5.57km2高速扩展,其中1998～2008年的扩展强度最大。主要扩展方向为从西北到东南轴向,紧凑度与分形维数都有逐渐缩小的趋势。城市扩展弹性指数与合理值的差值有扩大趋势。经济因素、人口因素、交通因素是影响城市扩展的主要驱动因素。     

武汉市湿地景观格局变化与驱动因素研究

以武汉市2000年、2005年、2011年和2016年的Landsat TM/OLI影像数据为基础,采用目视判读法对遥感影像进行解译,并提取了武汉市的湿地信息;利用土地利用动态度模型、马尔柯夫转移矩阵、景观指数和人类活动强度等,结合气温、降水等数据,研究了4个时期武汉市湿地景观动态变化情况、景观指数和影响因素.研究结果...     

阿拉尔垦区近30年耕地变化及其驱动因子分析

耕地动态变化趋势及其驱动因子的明确,是确保国家粮食安全、水土资源合理开发利用和土地利用结构调整的重要依据.以南疆阿拉尔垦区为例,基于1990—2019年间7个重要时期的Landsat卫星遥感影像、人口、国内生产总值(gross domestic product,GDP)等数据,将波谱角(spectral angle m...     

2000—2020年东营市人口分布的时空特征演变规律及影响因素分析

本文基于2000—2020年人口格网数据对东营市乡镇尺度人口分布的时空特征及演变规律进行了分析,并利用地理探测器,探讨了东营市人口分布的影响机制.时序特征表明:东营市整体人口呈增长状态,但各区县及乡镇的人口数量差异较大;空间特征表明:人口密度总体上呈现南密北稀的状态,人口密度分布不均衡;时空演变规律表明:人口重心呈西北...     

利用SBAS-InSAR技术分析西宁市地面沉降监测及驱动因素

地面沉降具有时间持续性与空间扩张性的特点,获取长时间序列、覆盖范围广及精度较高的地面沉降时空演化特征可以预防地面沉降造成的潜在危害。本文采用SBAS-InSAR技术,结合2017年4月—2021年2月的Sentinel-1A影像对西宁市城市地面进行沉降监测。研究结果表明,监测期间西宁市地表形变具有城区形变稳定、局部区域沉降明显及存在缓慢隆升区域的趋势;3处明显快速沉降区域(城西区的沉降区Ⅰ、城东区的沉降区Ⅱ和城北区的沉降区Ⅲ)的沉降速率约为20～35 mm/a;沉降的驱动因素为沉降区域的湿陷性黄土地层,其具有土层结构性脆弱承重特点,在覆盖土层的自重应力及建筑物附加应力的综合作用下,土质受水浸湿后,土壤的结构性能被迅速破坏,土层会发生显著的附加下沉,其强度也迅速降低,从而引起建筑物的不均匀沉降。     

利用SBAS-InSAR技术分析西宁市地面沉降监测及驱动因素

地面沉降具有时间持续性与空间扩张性的特点,获取长时间序列、覆盖范围广及精度较高的地面沉降时空演化特征可以预防地面沉降造成的潜在危害。本文采用SBAS-InSAR技术,结合2017年4月—2021年2月的Sentinel-1A影像对西宁市城市地面进行沉降监测。研究结果表明,监测期间西宁市地表形变具有城区形变稳定、局部区域沉降明显及存在缓慢隆升区域的趋势;3处明显快速沉降区域(城西区的沉降区Ⅰ、城东区的沉降区Ⅱ和城北区的沉降区Ⅲ)的沉降速率约为20～35 mm/a;沉降的驱动因素为沉降区域的湿陷性黄土地层,其具有土层结构性脆弱承重特点,在覆盖土层的自重应力及建筑物附加应力的综合作用下,土质受水浸湿后,土壤的结构性能被迅速破坏,土层会发生显著的附加下沉,其强度也迅速降低,从而引起建筑物的不均匀沉降。     

黄河中游地区荒漠化变化特征及影响因素

黄河中游地区荒漠化形势十分严峻,为了更好地掌握该区荒漠化变化情况与影响因素,利用全国生态地质环境遥感调查与监测项目提供的1975年、1990年、2000年、2007年4期荒漠化遥感解译变化统计图,提取黄河中游地区32 a来的荒漠化变化信息,利用MapGIS 6.7软件平台对研究区荒漠化情况做了统计分析,并利用SPSS软件对荒漠化的影响因素做了主成分分析,探讨黄河中游地区荒漠化的变化特征以及不同影响因素在荒漠化发展中的作用.结果表明:近年来局部地区荒漠化有所缓解,2007年总荒漠化面积较1975年减少了2.43×103 km2;但总体形势依然严峻,荒漠化面积超过研究区总面积的60％.风成地貌类型上的荒漠化最严重,占研究区总面积的43.1％.短期内,人为因素对荒漠化发展的影响占52％,气候因素的影响占48％,也就是说,相对恶劣的气候条件和不断增强的人类活动共同影响着当地荒漠化的发展.     

兰州新区生态用地时空演变及驱动因素分析

研究生态用地的时空演变及驱动因素,可以为实现区域可持续发展与推动生态文明建设提供参考。因此,运用土地利用动态度、土地利用转移矩阵及GIS技术等方法,分析兰州新区2010—2018年生态用地时空演变及形成机理。研究表明,兰州新区生态用地时空变化显著,其驱动因素与政策导向密切相关。     

红柳江区域陆地水储量变化及其驱动因素分析EI北大核心CSCD

本文利用CSR-RL06和Tongji-Grace2018时变重力场模型反演了2003年1月—2016年12月红柳江区域陆地水储量变化,并联合降水、蒸散、径流和人类活动耗水等多源数据建立了区域水量平衡方程,定量评估了该区域陆地水储量变化的主要驱动因素。结果表明:①考虑人类活动耗水为区域陆地水储量输出项时,由水量平衡方程闭合差计算的均方根误差降低了39%。②气象水文因素贡献率仅于2009、2011和2016年为负,其均值为-22.5%,其余年份正贡献率均值为47.7%;人类活动耗水贡献率始终为负,其均值为-34.8%。③龙滩水库蓄水变化与该区域陆地水储量变化相关系数为0.66,均存在一年和两年主周期信号。     

2001—2015年华北平原植被覆盖度时空 变化特征及影响因素分析

以MODIS数据和气象数据为数据源,用偏相关和复相关分析、趋势分析、残差分析及驱动分区法,从生态区和时空尺度分析2001—2015年华北平原植被覆盖度变化及与气候、人类的关系.基于像元的小样本分析跟以往把整个研究区作为统计单元相比更能体现空间差异性.     

大南昌都市圈景观破碎化及驱动因素分析

为了探究景观破碎化的驱动机制,该文运用景观格局指数、主成分分析、地理探测器和多尺度地理加权回归模型(MGWR)等方法,定量分析了大南昌都市圈景观破碎化分布特征,探究了驱动因子与景观破碎度间的空间相互作用。结果表明：研究区整体的景观破碎度在研究期内呈增加趋势,各县市和格网尺度上景观破碎度的空间分布差异较为显著;地理探测器结果显示,各因素均不同程度影响着研究区景观破碎化程度,且各驱动因素间的交互作用均有所增强;与地理加权回归模型(GWR)相比,MGWR模型的拟合效果显著提高,同时,由于空间位置的不同,影响研究区景观破碎化程度变化的主导因素也有所差异。研究结果可为区域土地利用合理规划和生态环境保护提供理论依据和决策参考。