澜沧江流域降水量空间分布的克里格插值分析

澜沧江流域范围狭长,地形起伏较大,降水等气候信息复杂多变,获取困难。而使用地质统计学当中的克里格插值方法,可以对降水量的空间分布情况进行插值分析,获取流域内及周边地区的降水量空间分布特征。本文对地质统计学及克里格插值的基本理论进行了简单介绍,利用降水量空间分布的各向异性特征,对澜沧江流域多年平均降水量进行了空间插值处理,对试验误差进行了比较,并对流域内降水量的整体分布特征和其中部分地区降雨量异常的原因进行了初步的分析。     

澜沧江流域2000-2017年植被NDVI时空特征及其对气候因子的响应

基于MODIS-NDVI数据分析澜沧江流域生长季植被NDVI时空特征和变化趋势,结合地形数据、气象站点数据和植被类型数据,利用趋势分析和相关性分析法研究植被NDVI变化对气候因子的响应。结果表明:1)2000-2017年澜沧江流域生长季植被NDVI均值为0.592,整体呈现出由西北向东南波动增加趋势,增长速率为0.09%/10年;2) 2000-2017年澜沧江流域气温呈上升趋势,降水呈下降趋势,植被NDVII总体与平均气温的相关性高于累积降水量;3)澜沧江流域生长季植被NDVI驱动因子分析表明,气候驱动中以气温降水联合驱动为主,流域植被NDVI变化整体为非气候驱动。     

近30年来渭河流域植被与气候变化互影响模式的探寻分析

基于1982-2006年间的GIMMS NDVI和2001-2013年的MODIS NDVI数据对渭河流域30年来植被NDVI的年际变化和空间分布特征进行了分析,并结合研究区内的气象数据探讨了植被NDVI与气候因子的相互影响关系。研究显示,近32年间渭河流域植被NDVI整体呈上升趋势,且空间差异显著,主要表现为流域西北地区的黄土丘陵沟壑区及北部的黄土高原区NDVI较低,植被覆盖较差;流域南部的秦岭山区、关中平原区等地植被生长状况较好。流域气温和降水呈现缓慢增长趋势。植被NDVI与年均气温整体上表现为负相关,与年降水量间呈正相关。总体上,降水是渭河流域植被生长的主要影响因子。     

基于时序NDVI的石羊河流域植被时空变化规律研究

基于2000-2017年石羊河流域NDVI时间系列数据,利用Landsat系列卫星的TM、ETM、OLI数据获取了研究区的NDVI;并根据NDVI时序变化特征,利用趋势分析法,结合气象数据,研究了近18a来石羊河流域NDVI时空演变的规律。研究结果表明:①2000-2017年石羊河流域时序NDVI总体呈上升趋势,说明植被覆盖程度具有明显增长的趋势;②不同区域NDVI变化差异明显,总体可划分为显著增加、增加、稳定、减少、显著减少5类;③年际NDVI平均值、最大值与气温、降水相关性分析表明,二者与气温相关性在2000-2010年为负相关、在2011-2017年为正相关,二者与降水量总体呈正相关,相关系数分别为0.09、0.29,降水量的增大有利于促进石羊河流域植物的生长。     

基于GIS的石家庄市雾霾分析

为了得出雾霾气象成因机制、影响因素和时空分布特征,以石家庄市区与郊县为研究区域,将2013年9月至2016年12月石家庄市各市区、郊县的PM2.5历史监测数据中的有效数据进行了数据分析处理得到雾霾浓度数据,还有温度、降水、风速、地形和人口密度等数据,运用GIS分析的方法,模拟绘制石家庄雾霾的时空分布图、雾霾与各影响因子的专题对比图,得到雾霾形成机制的因子、雾霾的时空分布规律、雾霾季节变化特征、雾霾与地形间的关系等;运用数据分析软件OriginPro8.SR3分析雾霾浓度与风速数据、降雨数据、温度数据间的相关性。     

