基于MODIS的广东省植被指数序列构建与应用

植被指数是衡量植被长势的重要指标,植被指数序列有助于准确地认知植被覆盖、土地利用和土壤水分的时空变化规律,以及进行干旱和植被生长监测.利用2004-2006年的MODIS数据,选择RVI、NDVI和EVI三种植被指数,采用最大值合成法进行广东省植被指数序列构建.按照不同植被覆盖对三种植被指数的年际变化规律进行分析,并通过NDVI进行植被覆盖度计算以及植被覆盖等级分类来分析植被的空间分布.结果表明,建立的植被指数序列能真实地反映植被生长规律,植被覆盖度和广东地区的植被实际分布状况一致.说明建立植被指数序列是动态监测广东省植被长势的及植被环境的变化的有效方法.     

NOAA/AVHRR与EOS/MODIS遥感产品NDVI序列的对比及其校正

利用Terra、Aqua两颗卫星的MODIS资料、NOAA-16和17的AVHRR资料,通过对太阳和卫星天顶角及方位角等引起的大气效应订正、大气气溶胶等粒子的散射订正以及NOAA系列卫星信号的衰减订正,得到以上四颗卫星一系列的NDVI产品;对比分析了上午星Terra和NOAA-17,下午星Aqua和NOAA-16两组不同卫星传感器NDVI的差异及其与光谱响应函数的关系。结果表明,Terra和Aqua卫星NDVI随卫星观测角度的不同差异较大,平均NDVI是一种更适合的MODIS/NDVI产品算法,它代表了观测角为±30°之间的NDVI值的分布,在大气和角度的订正基础上,本研究采用了三阶多项式再次订正了观测角引起的NDVI变化;NOAA-16和17所获得的NDVI值较MODIS得到的NDVI值小很多,以MODIS的NDVI产品为标准,应用光谱响应函数将NOAA系列NDVI进行归一化处理,所得的结果基本与MODIS所得的NDVI相当;该方法基本能实现NDVI产品序列的延伸,其资料序列有时空可比性。     

乌鲁木齐地区生长季NDVI序列影像的植被覆盖变化分析’

应用EOS／MODIS—Terra卫星数据,按照NDVI(归一化植被指数)最大值合成法计算了乌鲁木齐地区2007、2010年生长季逐旬植被NDVI序列,得到植被长势演变图和植被指数分布基础数据,结合气象资料和南山中山带牧草监测站实测数据,分析了NDVI在乌鲁木齐地区的变化特点及其与气候因子的关系。结果表明：气温、降水是NDVI变化的主要驱动因子,但植被对于气候因子的响应普遍存在滞后性。乌鲁木齐地区NDVI旬最大值总体变化在0．46～0．83范围内。与近10 a中植被长势最好的2007年同期数据比较,2010年春季植被指数比2007年推迟4旬达到0．7以上,表明植被发育期比2007年推迟10～15 d;秋季植被指数7月中旬就出现下降拐点,表明植被发育期比2007年提前4旬进入种子成熟、黄枯期或停止生长。以上结论与南山中山带牧草监测站实测结果相符。     

风云三号微波温度计长序列再定标历史数据集质量评估

以METOP-A、Suomi-NPP历史资料作为参照,系统分析比较了2008—2020年4颗风云三号卫星的微波温度计(Microwave Temperature Sounder,MWTS)再定标历史资料质量。结果表明,4颗卫星的MWTS探测性能稳步上升,再定标数据集有效消除了遥感仪器在轨期间数据异常跳变、寿命期内遥感仪器辐射响应衰变、不同卫星间的辐射定标差异等因素影响,大幅提升了MWTS历史数据集的准确性和均匀性,使得再定标后的对流层和平流层通道数据与国外同类型仪器数据偏差在±0.1 K范围内。本文还重点分析比较了对流层中高层和平流层低层两个探测通道,结果表明FY-3D MWTS再定标数据和美国NOAA卫星应用研究中心STAR长序列数据集针对中高层大气的表现类似,平均亮温在时间变化和空间分布具有相似的特征,月均全球高空亮温年变化趋势差异最大为0.002 4。因此,2020年之后的FY-3D再定标数据,可以接续STAR长序列数据集,用于中高层大气的温度变化检测与分析。     

陕北地区退耕还林近20年三种类型人工林对干旱的响应——以吴起县为例

基于2000-2020年归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)和标准化降水蒸散指数(standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI),分析近20年来陕西省吴起县退耕还林后人工林的生长状态及...     

