内陆水体水质参数光谱特征与定量遥感

该文在分析内陆水体及其主要水质参数的光谱特征的基础上，讨论了水质遥感监测常用的有所感数据和方法，对近年来国内外遥感技术特别是高光谱技术在内陆水体水质监测中的应用研究现状和进展进行了综述，并提出未来此领域的发展方向及研究工作的重点。     

流域水环境过程综合模拟研究进展

以流域为单元开展水环境多要素、多尺度过程的综合模拟已成为了自然地理学重要研究方向。水环境过程综合模拟模型可定量解析流域系统水环境变化,是流域水环境研究与管理的重要工具。论文围绕流域水环境过程模拟的发展历程和最新进展,梳理总结了流域非点源污染过程和河湖等受纳水体水环境过程模拟的理论方法和模型软件;面向模拟不确定性问题讨论了模型选择、开发与集成、率定验证等流域水环境过程综合模拟建模的关键环节;结合最新的研究进展及相关学科新方法新技术的发展,建议后续研究关注流域自然和人文多过程综合集成模拟(包括流域系统人与水环境耦合模拟、多过程综合集成模拟)以及新方法新技术应用(包括数据同化理论方法创新与应用、高性能计算技术和人工智能技术)。     

罗定江流域水环境容量分析

水环境容量是一种有限的可再生自然资源，是经济与社会发展的基础。罗定江是西江的一条支流，水量较小，水环境容量并不丰富。通过对罗定江流域水文特征、污染物特征、水环境现状调查，同时结合水环境容量计算方法，选用一维水质数学模型对罗定江流域水环境容量进行计算分析。结果表明，上游地区水环境容量较小，部分河段出现氨氮超标，水环境容量利用困难；下游地区水环境容量较丰富，可以充分利用发展地区经济。     

缺测站干旱流域生态输水遥感监测与农业节水效益分析

生态输水与农业节水是实现内陆干旱流域可持续发展的重要手段,连续水文观测资料的缺乏制约了生态输水与农业节水效益评价。为此,以中国甘肃敦煌疏勒河流域下游为例,基于遥感水文站与谷歌地球引擎进行2016—2020年月尺度的生态输水遥感监测,在此基础上结合蒸散发和土地覆盖类型等多源遥感数据评价生态输水与农业节水效益,分析两者之间在水资源方面的平衡关系。结果表明：（1） 遥感水文站与谷歌地球引擎（Google Earth Engine, GEE）能够为生态输水遥感监测与农业节水效益评价提供可靠的数据支撑。（2） 2017—2020年生态输水能够为下游湿地与河道平均每年提供2.50×10⁸ m³生态用水,其中30.06%的水量到达下游湿地,18.47%的水量被下游河道周边的植被所利用,且使下游河道周边植被面积增加112.25 km²。（3） 农业节水在保持耕地面积维持上升趋势的前提下,2017—2020年平均每年降低耕地的蒸散发量0.395×10⁸ m³;耕地蒸散发减少量平均占生态输水量的14.22%,农业节水有效缓解了内陆干旱流域农业用水挤占生态用水的问题。本文将为内陆干旱缺测站流域的生态输水遥感监测与农业节水效益评价提供新的思路,以期为未来的生态输水与农业节水工程的实施提供理论支撑。     

水质遥感监测技术研究进展

该文综述水质遥感监测研究的发展状况,阐述水质遥感监测的机理,介绍常用的遥感数据、遥感监测方法及其对叶绿素a、悬浮物、黄色物质等水质指标遥感监测的应用进展,提出该领域发展存在的主要问题,展望其发展方向和研究重点。     

水环境COD遥感识别模式及其应用

利用2006年4月6-7日在甘肃省庆阳市境内环江、柔远河和马莲河实测的水体波谱数据,以及化学需氧量COD测定数据,采用Fisher判别分析方法,建立了基于地面实测光谱数据并适用于本研究区域的水环境COD遥感识别模式;将该模式应用于2005年10月16日和2006年4月10日过境的两景Landsat/TM图像;根据遥感模式反演结果图,对该区域水环境COD的时空变化进行了分析。水环境COD污染遥感模式的建立可为从遥感影像上快速、大面积获取COD信息提供了一种技术手段。     