基于随机森林算法对青藏高原TRMM降水数据进行空间统计降尺度研究

提高气象数据空间分辨率对水文、气象和生态等领域的流域尺度研究至关重要。青藏高原气候变化在全球气候研究中占有重要的位置,并且对局域降水分布的研究在大气科学中处于基础地位。为获取青藏高原地区准确、有效、更高空间分辨率的降水数据,基于随机森林算法,引入植被和地形因子,采用热带降水测量计划卫星(Tropical Rainfall Measuring Mission,TRMM) 3B43降水数据(0. 25°×0. 25°)、NOAA-AVHRR归一化植被数(normalized difference vegetation index,NDVI)数据(8 km×8 km)、航天飞机雷达地形测绘任务(Shuttle Radar Topography Mission,SRTM)数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据(90 m×90 m)以及经纬度信息,建立了非线性空间统计降尺度模型,最终获得8 km分辨率降水降尺度结果。另外,采用将时间序列分析和非线性回归分析融合的方法,基于2000—2012年TRMM年均降水数据和NDVI数据,建立降水量时间尺度预测模型。分析结果表明,综合考虑植被和地形因子对青藏高原地区降水空间分布的影响,基于随机森林算法建立的降尺度模型,其降尺度结果与地面站点测量值拟合系数为0. 89,高于TRMM数据与地面站点测量值的拟合系数0. 81,说明降尺度结果提高了卫星遥感降水数据的空间分辨率。另外,降水预测模型能够较好地描述青藏高原地区的年际降水变化趋势和数量级,2006—2012年的预测降水量与TRMM降水数据拟合系数均高于0. 80。     

基于DEM的地形高度与土地利用空间格局的关系——以韶关市大塘镇为例

地形高度是影响土地利用空间格局分布的影响因素之一,本文以韶关市大塘镇为研究区,基于研究区的DEM和土地利用现状图,利用GIS提取研究区的地形高程及土地利用信息,并将各地形高度与土地利用图进行叠加分析,研究地形高度与土地利用空间格局的关系。研究结果表明:1随着高程增加,各土地利用类型的面积及占土地总面积的比例都呈下降趋势;2土地利用类型占该该类土地利用的比重均在第一级高程或第二级高程达到最大值,随高程增加,分布比重逐渐下降;3低高程区域土地利用较为破碎,高高程区域土地利用较为集中,以林地为主。     

安徽省近50余年降水量时空变化特征分析

利用安徽省内15个和周边17个气象台站1957-2008年的降水资料,运用线性倾向估计和ArcGIS软件的空间分析等方法,分析从1957-2008年安徽省降水量的时空分布规律和长期变化趋势,并选取900mm,1200mm,1500mm为特定等值线,通过对特定等值线的变化来分析不同年代降水量的空间差异.研究结果表明：安徽省近50余年来降水整体上呈上升趋势,省内各区域降水差异较大,呈南多北少,山区多平原少的特点;从各区域降水的变化趋势来看,南方山区逐步减少,而北方平原呈逐步增加的趋势,南北降水差距在不断缩小.     

基于TRMM降雨数据的中国黄淮海地区干旱监测分析

热带降雨测量卫星(tropical rainfall measuring mission,TRMM)的降雨数据覆盖范围广,时间分辨率高,是区域干旱监测的一种有效数据源。将0.25°空间分辨率的TRMM 3B43数据降尺度处理成0.05°空间分辨率数据,用以构建降水量距平百分率(Pa指数)和Z指数,对黄淮海地区2010年冬季到2011年春季的干旱时空演化特征进行监测与分析,并计算同期的标准化降水指数(standardized precipitation index,SPI)对监测结果进行验证。研究结果表明,降尺度数据具有较高的可靠性,与实测数据的拟合结果 R20.76;Pa指数突出降水盈亏程度,能够有效监测区域尺度干旱,但缺乏空间分布规律;Z指数以Person-Ⅲ型分布拟合降水量,能够很好地监测干旱的时空演化特征,但干旱等级划分相对困难;利用Pa指数对Z指数干旱等级划分进行修正,其结果与SPI相关程度R20.75,表明Pa和Z指数用于干旱监测的有效性,为区域尺度干旱监测提供了一种切实可行的方法。     

黄土丘陵沟壑区地形复杂度分析

针对黄土丘陵沟壑区地形复杂度难以准确量化的问题,该文提出了基于区统计的评价方法,采用地形分析方法提取坡度、地势起伏度、地表切割深度,沟壑密度等地形因子,应用区统计法、变异系数法对研究区地形复杂度进分析评价。结果表明:彭阳县地形复杂度的空间分布特征与坡度、地势起伏度、地表切割深度的变化规律相似,中复杂区域和高复杂区域所占面积较大,且存在明显的分异规律;基于1:50 000数字高程模型数据的地形复杂度提取与分析方法能够快速有效地获取研究区地形地貌信息,为黄土丘陵沟壑区流域治理、土地规划、地形及景观格局的分区和尺度推绎等研究提供依据。     

