基于GIS的黄河上游龙羊峡库区生态环境遥感监测研究

本项研究以黄河上游生态环境严重退化的龙羊峡库区为研究区，应用遥感与GIS一体化的方法，建立了库区生态环境动态监测信息系统。在系统的支持下，利用多时相、多波段TM遥感数据，对库区近十年来生态环境变化进行监测分析，揭示了库区土地沙漠化、水土流失、土地利用／土地覆盖的现状，以及建库近十年来生态环境时空演化的过程与发展趋势，为库区生态环境治理提供科学依据。本项研究利用遥感和GIS技术，采用生态环境综合分类系统，在一次分类处理中通过多层次不同级别的组合获得了基于同一信息源的土地沙漠化、草场盖度、土地利用处地覆盖等多种环境类型信息，并利用环境信息模型对库区的土壤侵蚀进行了评价。基于GIS的分类后再处理使遥感分类精度有了一定程度的提高。研究表明，在GIS的支持下充分利用遥感信息监测与评价生态环境，是区域生态环境定量化研究的有效途径。     

云南边境地区土地利用/覆盖变化及环境效应分析

采用遥感和GIS一体化技术，利用1976年的MSS和2004年的TM两个时期的遥感影像数据对云南边境地区的土地覆盖动态变化进行监测，并对变化的时空特征进行分析。结果表明土地覆盖现状以森林和裸岩地为主，其次是耕地和水域。土地利用／覆盖变化主要发生在林地、水域、耕地和裸地四大地类中，林地减少了6．95％，水域减少了2．08％；耕地增加了4．04％，裸地增加了3．67％。并对土地变化所引起资源和环境问题及其驱动因素进行了初步的探讨和分析。     

国际草地资源遥感研究新进展

系统地评论了国际上有关草地资源遥感研究的最近文献。首先,分析了草地遥感的可行性,确定了监测和评估草地资源最有效的光谱波段,阐述了各种遥感影像在草地资源调查与评估中的实用价值。之后,介绍了草地资源遥感的常用方法,即植被指数和其他指数法,对比和分析了各种指数在草地资源遥感应用中的有效性及应用范围。这些草地资源遥感的应用包括草地盖度监测与制图、生物量估算、草地退化监测及草地资源定量分析。最后,探讨了草地资源遥感的发展趋势,包括摄像遥感、高分辨率影像(如CASI,AVIRIS和IKONOS)和GPS的运用。此外,GIS的引入及其与数字影像处理的集合会使草地资源遥感由简单监测逐渐向动态预报和模拟过渡。这些研究新动向对国内相关科学家在选题时具有极大的参考意义。     

高原湖泊和平原湖泊遥感动态监测的对比分析——以洱海和鄱阳湖为例

湖泊及其动态变化在区域生态环境保护中占据极其重要的作用,监测并对比分析不同类型的湖泊动态变化对区域生态环境保护意义重大。应用Landsat TM遥感数据,基于ENVI遥感图像处理软件和Arc GIS空间分析软件,分别以洱海和潘阳湖为例,利用单波段阈值法、波段组合法等方法提取了湖泊水体现状信息;通过波段运算、波段替换等方法提取了湖泊的动态变化信息;对比分析了高原湖泊和平原湖泊两类湖泊动态变化信息提取监测效果。研究表明:应用波段组合法提取湖泊水体信息有较高的准确度,而缨帽变换法提取湖泊水体信息准确度偏低;受湖泊界限标准不统一、季节性水域变化,湖泊周边地理环境等影响,平原湖泊水体分布状况较高原湖泊水体分布状况复杂,多种遥感图像处理方法结合使用更适用于平原湖泊遥感动态监测。     

规划情景约束下的城市土地利用空间格局模拟

以上海市为例,采用遥感与GIS技术,基于遥感影像及土地利用现状和社会经济统计数据,构建Dyna-CLUE模型模拟土地资源利用规模在土地利用规划政策情景约束下的空间格局,旨在为城市化进程中的土地利用规划实施,特别是土地利用宏观需求的空间配置提供技术思路。结果表明:遥感、GIS和Dyna-CLUE模型的集成应用,可从地理空间上定量刻画土地变化的驱动力,是模拟政策情景约束条件下土地资源空间分配问题的有效手段。     