新疆典型流域多卫星积雪遥感监测信息系统的设计与实践

本文介绍了新疆典型流域多卫星积雪遥感监测信息系统的设计与实现。除了系统的构成和主要功能外,也较为详细的介绍了不同类型数据的处理,转换的综合分析的方法。在文章的最后,举例说明了系统的几个应用方面。     

柘林水库流域降水遥感反演研究

基于卫星遥感数据进行云层划分,并根据不同云层和地面站观测雨量间的回归关系,利用线性回归法反演流域降水数据.以GMS卫星影像为信息源,以实测站点数据为基础,对2000年、2004年柘林水库流域降水进行了遥感反演.基于R~2法的反演结果可信度分别达到0.9855、0.9904,其反演精度较高,可为分布式水文模型等提供输入参数.     

干旱区水环境叶绿素遥感估算模式

利用2006年10月14~18日在甘肃省庆阳市境内环江、柔远河和马莲河实测的水体波谱数据,模拟水色卫星传感器波段,根据目前广泛应用于各种水色卫星传感器的五种叶绿素浓度估算模式计算叶绿素含量;利用平均绝对误差(MAE)、均方差(RMSE)、一致性指数(IA)和线性相关系数(LCC)等模式性能检验指标,结合与光谱数据测定同步获取的叶绿素含量分析数据,对模式性能进行评价,试图从地面遥感的角度来深入分析这些模式的应用精度;模式的性能分析结果表明:(1)Clark(1997)具有最小MAE和RMSE,最大的IA和LCC,因而是比较适用研究区域叶绿素浓度的估算模式;(2)虽然Clark(1997)性能相对来说比较高,但是估算误差仍在37%以上。进一步利用本次实验中获取的26个样本数据,对Clark(1997)模式参数进行优化和改进,得到了修正后的模式,并利用预留的8个叶绿素实测样本进行验证,对优化后的模式进行的对比分析,结果表明精度提高了16%。     

流域尺度土壤水研究进展

占全球粮食产量60%的旱作农业完全依赖土壤水,我国土壤水通量占降水总量的67.2%,传统水资源管理经常忽略土壤水。自李沃维奇首次使用“土壤水资源”的术语和Falkenmark提出“绿水”概念以来,土壤水的重要作用逐渐受到重视。本文介绍了土壤水研究理念和方法的演进,综述了土壤水尺度转换方法,讨论了流域尺度土壤水研究进展;指出目前国内在流域尺度的土壤水研究还局限于小流域尺度评价土壤水分时空分异和建立简单的预测模型,有必要发展较大的流域尺度的基于遥感和GIS的分布式水文模型;流域尺度土壤水评价和预测是流域水平衡和水循环的重要组成部分,也是流域水资源综合管理的主要内容。     

Satellite remote sensing for mapping vegetation in New Zealand freshwater environments: A review

Freshwater environments in New Zealand provide a range of ecosystem services and contain important biodiversity. Managing these environments effectively requires a comprehensive inventory of the resource and cost-effective tools for regular monitoring. The complex and extensive margins of natural water bodies make them difficult to sample comprehensively. Problems thus occur with extrapolating point-specific sampling to accurately represent the diversity of vegetation in large freshwater bodies. Mapping freshwater vegetation using satellite remote sensing can overcome problems associated with access, scale and distribution, but it requires high-resolution images that have appropriate spectral characteristics. This paper provides an overview of the optical satellite data characteristics required for mapping riparian, submerged and emergent vegetation associated with freshwater environments in New Zealand.     