全球降水观测计划多卫星联合反演降水产品的极端降水监测潜力研究

基于全国自动站与CMORPH融合降水数据集,综合评估全球降水计划（GPM）下的IMERG与GSMaP的4套纯卫星降水数据,从极端降水指标、极端降水事件探测能力、对于不同历时的极端降水事件精度评估3个方面研究纯卫星降水产品监测极端降水的能力。依据极端降水的阈值将研究区分为3个区域进行研究,结果表明：（1）在RX1指标中,IMERG、GSMaP数据均在受季风影响的复杂地形区域呈现出明显的高估状态,在其余地区存在不同程度的低估现象;在R95pTOT指标中,卫星数据均表现较好,与地面参考数据具有较高的相关性。（2）在极端降水事件探测方面,4套纯卫星产品在东北地区的表现均优于其他区域;GSMaP表现优于IMERG数据,具有较低的误报率,但对极端降水的反演精度较低。（3）在不同历时的极端降水事件精度评估中,IMERG、GSMaP卫星降水产品在历时较长的极端降水事件中的表现较好,具有更高的精度;对于极端日降水事件,卫星降水产品在高雨强下的误差显著性十分明显,远远高于复杂地形对卫星降水反演精度的影响,导致卫星降水在复杂地形区域（Ⅲ区）的表现优于其他区域。总体上,IMERG产品在研究区对极端降水的监测能力优于GSMaP产品,其中又以IMERG_Late表现最佳;4套卫星降水产品均能表现出研究区的极端降水区域特征,但在研究区大部分区域呈现出低估状态,卫星降水产品对于雨强的误差订正仍是未来极端降水反演的重点与难点之一。     

1960—2012年长江中下游极端降水与极端径流时空演变研究

利用1960—2012年间的长江中下游地区75个站点的逐日降水观测资料,基于11个极端降水指标,采用趋势分析、滑动平均、Mann-Kendall检验等方法对长江中下游地区各个子流域的极端降水事件的时空变化以及极端降水的集中度和集中期进行了研究.同时,分析了长江中下游干流区域4个水文站点的极端径流的变化情况,以期综合全面地分析极端事件的演变情况.结果表明:1)极端降水在各个子流域的大部分地区都表现为增加趋势,其中汉江流域西北部、中游干流区域东部、洞庭湖西部、鄱阳湖北部以及下游干流东北部显著增加;2)极端降水在总降水量中所占比例较大,这表明降水的形式更加趋于集聚化,并且比例自西北向东南逐渐减少,这表明越往西北部极端降水造成灾害的概率越大;3)长江中下游干流区域几个主要水文站点的极端径流各项指标均表现为较为显著地减小的趋势,极端降水和极端径流的变化趋势差异较大,这可能与人类活动有关(三峡工程).     

全球热带森林分布区NPP变化及其气候响应分析

本文基于MODIS遥感数据,利用掩膜分析提取了研究区的NNP数据;并结合气象因子数据,利用地理信息技术及数学统计方法,对比分析了2001—2013年全球3个主要热带森林分布区森林NPP变化及其气候响应的异同。结果表明,研究区NPP总量整体呈减少趋势。对比3个区域NPP与温度、降水和光合有效辐射(PAR)的相关关系,亚马孙流域研究区和刚果河流域研究区NPP对PAR变化更为敏感,东南亚研究区NPP对降水变化更为敏感;东南亚研究区NPP对气候变化响应的敏感性较高,刚果河流域研究区次之,亚马孙流域研究区最低。该研究对于进一步了解全球热带森林变化与气候的相关关系具有一定的参考价值。     

基于WebGIS的降雨信息管理与分析系统设计与实现

降雨变化对于人类生活的各方面都有重要影响:研究降雨信息管理与分析具有较大意义。以安徽省为例,基于安徽省连续10年各个气象站的降雨数据,构建了克里金插值模型且发布为GP服务,以得到历年降雨线与等降雨面;采用ArcGIS API for Silverlight技术,结合WebGIS强大的可视化表达能力,呈现了降雨量连续性空间分布;通过构建降雨信息折线图和柱状图等统计图,直观分析了降雨量变化的规律;根据实时降雨信息与降雨量变化规律,设置了降雨量警戒阈值并计算级别,实现了降雨预警与灾害分级。     

