基于遥感与SRTM的青藏高原冰缘地貌信息提取方法——以1 ∶ 100万标准分幅拉萨幅(H46)为例

根据模型和分布函数,本文首先依据多年平均气温、地温和SRTM等数据对研究区域冰缘地貌的分布范围进行分别提取,并利用遥感数据和人工解译方式对其进行了修正。在此基础上,采用一定指标,利用SRTM数据对冰缘地貌次级类型(如起伏度、海拔高度和坡度等)进行了提取,从而完成研究区域冰缘地貌信息的提取。研究结果表明:①研究区域冰缘地貌总面积约5.15×10⁴km²,主要分布在研究区域的西北部和西南部,另外在东北部也有少量分布;通过提取,研究区域中最重要的冰缘地貌类型是冰缘作用的中起伏缓极高山,面积约0.82×10⁴km²,分布范围较广。②冰缘地貌的分布与海拔高度、气温和地温等有密切的关系,基于此提取的结果可为冰缘地貌的解译提供一定的参考;由于青藏高原气象站点较少,数据精度较低,自动提取精度受到很大限制,因此进行人工解译修正是非常重要和必不可少的。     

面向"数字城市"多源数据的空间数据立方体空间度量研究

叙述了面向“数字城市”多源数据的空间数据立方体空间度量的基本定义;描述了空间度量的聚集概念,并结合具体的图例阐述了点状、线状、面状空间度量的聚集过程;解释了空间数据立方体维上钻、维下翻、维层次上钻、维层次下翻的空间度量聚集操作基本原理。     

基于多源数据的皇甫川淤地坝信息提取

淤地坝是黄土高原水土流失防治的主要工程措施之一,明确淤地坝重要参数信息对流域水土保持研究具有重要意义。利用皇甫川流域不同数据来源资料包括地形图（1976年）、TM影像（1990年、2007年）、Google Earth影像（2010年）对其进行预处理获取矢量数据,利用遥感及GIS软件实现淤地坝数目、淤地坝位置、水面面积、控制面积等主要信息的提取并分析其动态变化,采用相关系数、NDAI和DAI进行提取误差评定。结果表明：皇甫川流域淤地坝数目随年代递增而增加,水面面积和控制面积也随之增大,流域西部淤地坝数目明显少于东部。TM数据上提取的淤地坝水面面积与通过Google Earth数据提取的结果相关系数为0.98,实测淤地坝控制面积与TM影像上提取结果相关系数为0.96,NDAI和DAI值平均误差绝对值均<5%。由此得出,基于多源数据淤地坝信息提取技术具有很好的可行性及较高的准确性,本文为淤地坝减水减沙效益及黄河粗泥沙来源研究提供必要的决策支持。     

基于多源遥感数据的城市变化监测研究——以郑州市为例

遥感技术以其具有宏观、快速、准确、及时等特点为城市变化趋势分析提供了快速便捷的途径。选取郑州市1988年TM、2001年ETM+和2007年CBERS遥感数据,经过一系列数据预处理后,采用决策树分类算法,进行基于知识遥感分类及专题图的制作。对分类结果利用土地利用结构变化、动态变化率、转移矩阵等指标进行变化分析,分析结果揭示了不同时期城市扩张与植被、水体和农村居民点的变化关系,对于地区土地可持续利用具有重要参考作用。研究数据表明,20年来郑州市城市用地以年均8%的速度增长,植被减少25%,水体减少30%。     

多尺度数字地貌等级分类方法

参考已出版的全国各级各类比例尺的地貌类型图的分类方案及图例表达,探讨了中国1：100 万数字地貌的等级分类方法,采用基于形态、成因、物质和年龄等地貌要素,综合反映地貌特征的等级分类指标和分类体系,初步构建了中国多个国家基本比例尺（即1：400 万、1：100 万、1：50 万、1：25 万、1：5 万）数字地貌等级分类方法,发展了由连续分布的多边形图斑反映形态成因类型,以及由离散的点、线和面图斑共同反映形态结构类型的数字地貌类型数据组织方式,构建了多尺度数字地貌类型的编码方法。该研究可为发展多尺度地貌类型图的编制提供方法基础,也可为当前正在进行的地理国情监测工程的大比例尺地貌类型信息普查提供分类规范和技术支持。     