短年代农气资料扩展为长序列方法的探讨

本文用相对值的方法进行年际资料的处理、扩展,获得了延长作物生长状况资料序列,收到了较好的效果。     

城市热力景观布局对热岛效应的影响——以南京为例

使用MODIS的MOD11类型数据得到地表温度。在此基础上采用热力景观学方法,并按温度值高低把热力景观分为7个类型。分析南京地区热岛效应现状与热力景观格局说明,较密的森林与非工业用地是整个热力景观的土地利用基础,南京地区热岛效应虽然明显,但高温区的优势度较小,该结果和热力景观的研究结果为缓解地区热岛效应的对策研究提供了理论依据。     

基于熵权法的土地覆被动态遥感监测与评价——以新疆伊犁地区和博州为例

基于MODIS数据,选取植被净第一性生产力（NPP）、温度植被旱情指数（TVDI）、改进型土壤调整植被指数（MSAVI）、陆地表面温度（LST）4个对干旱地区地表覆被具有显著指示作用的指标,结合IGBP土地利用类型分类图,以新疆伊犁地区和博尔塔拉蒙古自治州（简称博州）为例,对研究区2003—2007年土地覆被动态进行监测,并利用熵权法确定各个指标的权重,在此基础上进行土地覆被动态的综合评价。结果表明,不同指标对不同的土地利用类型具有不同的适宜性和指示度;在新疆伊犁地区和博州,土地覆被动态地域差异性明显,土地覆被退化程度较大的土地类型为水体、草地、永久湿地、城镇,而森林、灌木林、荒漠草原和农田等土地类型有所改善,呈现出＂局部改善、总体退化＂的局面;引用熵权法将多个遥感指标综合起来进行土地覆被动态的监测与评价的途径是可行且有效的,可为干旱区土地覆被、荒漠化、土地退化、植被变化等工作的监测与评价提供可靠的技术方法与有价值的案例。     

夏玉米生长过程曲线重建研究——以鹤壁市为例

增强型植被指数(EVI)时间序列数据(即植被生长曲线)是整个生育期内植被各种生物学特征的综合反映。由于太阳位置、大气、地表和传感器位置与性能等的影响,根据遥感数据计算的EVI值往往比实际值偏低(存在大量噪声),并不能反映植被生长的真实情况,应用前需进行去噪重建工作。针对目前生长曲线重建研究大多是针对MODIS等国外遥感数据的情况,在综合分析重建方法的基础上,利用风云3号卫星的MERSI中分辨率遥感卫星数据构建鹤壁市夏玉米的EVI生长过程曲线。首先,用最大值合成法(MVC)对原始EVI时间序列数据进行初步的去云处理。接着,利用基于时间域的Savitzky-Golay滤波(简称SG滤波)对该EVI序列进行进一步的平滑去噪处理,结果发现,在噪声点EVI数值提高了,但同时在其他不是噪声点的地方EVI的值降低了。针对这种不合理的情况,利用基于SG迭代滤波取上包络线的改进方法进行处理,很好地克服了上述缺陷,在非噪声点EVI数值适当提高,且曲线平滑,达到了生长曲线重建的目的。然后,采用基于频率域的小波变换方法进行实验对比,结果发现,小波变换存在着与经典SG滤波类似的缺陷,而且在曲线末端存在突变情况。经过比较分析发现,针对研究区的实际情况,改进SG迭代滤波是较优的去噪方法。     