黄土高原地形复杂区土地利用信息提取方法研究

引入影响土地利用类型分布的坡度数据和对植被覆盖反应敏感的归一化植被指数，以延河流域为研究区域，参考已有的土地利用数据，对地形复杂地区的土地利用信息提取方法进行了研究。结果表明，以监督分类和非监督分类为基础，辅以坡度信息并利用分区和多步骤信息提取方法进行土地利用信息提取，能在一定程度上提高分类精度，研究结果对建立地形复杂地区实用性强的遥感影像分类技术体系具有一定的参考价值。     

山东省暴雨时空变化特征分析

以山东省为研究区域,基于20个气象站点1970—2013年月降水量和日降水量数据,运用线性回归、空间插值等方法,分析近44年来山东省暴雨降水量的时空变化特征.研究表明:(1)山东省近44年来暴雨量和暴雨日数呈现明显上升趋势;(2)山东省暴雨量、暴雨日数和暴雨强度的空间分布特征都受纬度、海陆和地形因素影响,呈现出由东部沿海向西北内陆递减的分布规律,并且在泰山地区形成暴雨发生的高频地带;(3)山东省暴雨量、暴雨日数和暴雨强度的空间变化趋势各有不同,暴雨量与暴雨强度变化趋势在空间分布上具有明显的一致性.     

基于Google Earth Engine的巢湖流域生态环境质量时空动态变化及影响因素分析

本文以巢湖流域为研究区,基于2000—2020年Landsat TM/OLI系列遥感数据,通过Google Earth Engine云计算平台构建遥感生态指数(RSEI),采用空间自相关与地理探测器等方法对巢湖流域生态环境质量进行大尺度、长时序动态监测分析与评价。结果表明：(1)研究区RSEI均值由2000年的0.70提升至2020年的0.74,整体上呈现改善趋势,研究区生态环境等级以优、良为主。(2)研究区全局Moran’s I指数均大于0,巢湖流域生态环境质量在全局自相关上呈现聚类趋势,具有显著的空间正相关性,20年间“低-低”聚集区呈现先增加后减少趋势。(3)研究区生态环境受多因子影响,其中人为因素对2010年巢湖流域生态环境影响较大,进而导致生态环境质量下降。     

海河流域NDVI对气候变化的响应研究

以海河流域为研究区,利用8 km分辨率AVHRR/NDVI数据和气象资料,逐像元对1981-2000年时段的流域NDVI值、年降水量和年均气温的变化率进行分析,计算了NDVI和年降水量、年均气温的相关关系.结果表明,1981-2000年时段内,海河流域年降水量变化总体呈现北部和南部增加,中部减少的趋势,其变化范围在-8...     

顾及多动态环境因子的滑坡演化规律研究——以西宁市9大滑坡区为例

本文利用2018—2022年103景Sentinel-1A数据,采用SBAS-InSAR方法,获得了西宁市坡向沉降信息,研究西宁市滑坡区坡向沉降的趋势特征及其同区域内如植被覆盖、降水等因素之间存在的耦合关系。结果表明,西宁市滑坡区的沉降趋势呈现出坡向分异的特征,具体表现为阳坡沉降速率大于阴坡沉降速率。根据这一沉降变化特性,本文分析得出更深层次的特征机制：(1)植被覆盖度越低,滑坡形变速率越高;(2)降水量可能导致特征点的形变量短期上升,但总体仍呈下降状态;(3)地物威胁主要来自阳坡,坡度越高区域往往是滑坡区速率最大的地方。为此,未来西宁市滑坡的注意力应该更倾向于西南坡方向,提高本区域滑坡监测与预警的警觉性。     

长江上游安宁河流域植被生长变化对气候条件的响应

为探讨安宁河流域植被演变趋势及其与气候的相互作用,基于2001—2008年MODIS图像、降水量和气温数据,采用回归分析和相关分析等方法计算了安宁河流域降水、气温和归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)在时间和空间上的变化情况,并对安宁河流域植被生长变化对气候条件的响应机制进行了探讨。结果表明:NDVI变化和气温、降水呈正相关;降水量和气温等气候因子的变动会直接反映在植被长势上,其中降水对安宁河流域植被生长的影响更为显著;植被长势与气温和降水存在一定的时间滞后性。