红碱淖面积时空演变规律及保护措施成效

红碱淖是中国面积最大的沙漠淡水湖,也是全世界最大的遗鸥繁殖和栖息地,2012年被列为全国重点保护湖泊,保护工作对于当地的生态环境和重点保护鸟类繁衍都具有十分重要的意义。在遥感和观测数据的基础上,构建了1986-2018年高精度的长时间序列湖泊面积连续监测数据集,并在此基础上研究其时空演变规律以及与自然因素和人类活动的耦合关系,同时实现了针对2012年以来实施的保护措施的成效监测。结果表明:(1)1986-2018年红碱淖面积经历了波动期-萎缩期-增长期,总体呈现萎缩趋势。(2)红碱淖的萎缩原因以人为为主\,自然为辅。其中人为因素主要由上游河流建设水库、工业发展用水和植被生长所需用水增加组成。(3)从水量平衡的角度分析,湖泊萎缩期自然因素贡献率为18.26%,人为因素贡献率为81.74%。湖泊面积增长期气候因素贡献16.76%,人为因素贡献83.24%。(4)2012年以来实施的保护措施,已经初步取得成效。主要体现在通过人工增雨和上游水库地面生态补水促使红碱淖面积在2016年出现了2006年以来的首次正增长。建议人工增雨和地面生态补水常态化,来有效抑制红碱淖面积的萎缩,使湿地生态得到长期持续性恢复。     

基于混合像元分解的毛乌素沙地红碱淖面积提取及变化监测

 基于混合像元分解法,利用Landsat卫星遥感数据提取红碱淖湖面面积,监测36 a来红碱淖湖面面积的动态变化。结果表明,1973—2009年红碱淖湖面面积总体减小19.7 km2,变化率为-34%。20世纪70年代,湖面面积较大且变化率较小,1974年湖面面积最大,为59.97 km2;80年代湖面面积开始大幅减小,变化率为-12.4%;90年代湖面面积缩小变慢,变化率为-10.6%;21世纪初,湖面面积萎缩迅速加快,变化率达-16.6%,2009年湖面面积仅为38.33 km2。2001—2002年内湖面面积变化情况监测表明,3—5月湖面面积较大,6—11月湖面面积逐渐缩小。2001年11月到2002年3月,湖面面积处于增大期,变化率为+2.2%;2001年5—11月、2002年3—11月面积缩小,变化率分别为-4.4%、-4.1%。     

人类活动和气候变化对红碱淖植被覆盖变化的影响

利用GIMMS NDVI、SPOT VGT两种归一化植被指数(NDVI)数据和气候资料对红碱淖地区植被覆盖变化、气候变化进行了研究, 从气候变化和人类活动的角度分析了植被覆盖变化的原因。结果表明,1957—2007年期间红碱淖地区温度上升趋势显著,降水经历了由少许的增加转向减少的过程,进入了一个相对干旱气候态。1982—2007年期间红碱淖地区植被覆盖变化趋势是在波动中逐渐增加,大致经历了4个阶段：①1982—1988年植被覆盖持续增加;②1989—1998年小幅波动,相对稳定;③1999年植被覆盖迅速下降,1999—2001年维持较低值;④2002年快速增加到较高水平,2007年达最大值。气候变暖使春季生长季节提前、秋季生长期延长。春季的降水量对春季的植被覆盖影响明显,春夏之交降水量对NDVI的影响存在一个月的滞后现象。生长季的降水量变化趋势与植被覆盖的变化趋势相一致。夏季温度上升加速了地表蒸散发过程,同时降水具有减少的趋势,干旱对植被生长有抑制作用,夏季的植被覆盖却在显著增加。     

基于Landsat影像的石家庄市土地利用变化分析

由于城市的飞速发展,土地利用变化越来越受到人们的重视,以石家庄市为研究区,基于RS和GIS技术手段,分析了2000年~2010年10年间的土地利用变化格局,在此基础上,分析了石家庄市土地利用变化的驱动力,研究结果表明:(1)石家庄市在2000年至2010年间,土地利用类型发生了较大的变化,主要表现在耕地河流和未利用地的面积在减少,园地、建设用地的面积迅速增加,林地和草地的面积变化保持稳定。(2)石家庄市土地利用变化的主要驱动力是人口、经济和城市化。     

陕西红碱淖湿地湖心岛生境修复与遗鸥种群保护

2014年和2017年冬季,将红碱淖湿地原遗鸥繁殖湖心岛D、E半岛分别进行分割,使其重新修复成4个湖心岛。结果表明:2015年D岛成功繁殖200余巢,2018年和2019年分别成功繁殖2 600余巢、2 700余巢。2018年恢复后的E岛遗鸥尝试性筑巢几十巢,2019年成功繁殖遗鸥800余巢。通过湖心岛的生境修复,扩大了适宜遗鸥繁殖的湖心岛数量和面积,红碱淖遗鸥繁殖种群的数量明显增加,有助于缓解因湖心岛减少导致遗鸥繁殖数量承载力不足的问题,为实现红碱淖遗鸥繁殖种群的恢复和有效保护提供科学依据。     