森林生态系统遥感监测技术研究进展

森林是陆地生态系统的主体,森林生态系统监测技术是实现森林可持续利用与全球变化研究的重要支撑与信息保障。从4个方面概述了遥感技术在森林生态系统监测中的应用研究进展：森林遥感分类及变化监测、森林植被参数遥感反演、森林蓄积量与生物量遥感估算、森林干扰遥感监测等。结合遥感技术的发展,总结了森林生态系统监测中使用的多源遥感数据和各类模型,提出集成地面调查数据、高分地-空雷达扫描监测技术,以及多源光学遥感建模技术和生态系统过程模型,构建多维度、多尺度、高时间密度的森林生态系统监测平台的研究展望。     

运用RS、GPS和GIS技术进行大比例尺土地利用动态监测的实验研究

土地利用数据的更新是土地管理工作的重要内容之一。依靠常规的手段不仅更新速度慢、难以主动发现变化区域,而且成图周期长、误差大。依靠遥感（RS）手段可以主动快速地发现变化区域,运用差分GPS技术可以精确获取土地利用变化的数量和性质,GIS则是管理土地利用的图形数据和属性数据（如土地利用类型、权属、图斑号等）的有效工具。基于RS、GIS和GPS的集成技术建立面向工程目标的土地利用动态监测新方法是本文研究的内容。     

基于MODIS影像的农用地自然质量动态快速监测研究

利用遥感技术动态并快速地监测农用地自然质量时空上的变化信息,是当前农用地质量研究的热点问题.以MODIS影像和江苏省农用地分等属性数据为基础,综合应用GIS,RS技术以及统计学原理,以宜兴市为研究区进行遥感影像灰度值与农用地自然质量指数的相关性分析,借助回归分析建立农用地自然质量遥感的MODIS数据模型,并利用该模型对无锡市农用地分等单元进行验证.结果证明,该模型拟合程度较好,利用MODIS数据模型对农用地自然质量时空上的变化信息进行监测是可行的.最后探讨了MODIS影像反演农用地自然质量产生误差的原因,对进一步利用遥感技术进行农用地自然质量动态监测具有一定的启示意义.     

奈曼旗20世纪80年代以来土地覆盖/利用变化研究

奈曼旗是我国北方农牧交错带沙漠化最严重的地区之一, 也是中国沙漠化监测和治理的重要地区之一。自20世纪80年代以来开始实行一系列土地整治措施, 土地覆盖/利用发生很大变化。利用1980年和1996年的1: 10万的TM遥感影像及GIS获得的数据, 从土地覆盖/利用结构变化、数量变化、空间景观特征变化以及主要变化过程等方面对其进行了研究。结果表明, 80年代以来奈曼旗耕地与难利用土地大幅减少, 林地和草地大幅增加; 土地覆盖/利用变化的主要过程为: 耕地退耕还草、还林, 难利用土地恢复为草地, 在适宜的草地上植树造林; 景观变得破碎, 土地利用的多样性增强。     

中国沙尘灾害遥感监测研究现状及发展趋势

沙尘灾害及其所引发的次生灾害所造成的生态环境和社会经济问题已越来越引起人类的重视。运用遥感技术进行沙尘灾害监测研究可弥补传统研究手段时空分辨率的不足。本文对遥感在沙尘暴源地、沙尘运移路径变化、下垫面状况、沙尘天气产生的天气背景以及沙尘信息定量提取等几方面的研究进行了简要总结,反映了我国沙尘灾害遥感监测研究的现状,并展望了未来遥感监测沙尘灾害研究的发展趋势。     

Remote sensing monitoring on regional crop water productivity in the Haihe River Basin

Crop water productivity （CWP） agricultural development in water scarcity is one of the important indicators for sustainable area. There is serious conflict between water sup- ply and requirement in the Haihe River Basin. CWP of winter wheat and summer maize from 2003 to 2007 in the Haihe River Basin is estimated based on large-scale evapotranspiration （ET） and crop yield obtained by remote sensing technology. Spatial and temporal distribution of CWP of winter wheat and summer maize is investigated in this study. Results show that CWP of winter wheat in most parts of the study area varies from 1.02 kg/m3 to 1.53 kg/m3, and CWP of summer maize varies from 1.31 kg/m3 to 2.03 kg/m3. Multi-year averaged CWP of winter wheat and summer maize in the study area is about 1.19 kg/m3 and 1.59 kg/m3. CWP results show certain promotion potential to alleviate the water shortage in the Haihe River Basin. Correlation analysis of CWP, crop yield and ET shows that there is great potential for crop yield promotion without the growth in irrigation water. Large-scale CWP estimated by remote sensing technology in this study shows spatial distribution features, which could be used to real-time agricultural water resource management combined with crop yield and ET.     