基于多源遥感数据的玛纳斯河流域冰川物质平衡变化

冰川物质平衡变化是连接气候和水资源的重要纽带,对河川径流有重要的调节功能。本文采用MOD11C3和TRMM 3B43等多源遥感数据驱动度日模型,模拟了2000—2016年玛纳斯河（简称玛河）流域冰川物质平衡过程,并分析了冰川融水对径流的补给规律。结果表明： ① 通过构建气温及降水反演模型能有效校正气象遥感原数据的精度,且经降尺度后能较精细刻画冰川区气候变化特征。冰川区年均气温和降水量分别为-7.57 ℃和410.71 mm,海拔4200 m处为气候变化剧烈地带,气温直减率以其为界上下分别为-0.03 ℃/100 m和-0.57 ℃/100 m,降水梯度分别为-2.66 mm/100 m和4.8 mm/100 m,海拔大于4700 m后降水又以5.17 mm/100 m递增。② 研究期内流域冰川持续呈负平衡状态,累积物质平衡达-9811.19 mm w.e.,年均物质平衡介于-464.85~-632.19 mm w.e.之间。垂向物质平衡在消融区和积累区分别以244.83 mm w.e./100 m、18.77 mm w.e./100 m递增。2000—2002年、2008—2010年冰川消融减缓,2002—2008年、2010—2016年消融加剧,其中2005—2009年期间冰川亏损最为强烈。③ 年内河川径流对冰川物质平衡变化响应强烈,尤以7月、8月物质平衡亏损最为严重占全年总量的75.4%,使得同期河川径流量占全年径流总量的55.1%。年际冰川融水补给率波动于19%~31%之间,可能是不同年份降水和积雪融水补给率差异较大所致。玛河与天山北坡其他河流冰川融水贡献率非常接近,也进一步证实了本研究物质平衡估算结果的可靠性。本研究可为其他流域冰川物质平衡研究提供借鉴和参考。     

基于多源数据的西藏东南部历史干旱监测与分析

干旱作为频发的全球性自然灾害之一,造成了严重的社会、经济和生态环境问题。以西藏主要耕作区为研究区,2001—2015年MODIS、TRMM和SRTM DEM数据为数据源,利用植被状态指数（VCI）、温度条件指数（TCI）和降水状态指数（PCI）〖WTBZ〗等模型参量,采用空间主成分分析方法构建区域干旱综合监测模型,对模型精度和可靠性进行检核验证,并以所建模型对研究区2001—2015年逐月干旱进行识别,采用地理时空分析方法对研究区干旱变化特征及趋势进行研究。结果表明,干旱综合监测指数（DCMI）能够较好地反映区域土壤相对湿度与标准化降水蒸散指数（SPEI）的变化,干旱综合监测模型具有较好的适用性;研究区全年干旱频率在空间分布上呈现出西高东低的特征,大部分地区干旱频率小于20%,约12.41%的区域干旱频率超过20%;从不同等级干旱发生频率来看,日喀则市为轻旱、中旱易发区,重旱易发区则集中于日喀则市和昌都市的中部及东部地区;区域月际干旱频率空间格局差异较大,全年干旱易发生于1、8、11月等月份,局部地区干旱易发月份存在差异;区域年内旱情变化趋势差异性较大,10月~次年9月,旱情加剧区域呈现出随月份变化由耕作区东部向西部逐渐转移的趋势。     

多源多时相遥感数据在冬小麦识别中的应用研究

当前基于多时相遥感数据进行作物识别时往往只用到了单一的数据源,未能充分利用作物的时相特征和光谱特征.该文以胶东半岛为例,在冬小麦识别研究中采用一种基于多源多时相遥感数据的方法,利用MODIS NDVI产品和TM数据将冬小麦的时相特征识别与光谱特征识别充分结合.首先,基于4个时相的MODIS NDVI产品影像生成冬小麦掩膜,将冬小麦与其他作物区分开;然后将冬小麦掩膜应用于TM影像,并通过TM光谱识别的方法提取冬小麦,冬小麦识别精度达92.39%.     