云量的时间精细化预报研究-以榆中为例

利用2001年7月至2011年7月甘肃省榆中县地面测站的每日8次云量资料和同期NCEP每日4次等压面资料,由NCEP资料构造预报因子,以总云量和低云量为预报对象,分析预报因子和预报对象的相关性,采用逐步回归方法建立榆中县逐月8个时次的云量预报方程并进行回代;并利用2012年的资料检验预报方程的预报效果。结果表明：云量主要受整层湿度、垂直运动、不稳定能量、槽强度指数和700 hPa水汽通量散度影响,其中湿度状况和垂直运动是重要因素。建立的预报方程对总云量的预报效果比低云量好;总云量平均预报误差在2成左右,低云量平均预报误差在3成左右;预报值变化趋势可以部分地反映实际云量的变化趋势。     

从对比观测资料看城镇化对气象要素的影响——以围场国家基本气象站为例

根据2008年7月至2009年6月围场国家基本气象站新、旧站址对比观测数据,利用均值差异、显著性检验等统计分析方法,系统地分析了新、旧站址的气温、风向风速、水汽压等气象要素的差异及差异产生原因.结果表明,新站址观测记录较旧站址气温偏低、风速显著偏大、主导风向有偏差、水汽压偏小,各气象要素差异产生的原因主要是来源于城镇化...     

小型与E-601型蒸发皿蒸发量对比分析及其折算系数——以江苏省为例

本文基于江苏省16个台站小型和E-601型蒸发皿同步对比观测资料,以南京站为例,采用比值法和多元线性回归法对长时间序列小型蒸发皿蒸发量进行估算及效果检验,结果表明:通过比值法计算得到的月折算系数介于0.490～0.609之间,年折算系数介于0.476～0.621之间,二者平均折算系数相同,均为0.537,两种蒸发皿月蒸发量相关系数高达0.952 4,年蒸发量相关系数仅0.496 2,表明在利用比值法进行计算时,月折算系数较为合理,具有较好适用性;基于各气象因子和E-601型蒸发量建立的各月小型蒸发皿蒸发量多元线性回归方程,决定系数介于0.809～0.940,效果较理想;比值法和多元线性回归法模拟检验中,比值法年平均误差为7.9%,多元线性回归法年平均误差仅2.5%,比值法预测结果决定系数为0.861 9,回归模型决定系数高达0.953 4,可见回归模型效果更为理想。总结研究结果后,本文详细给出江苏省各台站小型及E-601型蒸发皿折算系数,为有效完整利用江苏省各台站长时间序列小型蒸发皿资料提供合理依据。     

气候场重建方法的比较——以欧洲为例

<正>1两种气候场重建方法的历史回顾温度变幅对更好地了解过去温度的演变和变化至关重要。基于古气候资料重建过去温度的变化能够深刻阐释气候的强迫作用。现有的多数重建研究均把欧洲到全球尺度的20世纪变暖置于宽泛的历史长河     

城市地面沉降的灾害链特征——以天津市为例

以20世纪60-80年代天津地区地面沉降灾害的发展为例,讨论了城市地面沉降灾害的特征,分析了地面沉降引发的次生灾害及其防治问题。结果表明,城市地面沉降灾害主要具有缓释特征、不可逆特征、罪罚特征和灾害链特征,城市地面沉降能够破坏市政设施,引发城市内涝和河流泄洪能力降低,造成地下水质和地质环境恶化,使海平面上升,沿海风暴潮加剧,同时还能造成海拔标高损失等。地面沉降所造成的损失是个巨大的灾害链,损失应当包括硬件和软件,也应当包括当前和远景,以致更深层次的影响。另外,缓释、不可逆的灾链特征对经济发展的布局、远景规划和投资环境影响不可低估;生态地理环境灾害链的影响,其效益损失更难于估计。地面沉降是城市灾害系统中的重要环节,也是城市防灾减灾的重要内容。地面沉降灾害的防治,应当是经济、环境、行政、立法,甚至教育、宣传等各个方面相结合的系统工程。     