Monitoring grasshopper and locust habitats in Sahelian Africa using GIS and remote sensing technology†

Abstract

Development programmes in Sahelian Africa are beginning to use geographic information system (GIS) technology. One of the GIS and remote sensing programmes introduced to the region in the late 1980s was the use of seasonal vegetation maps made from satellite data to support grasshopper and locust control. Following serious outbreaks of these pests in 1987, the programme addressed a critical need, by national and international crop protection organizations, to monitor site-specific dynamic vegetation conditions associated with grasshopper and locust breeding. The primary products used in assessing vegetation conditions were vegetation index (greenness) image maps derived from National Oceanic and Atmospheric Administration satellite imagery. Vegetation index data were integrated in a GIS with digital cartographic data of individual Sahelian countries. These near-real-time image maps were used regularly in 10 countries for locating potential grasshopper and locust habitats. The programme to monitor vegetation conditions is currently being institutionalized in the Sahel.     

京津冀地区夏玉米生产潜力时空变异及其与现实产量的对比分析(英文)

Crop potential productivity is a key index of scientifically appraising crop production and land population-supporting capacity. This study firstly simulated the potential and waterlimited yield of summer maize in the Beijing-Tianjin-Hebei (BTH) region using WOFOST model with meteorological data of 40 years, and then analyzed yield gaps between the actual and potential yield based on statistical data at county level. The potential and water-limited yield of summer maize in the BTH region is 6854–8789 kg/hm2 and 6434–8741 kg/hm2, and the weighted average for whole region is 7861 kg/hm2 and 7185 kg/hm2, respectively. The simulated yields gradually decrease from northeast to southwest with changes in climatic conditions particularly temperature and precipitation. Annual variation of potential yield is higher in the central and southern parts than the northeastern part. Compared to potential yield, the water-limited yield has higher coefficient of variation (CV), because of precipitation effects. The actual yield of summer maize was 2537–8730 kg/hm2, regionally averaged at 5582 kg/hm2, about 70% of the potential yield, implying that the region has room to increase the yield by improving crop management and irrigation systems.     

绿洲土地整合是增加耕地和保护生态的重要措施——以新疆玛纳斯河流域为例

保护耕地资源,“坚决守住1.2×10⁸ hm²(18亿亩)耕地红线”,是中国政府的一项基本国策。以新疆为代表的干旱区绿洲农业,近年来耕地面积增长很快,从1995-2008年均每年增加15.4×10⁸ hm²,这对抑制全国耕地面积下滑和促进新疆农业发展起了重要作用,但同时也对生态环境带来严重影响。如何在保护生态的前提下使耕地面积稳中有增,通过在玛纳斯河流域利用遥感图像解释和实际调查,提出通过绿洲内部土地综合整治,改变现土地利用中的“破碎化”程度,提高净耕地利用系数的思路;在不开荒不增加引水量情况下,耕地面积一般可增加8%~10%,而在一些土地利用规划差和管理粗放地区可增加到15%。通过土地整合使土地化零为整,还为节水灌溉、发展现代农业、实行农业规模化、集约化经营及农民致富创造了条件。     

塔里木河干流区天然植被的空间分布及生态需水

塔里木河流域荒漠河岸林具有重要的生态、经济和社会效益。本文以塔里木河干流的荒漠河岸林系统为对象,借助于卫星遥感、GIS等技术,研究塔里木河干流区各河段天然植被分布特征,应用缓冲区梯度分析方法对林地分布结构和生态需水进行分析。结果表明： （1）塔里木河干流区天然植被面积为146.1×10⁴ hm²,占研究区总面积的35.18%;北岸天然植被面积较南岸多46.34×10⁴ hm²。（2）塔里木河干流区荒漠河岸林分布随距离河道的增加呈波动下降趋势。在影响保护带、基本保护带和重点保护带下,天然植被保护范围分别为4.7～30.1 km、2.2～24.2 km和0.8～12.3 km。（3） 塔里木河干流区天然植被总的生态需水量为21.932×10⁸ m³,在重点保护带、基本保护带和影响保护带下,生态需水量分别为9.56×10⁸ m³、14.97×10⁸ m³和19.08×10⁸ m³。根据荒漠河岸林的分布特征和保护目标,对塔里木河干流用水作统一规划和协调是符合实际的生态治理措施。     