适用于遥感影像的水生态空间多功能分类体系研究

水生态空间分类体系是研究水生态空间变化的重要前提。目前,水生态空间分类体系一般都基于特定的研究或者管理目的,没有相对统一的划定标准。因此,这些水生态空间分类体系间的可比性及可操作性就存在一定的局限。鉴于此,论文结合遥感观测技术,基于系统论提出了适用于遥感影像的水生态空间多功能分类体系。该分类体系具有一定的理论基础,同时也兼具遥感技术的可操作性和可比性,能为研究水生态空间的面积动态变化提供理论基础和技术保障。此外,研究还结合生产管理经验和专家咨询等方法,建立了适用于Landsat卫星遥感数据的各类水生态空间的解译标志。最后,以中国为例,运用2015年的Landsat卫星遥感数据,划定了中国各类水生态空间的分布,并得到了不同水生态空间类型所占的面积比,这为进一步研究中国水生态空间的演化规律奠定了坚实基础。     

An overview of scale, pattern, process relationships in geomorphology: a remote sensing and GIS perspective

Satellite remote sensing and geographic information systems are emerging technologies in geomorphology. They offer the opportunity to gain fresh insights into biophysical systems through the spatial, temporal, spectral, and radiometric resolutions of remote sensing systems and through the analytical and data integration capability of GIS. The two technologies can be linked together into a synergistic system that is particularly well suited to the examination of landscape conditions through the interrelationships of scale, pattern, and process, a paradigm that has gained prominence in the fields of biogeography and landscape ecology. In this study, we apply optical and microwave remote sensing systems and GIS methodologies to case studies framed within the fluvial and alpine environments. We use the scale, pattern, and process paradigm to explore landscape relationships in those environments. Satellite image processing, change-detection analyses, digital elevation models, GIS-derived geomorphic indices and variables, composition and pattern metrics of landscape organization, and scale-dependent analyses are described and related to the study of river channel abandonment and the alpine treeline ecotone. We describe appropriate remote sensing and GIS techniques for geomorphic research, and demonstrate the use of such techniques in the application of the scale, pattern, and processes perspective in geomorphic studies.     

全国1:25万土地覆被遥感制图精度在内蒙古东部的实地验证

土地覆被是全球变化和区域可持续发展研究的重要内容,土地覆被遥感制图是支持全球变化和区域可持续发展研究的基础数据,制图质量是相关研究成果科学性的重要保证.本文针对全国1∶25万土地覆被遥感制图的精度评价,用大类分错扣1分,同一大类中的小类分错扣0.5分的计分评价方法,共选取190个样点,在内蒙古东部进行了实地验证.验证结...     

Spatial distribution characteristics of urban thermal conditions: application of GIS and remote sensing

Due to the limitation of site number, manpower and material resources, it is hard to gain a deep understanding of the plane distribution and internal structure of the thermal conditions by routine methods to study the thermal landscape characteristics of the ground surface. Using remote sensing method to study and analyze heat island effect has many advantages, such as high resolution, wide coverage and dense samples. In order to study, in advance and synchronously, the thermal distribution ch…     

夜间灯光遥感数据应用综述和展望

在遥感应用研究中,夜间灯光遥感作为发展活跃的一个重要分支,近年来受到越来越多来自自然科学领域和社会经济领域的关注。与传统的光学遥感卫星获取地物辐射信息不同,夜间灯光遥感是获取夜间无云条件下地表发射的可见光-近红外电磁波信息。相比于普通的遥感卫星影像,夜间灯光遥感所使用的夜间灯光影像记录的地表灯光强度信息更直接反映人类活动差异,因而被广泛应用于城市化进程研究、不透水面提取、社会经济指标空间化估算、重大事件评估、生态环境评估等领域。目前,虽然基于夜间灯光数据的应用研究成果正在不断积累,但对成果的系统性总结、整理的研究目前存在着覆盖面不全、时效性不强等不足。基于此,论文通过对近几十年来有关夜间灯光数据的研究成果的详细梳理,从数据处理与技术方法、应用研究等方面进行归纳总结。最后,文章从多源数据融合、应用领域拓展和短周期地表灯光监测3个方面指出了未来的研究热点。     

Spatial distribution characteristics of urban thermal conditions: application of GIS and remote sensing

The urban thermal distribution characteristics and its variation are dynamically monitored and synthetically analyzed by using GIS technology. The meteorological satellite data serve as main information source, assisted as auxiliary information sources by the landsat satellite TM data, land use thematic maps and meteorological observed data. A correlated pattern on the ground surface brightness temperatures and air temperatures has been studied and established with good performance of application.     