基于Landsat ETM+影像的增强型裸地指数研究

针对当前大多数裸地提取指数未考虑高反射率建筑与裸地在ETM+遥感影像上的光谱相似性的问题,该文通过分析高反射率建筑与裸地的波谱特性,构建了裸地区域指数(BAI)和简化裸地区域指数(SBAI),并使用土壤调节植被指数(SAVI)和改进的归一化差值水体指数(MNDWI)消除了植被和水体的影响。在此基础上,引用建筑指数(IBI),通过指数函数图像拉伸的方法,增大裸地在BAI/SBAI与IBI上的差异,提出了增强型裸地区域指数(EBAI)和增强型简化裸地区域指数(ESBAI),将裸地正值化、背景地物负值化,克服了大多数裸地指数阈值难以确定且易受噪声影响、精度差的缺点。实验结果表明,同参与对比的指数中具有最高精度的NDBaI相比,ESBAI生产者精度和使用者精度分别提升了10.26%、9.18%,EBAI分别提升了8.08%、7.78%。     

基于Landsat遥感影像的海上油气平台提取与监测

监测海上油气平台的开发有着巨大的经济和军事意义。针对可见光遥感影像数据源丰富的特性,提出了一种适用于Landsat系列中等分辨率的光学影像的海上油气平台的提取监测方法。首先将TM/ETM+/OLI影像进行几何校正、辐射校正、图像增强以及区域掩膜等系列预处理,其次采用多滑动窗口动态阈值遍历影像初步识别疑似油气平台,然后应用相邻时期3景影像基于像素级别的叠合判定以去除薄云以及舰船的虚警干扰,筛选出最终的油气平台,以马来西亚与文莱交界的南海海域为实验区,通过1991―2016年共21景Landsat影像,动态监测该区域近25 a来油气平台开发的历史过程,共检测66个油气平台,通过与ALOS PALSAR数据人工识别的油气平台进行对比验证,结果表明:该方法提取的检测率为82.67%,正确率达到86.11%。监测结果显示:该海域油气平台开发主要集中在20世纪90年代之前,而后近海油气新增开发平台较少,开发主要向远离陆地的深海方向扩展。     

基于加权Voronoi选取控制点的HJ星影像精校正方法

提出以原始影像初级误差和方向误差为权重因子建立权重模型,使用加权Voronoi的GCP采样方法对GCP"均匀分布"给出一个可以度量的定义,并对等同于单幅TM影像幅宽的HJ星二级数据产品使用加权Voronoi选取GCP控制点进行几何精校正验证实验。针对HJ遥感影像二级数据产品特点,在按普通采样方法获取GCP基础上使用通用Kriging插值获得初步绝对误差权重因子和方向误差权重因子构建加权Voronoi图,并按照均一性原则修正GCP直到获取均衡Voronoi图为止。实验结果表明,在相同控制点条件下,与基于规则空间覆盖采样的GCP选取方法相比,对HJ星遥感影像进行精校正的方法能将校正精度提高34%左右,校正精度在0.8个像元以内,能很好地满足对较大幅宽的HJ星影像数据的几何精校正要求。     

基于HJ卫星IRS遥感数据的农作物秸秆火点提取模式研究

根据农作物收割前后的HJ-1B 卫星红外相机(IRS)遥感数据特征,提出农作物秸秆焚烧火点提取模式:利用IRS波段3(3.78 μm)与波段4(11.36 μm)结合两种经典火点探测算法首先提取出所有类型的地面火点;再利用收割前后的IRS波段2(1.72 μm)与波段1(0.9 μm)建立农作物秸秆地判定依据,从而从所有类型的地面火点中识别出秸秆火点。结合10月6日、10月21日的HJ-1B IRS影像,对10月21日江苏省农作物收割时期的秸秆火点进行提取实验,并与对应的MODIS探测结果进行相关分析,相关系数R²为0.685,验证了研究方法的合理性。     

基于Landsat OLI影像的盐城滨海湿地分类方法对比研究

采用何种方法对滨海湿地信息进行有效提取和分类是值得关注的问题。利用Landsat OLI影像数据,在ENVI 5.1软件平台上,采用监督分类、决策树分类和面向对象方法,对盐城滨海湿地进行了分类研究。研究结果表明,在分类精度和效果上,面向对象方法的分类结果最好,其它依次为决策树分类方法、监督分类方法的分类结果;3种方法对光滩和芦苇(Phragmites australias)滩涂信息的提取效果相对较好,对道路和碱蓬(Suaeda glauca)滩涂信息的提取效果相对较差;面向对象方法能够克服传统基于像元分类方法中的"椒盐效应"问题,并能取得较高的分类精度,该方法适用于利用中分辨率遥感影像的滨海湿地分类研究。     

利用多时相Landsat影像生成白洋淀湖底DEM的研究

该文使用多时相Landsat影像,以白洋淀地区为例,阐述基于中等分辨率的可见光—近红外遥感影像生成具有较高精度数字高程模型的非常规方法。对覆盖同一研究区的不同时相影像分别进行淹没区与非淹没区的分类,提取不同水位高度时的水域边界,并以此为相应水位高度的等高线,对获得的等高线进行插值生成数字高程模型(DEM)。这种由一系列遥感影像提取的水域图生成数字高程模型的方法适用于人为干预较少、地形相对简单的湿地或季节性湖泊,可以弥补该类地区数字高程信息不足或精度不够的缺陷。     