气候模拟数据的订正与应用——以北京为例

为了消除气候模拟数据中气候平均值和气候变率的漂移,发展了一种新的数据订正方案。应用该方案对IPCC提供的B2情景下北京未来100 a气候预估值进行了订正试验,证实了方案的可用性。在此基础上分析了北京未来气候变化特征,结果表明：21世纪北京气温将继续上升,升温速率约为0.31℃/10 a,最低、最高气温的非对称变化仍将持续;未来北京年降水量呈微弱下降趋势,下降速率约为1.03 mm/10 a。     

气候变化对粮食单产的影响分析——以南京为例

本文旨在讨论气候变化背景下的粮食单产问题。首先,分析了气候变化与粮食单产的关系;其次,根据气候变化对粮食单产的影响特点,构建气候变化指数;第三,使用1989—2006年南京局地粮食单产,历年气象资料等数据,运用非线性逻辑型平滑迁移回归（LSTR）模型进行参数估计。得到的结论为：（1）降水强度偏小时,科技投入可以促进粮食单产的提高;（2）当气候变化指数超过某一范围时,气候变化带来的负面影响会迅速抵消科技贡献,使粮食减产。气候变化正在频繁的影响粮食单产,近年表现更加明显。政府需要加大对气候预测的投入力度,保障未来的粮食生产和国家的粮食安全。     

基于三次插值函数算法的时间积分方案与二阶时空余差数值模式——以原始大气运动方程与理想全球模拟个例为例

从大气运动原始方程和欧拉算符出发,用泰勒级数展开,给出二阶时空微商余项预报方程。进而讨论用三次插值函数——双三次曲面拟合求上游点的准拉格朗日时间积分方案与相应的二阶时空余差数值模式——“双三次模式”。则双三次模式是通过实现各个大气物理量场的二阶可导,从而可对预报方程做空间非线性(“三次”)时间离散积分,成为“双三次曲面拟合——时间步积分——双三次曲面拟合——……”一种新算法数值模式。讨论双三次数值模式的数学基础:三次插值函数及其数值分析极性定律用于数值模式。指出:双三次模式和谱模式都具有数学“收敛性”;而Coons双三次曲面具有对变量场拟合二阶可导“最优性”;和Hermite双三次曲面片具有对网格变量场二阶可导运算“等价性”。又指出:有限差分模式的中央差近似斜率和曲率,分别是三次样条斜率和曲率作“三点平滑”。双三次模式适合采用原始大气运动方程,适合采用准拉格朗日时间积分方案,并给出一个理想全球模拟个例。因大气运动本质上是非线性的,理论上可按变量场双三次曲面曲率判断,以采用符合物理诠释的局域或单点平滑,以保持模式时间积分稳定性。且未来容易实现全球多重/时变套网格双三次数值模式。      

藏式古建筑物的综合防雷设计——以文成公主庙为例

通过对传统藏式古建筑防雷技术的探究,进行藏式古建筑的雷电易损性分析。据此,进一步根据巴塘文成公主庙的现场勘查,在不破坏文物建筑的原貌下,进行外部防雷,最后为旅游参观所引入的低压线路、信号线路和电子设备进行内部防雷,形成一套完整体系的藏式古建筑防雷设计,从而得出结论藏式古建如何获得最大的艺术美观和最可靠的防雷保障。     

面向对象的土地利用遥感分类——以邛海流域为例

利用google earth提取的SPOT5高分辨率遥感影像为研究数据,基于The Environment for Visualizing Images （ENVI） EX软件平台,采用面向对象的多尺度分割方法,获得了邛海流域土地利用类型.结果表明：该分类方法不仅能够克服传统基于像元分类方法中的“椒盐效应”问题,而且能够综合利用DEM、NDVI等辅助信息和地物本身的光谱特征与纹理特征.对分类结果进行了检验,分类精度达89.18％,分类结果达到要求.