流域土地利用／土地覆被变化的生态效应

土地利用／土地覆被变化改变了地表生态系统组成结构,影响着生态系统功能,威胁着区域生态安全。本文以辽河流域的浑河-太子河流域为研究区,探讨了流域空间尺度上的LUCC特征及其所带来的生态效应。研究表明,不同的生态指标对LUCC的响应程度略有不同：（1）从景观生态格局角度看,反映生态系统斑块形状特征的景观指数对LUCC的响应...     

河流水情要素遥感研究进展

河流是促进地貌形成和演化的重要因素,也是地球上最重要的淡水资源之一。河流的水体范围、水位/水深、流量、水质和冰情等水情要素在水资源动态监测和水文生态环境保护等研究中具有至关重要的作用。通过水文站观测河流可获得站点上的水情信息,但该方式在财力、物力方面均耗费巨大。同时,对于日益增长的河流水情信息需求,迫切需要一种能够快捷、准确补充河流实测数据的方法。遥感凭借全方位、多时相的对地观测能力极大地提升了河流水情信息获取的效率,已广泛应用于多尺度水情监测、无资料流域水文模拟等多个方面,取得了丰硕的研究成果。因此,有必要对近年来遥感应用于河流水情要素反演所取得的进展进行归纳、总结和展望,以期进一步促进遥感数据和方法在该领域的应用。论文以“河流水情要素遥感”为主题,系统归纳了河流水体遥感提取的常用传感器及方法、水位/水深遥感反演方法、河道流量遥感估算、河流水质及河冰遥感监测的研究进展,详细归纳了利用光学/微波遥感等不同类型的遥感手段获取河流水体范围、水位、水深的优势与不足,总结得出了河流水情要素遥感研究的数据、方法及应用方面的主要结论：① 新型遥感数据在河流水情要素监测中的应用愈加广泛,在空间分辨率、时间分辨率或光谱分辨率等方面不断突破,进一步丰富了河流水情要素研究的数据来源;② 多数中低空间分辨率光学影像依旧面临混合像元影响水体提取精度的问题,合成孔径雷达影像也存在数据处理算法开发难度大的问题,细小河流及非开阔水体的提取方法仍需探索;③ 大数据和云计算技术的发展为实现大尺度、长时序的河流水情要素高时空分辨率遥感监测提供了高效手段。     

Classification of snow cover days in western China and comparison with satellite remote sensing data

The daily snow cover data from 232 meteorological stations to the west of 105°E in China for the period 1951–2004 were used to classify the snow cover and analyze decadal variations of snow cover types in western China, and comparison was made between the observational data and those retrieved from passive microwave remote sensing data (SMMR and SSM/I) in 1980–2004. The results show that stable snow-covered areas included northern Xinjiang, the Tianshan Mountains, and the eastern Tibetan Plateau with more than 60 snow cover days; no snow cover was found in the center of the southern Xinjiang Basin, the Sichuan Basin, and southern Yunnan. In addition to the above-mentioned, there were unstable snow-covered areas in western China. Furthermore, the snow cover types in northern Xinjiang, the Tianshan Mountains, the Hexi Corridor, and the vast areas from Chengdu to Kunming were unchanged. In the 1980s, the south-north dividing line between the major snow-covered area and snow-free area advanced to its most southern position. The snow cover days calculated from satellite remote sensing were generally longer than those from observational data in western China, mainly in the higher-altitude mountains, the Hexi Corridor, and the western Sichuan Plateau.