利用Landsat/TM影像监测北京地区气溶胶的空间分布

该文利用北京地区两景高分辨率Landsat5／TM卫星遥感影像第一波段(0．45-0．52μm)数据，采用表观反射率标准方差之比法对北京地区的气溶胶空间分布进行半定量描述，计算同一日大气能见度空间分布。气溶胶空间分布的总体特征为：北京西部、北部、东北部气溶胶光学厚度明显低于西南部、南部、东南部，从西北部山区向东南部平原气溶胶分布一般呈递增趋势，高值集中在市区中心，大值覆盖区域偏向城区东南；对应的当日大气能见度空间分布则相反。分析造成大气污染的原因，并对该方法的局限性以及需要改进之处进行讨论。     

洞庭湖区城镇化与湿地演变进程监测

利用1995-2015年TM/OLI影像等数据,构建基于CART获取规则的洞庭湖区影像解译体系,对洞庭湖区的城镇化及湿地在20年间的演变进程进行了研究。结果表明:(1)基于CART获取规则的决策树分类方法对湖区用地类型的解译与普通分类方法相比较,精度有所提高。(2)湖区湿地总面积整体上呈先减少后增加趋势,2000年湿地面积最小,为3 904.945 km~2,2015年湿地面积最大,为5 997.113 km~2,占区域总面积的13%。(3)建设用地呈持续增长趋势,2000-2005年扩张明显,2005年后扩张趋势变缓。(4)整体景观破碎指数值在0.004 3～0.011 8间浮动,各景观类型破碎度指数在2010年后大幅下降。(5)芦苇滩地、苔草滩地、水体的空间中心位置向西发生了转移,泥滩地与建设用地的空间中心位置向东发生了偏转。     

基于SPOT-VGT NDVI的矿区植被遥感监测方法

以SPOT-VGT NDVI为遥感数据源,结合中国北方矿区环境特点,研究矿区植被和土地荒漠化的遥感监测方法,包括时间序列数据合成、植被变化趋势分析和土地荒漠化分级3方面.对每个像素的NDVI时间序列数据进行线性拟合,据直线斜率将NDVI变化程度分为7级;依据NDVI转换得到的植被覆盖度,将矿区土地荒漠化程度分为5级.以中国西北神东矿区为例,对该文提出的方法进行验证.     

基于MODIS数据的西台吉乃尔盐湖水体提取及水域面积的监测

西台吉乃尔盐湖具有丰富的镁锂资源,受补给、降水、水文地质条件及人为因素的影响,理化性质和面积有较大变化。通过在湖表水和干盐滩进行样本点采集,统计分析盐湖水体的光谱特征,然后根据MO-D IS数据第1、2波段的反射率和NDVI设定的阈值提取水体,进行水域面积动态变化的监测,结合气象资料,对比分析了西台湖面积的变化情况和原因,对盐湖水体的提取、湖区矿产持续开发利用和水体保护具有一定的指导作用。     

基于RS与GIS的干旱区棉花信息提取及长势监测

以CBERS—1卫星图像为信息源，在新疆石河子地区，通过三种不同分类方法的对比，得出Fuzzy—ARTMAP的分类结果精度最高。在GIS的支持下，根据Fuzzy—ARTMAP的分类结果提取了棉田信息。利用2001年和2002年不同时相的MODIS和TM图像计算得到归一化植被指数(NDVI)和NDVI差值图像，将NDVI差值图像与棉田信息叠加后并分级，得到年际间和年内棉花长势的动态分布图和相同时相棉花长势的区域差异图。     

基于数字高程模型的艾比湖湖面近期变化研究

以1：10万地形图为基本数据源,在Golden Soft Surfer等软件支持下建立了艾比湖湖区的数字高程模型。在此基础上,再根据水量平衡方程建立了艾比湖的水量平衡模型和湖面面积变化模型。以艾比湖为实例,从年内与年际多个尺度进行研究,探求湖面面积变化规律及其原因。最后探讨了基于该模型得出的流域生态环境改善措施以及该模型在其他流域的推广。     

基于环境小卫星CCD影像的水体提取指数法比较

针对湖北省大东湖水网水环境遥感监测需求,开展基于环境小卫星CCD影像的内陆湖库水体提取指数方法研究。以常见的3种水体识别指数为模型,参照使用TM、MODIS等典型传感器进行水体提取的波段选择方式,通过对环境小卫星CCD影像4个波段地物光谱信息的变化趋势分析,发现各波段对水体目标的区分能力;使用指数模型和相应阈值分别计算获得水体特征图像,并以目视判读结合精度评价指标的方式对提取结果进行对比分析。实验结果表明,归一化差异综合水体指数的目视判别效果最好,且具有水陆区分度高和误识别率低的特点,适用于解决水体目标快速提取问题。