海南岛热带天然林动态变化

通过实地调查和对遥感信息、林业二类调查资料的研究,简要分析了海南岛森林的历史变迁和驱动原因,详细探讨了不同时期海南岛森林覆被动态变化过程与驱动因子。主要结论:1)海南热带天然林面积变化明显,从1950年的1200000hm²下降至1979年的415200hm²,到1998年恢复到614700hm²;2)从历史时期至现在,森林覆被变化可分为森林递减(～1987年)和森林恢复(1987～)两个时期;3)空间变化主要表现在:砍伐森林由沿海平原台地逐渐向内陆丘陵盆地扩展,最后到达中部山区;4)不同时期影响热带天然林变化的主要因素不同     

基于水热平衡原理的塔里木河下游绿洲适宜规模分析

结合近40 a水文气象资料,基于水热平衡原理,构建模型,分析和讨论了20世纪70、80、90年代以及2000年以来塔里木河下游绿洲适宜规模与耕地面积,并结合相应不同时期的遥感影像,对各时期实际绿洲规模进行了比较。结果表明：近40 a来,塔里木河下游绿洲适宜规模和耕地规模趋于收缩,但2000年以后有所扩大;20世纪80年代的绿洲耕地面积与计算得出的适宜耕地规模基本平衡,之后严重超出绿洲承载能力,2009年超出幅度达1.22×10⁴ hm²;耕地面积过大已导致塔里木河下游绿洲进入了不稳定状态,当前应采取措施适度缩小绿洲规模,并及时有效地控制耕地面积。     

Development of gullies and sediment production in the black soil region of northeastern China

Gully erosion is an important environmental hazard in the black soil region of northeastern China. It is a primary sediment source in the region which needs appropriate soil conservation practices. Gully incision in rolling hills typical of this region was monitored using real-time kinematic GPS to assess the rates of gully development and the resultant sediment production. From 2002 to 2005, gully heads in the study area retreated between 15.4 and 33.5 m, giving an average retreat rate of 8.4 m yr^− 1. Field measurements showed that total sediment production due to gully erosion during the three years ranged between 257 and 1854 m³ yr^− 1, which is equivalent to 326 to 2355 t yr^− 1, with gully-head retreat accounting for 0 to 21.7% (4.4% in average). The sediment delivery ratio was especially high during the summer rainy season (56% in average). Sediment production by ephemeral gullies and permanent gullies was 1.5 times greater than that from surface erosion. Gully heads retreated faster in the spring freeze–thaw period than in the summer. The stage of gully development could be identified based on short-term changes in the gully erosion rate.     

A GIS for desert locust forecasting and monitoring

Abstract

Desert locust plagues can affect up to 20 per cent of the surface of the Earth. Data on locust breeding, environmental conditions and swarm movements in affected countries, are collected at the headquarters of the U.N. Food and Agriculture Organization in Rome. GIS technology coupled with remote sensing inputs allows these data to be utilised for monitoring and forecasting purposes much more effectively than heretofore. Design requirements and the implementation strategy for such a GIS are examined, emphasizing the role of global digital map datasets such as the Digital Chart of the World, the importance of effective data integration and the need for an ergonomic user interface that facilitates both data capture and analysis.     

Remote sensing techniques for landslide studies and hazard zonation in Europe

An inventory is presented of researches concerning the use of remote sensing for landslide studies and hazard zonation as mainly carried out in the countries belonging to the European Community. An overview is given of the applicability of remote sensing in the following phases of landslide studies:

1. (1) Detection and classification of landslides. Special emphasis is given to the types of imagery required at different scales of analysis.

2. (2) Monitoring the activity of existing landslides using G.P.S., photogrammetrical techniques and radar interferometry.

3. (3) Analysis and prediction in space and time of slope failures. The different factors required in a landslide hazard study are evaluated, and the optimum remote sensing imagery for obtaining each of these factors is indicated.

Examples are given of research work carried out in these three phases from EC countries. Finally an evaluation is given of the aspects of uncertainty associated with the use of remote sensing data, and conclusions are given as to the incorporation of remote sensing techniques within the overall framework of techniques.