基于XGBoost的多源降水数据融合方法研究

气象站点观测降水难以精确反映降水时空分布与变化,而雷达降水存在复杂地形区域精度不高等问题。为了最大限度发挥两者的优势,文章以广东省北部山区为研究区域,选择2018-08-26—30一次暴雨过程为研究对象,结合地形、与海岸线距离、植被指数、经纬度等地表辅助参量,分析地面站点降水与地表辅助参量、雷达降水的相关关系,利用XGBoost算法与克里金插值方法,构建地面-雷达日降水数据融合模型,得到了空间分辨率为1 km的日降水融合数据集。此外,采用多元线性回归（LM）与克里金插值方法,实现了地面-雷达日降水数据的融合,并利用地面降水数据分别对XGBoost与LM日降水融合性能进行精度验证。结果表明：1）地面降水与雷达降水存在显著的正相关,地面降水与地表辅助参量之间的相关性随时间变化;2）XGBoost预测精度整体上高于LM预测结果;经模型残差校正后,XGBoost融合模型的精度整体上优于LM融合模型,这是因为XGBoost方法在捕捉地面降水与地表辅助参量、雷达降水之间关系性能上优于LM方法。     

基于遥感与GIS的于田绿洲土地覆盖动态研究

在完成于田绿洲图像库和矢量数据库的基础上,通过遥感与GIS技术,研究了近10a于田地区的土地覆盖类型变化,并结合历年实地考察结果,分析了该地区的环境变化和荒漠化程度,研究结果对西部干旱区绿洲的环境演变和可持续发展研究,具有现实意义。     

基于RS和GIS的区域人类活动强度空间模拟

人类活动强度的定量化和空间化是研究人类活动对生态环境影响的重点和难点,传统的统计方法难以实现空间定量化,而忽略社会经济统计数据的空间模拟方法获得的人类活动强度也存在缺陷。文中基于遥感、交通、地形和统计数据,探讨了综合应用统计、遥感和GIS方法模拟区域人类活动强度的方法,并应用该方法对衡阳盆地人类活动强度进行了模拟。定性分析结果表明,该方法能够较准确地获取区域人类活动强度空间分布。     

榆林市农业景观格局变化研究

根据1986年和2000年两期TM影像资料和其他辅助资料, 运用人机交互解译方法以及地理信息系统的空间分析和数理统计功能, 分析了榆林市农业景观格局变化, 包括土地利用数量变化、变化速度和区域差异等特征, 以及各景观类型之间的转化情况, 并对景观格局变化进行了定量分析。结果表明: 14a间, 榆林市未利用地减少1305.56km², 其中主要是沙地减少; 耕地、林地、草地分别增加567.11km²、99.6km²和616.79km²; 未利用地和建设用地的变化率最大, 分别为-22.11%和18.18%; 土地利用变化存在明显的区域差异; 各类型间的转化突出表现为未利用地向草地转化, 草地向林地和耕地转化。榆林市近十几年景观类型发生了明显转换, 土地整治取得显著成绩。     

基于RS与GIS的干旱区绿洲景观格局变化研究——以金塔绿洲为例

景观生态学是宏观生态研究的一个新领域。景观格局变化研究,是目前景观生态学的研究热点。利用遥感的手段获取试验区1990和2000年景观格局的基础数据,并利用GIS做分析的工具,计算出6个指标值,采用格网化的方法,将研究区域的景观斑块转化成5m×5m的格网,进行空间分析,计算得出了景观斑块的转移矩阵,为景观格局在空间上的变化分析打下基础。分析显示:①多样性、均匀性、优势度3个指标数值上有很大的相关性,只需考虑多样性;②绿洲景观格局的变化与水资源的变化密切相关;③绿洲有沙漠化的威胁;④城镇居民点用地扩展迅速,主要在未利用土地上发展,金塔绿洲内城镇居民区有城市化的趋势;⑤城镇居民点破碎化指标值未能真正体现其景观特性,当不考虑少数几个大的斑块时,能够得到较为理想的结果。     

基于遥感和GIS的干旱区绿洲景观破碎化分析--以金塔绿洲为例

以2个时期的遥感图像所解译的土地利用数据为基本信息源，基于GIS工具，选用斑块密度、廊道密度、斑块破碎度、分离度和斑块面积变异系数5个指标对金塔绿洲的破碎化程度进行了分析。结果表明：(1)1990～2000年，金塔绿洲总体的景观破碎化程度轻微地降低。(2)从景观类型上看，基质的破碎化程度增强；水浇地面积增大，趋于集中分布，破碎化程度降低；城镇用地破碎度增加，分离度减小。这些变化与人类开发利用活动的程度和方式有关，体现了荒漠基质受人类影响而逐步形成的典型农业型绿洲的特点。     

基于遥感与GIS技术的城镇体系空间特征的分形分析--以绍兴市为例

在遥感技术与GIS技术的支持下,采用分形几何理论对绍兴市城镇体系空间结构特征和形态特征进行分析,探讨城镇体系的演化规律。研究表明,绍兴市城镇体系无论在空间结构上还是在空间形态上都具有分形特征。城镇分布密度由绍兴市区向周围逐渐衰减,且分布不均衡,具有向交通线集中的趋势,形成了优化的空间结构。但1984～1997年间,空间结构的演化趋向于围绕绍兴市在半径方向上均匀分布,分形特性减弱。此外,各城镇基本是以各自的中心逐渐向外扩展,空间关联性大致不变。空间形态则日趋复杂,稳定性越来越低,发展的随意性越来越大。绍兴市区这一特点更明显。     

基于GIS的定位观测数据空间化

属性数据空间化是当前GIS领域的前沿问题之一。在对中国624个气象站多年平均气温数据空间化过程中,通过使用30秒分辨率的数字高程数据,把气温分解为受经纬度、海拔高度影响的规律性成分和受其它因素影响的非规律性成分两部分,并分别用多元回归和反距离权重内插方法对二者实施空间化,最后将空间化结果进行合成得到基于栅格的中国多年平均气温分布数据。该数据既能反映气温在空间上的宏观变化,又能反映气温在局部地区的微观变化。该方法可供其它类型观测数据空间化、特别是在观测站点稀疏的情况下参考和借鉴。     

基于历史帕默尔干旱指数(PDSI)数据集重建的长江源区过去706 a径流量

利用亚洲季风区帕默尔干旱指数(PDSI)重建格点数据集(Monsoon Asia Drought Atlas,MADA)中长江源及附近地区的5个格点序列,通过PDSI与长江源区径流量的相关分析,发现5个格点的第一主成分(PC1)与长江源区夏季(6-8月)平均径流量的相关性最大(r=0.609,N=50,α<0.001)。由此,重建了1300-2005年长江源区夏季径流量变化,并运用独立验证法对重建结果的可靠性进行了检验,运用小波分析方法对重建径流序列进行周期分析。结果表明:近706 a,长江源区经历了显著的丰水期13个、枯水期15个,其中持续时间最长的丰水期为1513-1573年,持续时间最长的枯水期为1389-1414年;重建序列主要存在2~6、10~13、20~26、30~50、50~70 a的显著周期振荡。重建序列与海表温度的相关性表明,长江源区径流变化可能与厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)、大西洋年际振荡(AMO)、北大西洋涛动(NAO)、太平洋年代际振荡(PDO)等有关。