干旱半干旱区非均匀地表区域能量通量的卫星遥感参数化

卫星遥感在估算非均匀地表区域能量通量时有其独到的作用。文中介绍了利用Landsat TM资料估算非均匀地表区域地表能量通量和蒸发(蒸散)量的参数化方案、研究结果和存在的难点问题。并提出了解决问题的可能途径。     

Analysis of Desertification in Mongolia

The possibility of applying remote sensing data to the identification and monitoring of desertification is demonstrated. The present study includes the investigation of desertification of the territory of Mongolia by the analysis of vegetation dynamics over the period from 1982 to 2016 and its interrelation with climatic, natural, and anthropogenic components. It is found that the main contribution to the vegetation degradation in Mongolia was made by precipitation decrease and air temperature rise. The indirect factors such as livestock, land cultivation, and wildfires increased the influence of climatic factors and gave impetus to the desertification in some arid and semiarid regions.     

基于GIS的石漠化区域光伏项目建设适宜容量估算 —以镇宁县、紫云县及关岭县为例

该文利用卫星遥感技术,采用30米DEM及16米GF1号卫星遥感数据,选取安顺市镇宁县、紫云县及关岭县区域内坡度、坡向及石漠化情况进行卫星遥感反演。结合气象站点日照资料,运用ArcGIS软件对三个县石漠化区域光伏利用潜力分布进行空间分析,计算光伏项目建设适宜容量,得到光伏电站建设的空间适宜性分布。通过研究表明,关岭县适宜建设面积为149.6km2,占总面积42.3%,镇宁为85km2,占24%,紫云占33.7%,适宜建设面积为119.1km2;三个县总适宜装机容量达3315.9万千瓦,其中关岭为1402.5万千瓦,镇宁为796.9万千瓦,紫云为1116.6万千瓦。精细化提取石漠化区光伏建设适宜区域并定量估算装机容量,能够为该区域进行太阳能资源开发提供科学依据     

基于植被供水指数的农田干旱遥感监测研究

应用1995-2000年NOAA卫星资料，结合广西贵港市的数字化土地利用信息，通过时序分析方法找出典型作物代表区，并计算各典型代表区的平均、最大、最小VSWI（Vegetation Supply Water Index；植被供水指数）特征值，归纳分析水田和旱地的干旱指标，继而根据典型代表区的平均VSWI值划分旱情等级，生成农田旱情遥感图像，评估干旱情况。试验表明，该方法可用于湿润、半湿润地区的农田干旱遥感监测。     

沙尘气溶胶卫星遥感现状与需要关注的若干问题

沙尘暴是全球干旱、半干旱地区特有的一种灾害性天气,所产生的沙尘气溶胶是全球气溶胶系统重要组成部分,对全球环境、天气、气候和生态有复杂的影响。沙尘气溶胶作为一种吸收性气溶胶,对太阳辐射有着较强的吸收,还能通过加热大气、改变大气稳定度、蒸发云滴、减少云量等"半直接方式"影响气候。卫星遥感对沙尘气溶胶的监测具有独特的优势,是全球沙尘研究的重要手段。本文系统整理和介绍了目前常用的可见近红外、热红外、被动微波、紫外和主动激光测量等五类卫星遥感沙尘气溶胶的主要方法,在总结典型遥感仪器和主要产品基础上,讨论了遥感产品的定量精度和地面验证问题,结合辐射传输理论模拟了可见近红外和热红外的卫星观测,探讨了可见近红外遥感的地表反照率影响和热红外高光谱遥感的波段选择问题,最后对未来的一些研究重点进行了展望。     

面向对象的GF-1卫星影像苹果树遥感提取研究-以山地丘陵地区的栖霞市为例

国产高分卫星1号（简称GF-1）可提供高空间分辨率遥感数据，这为实现精准农业提供良好的数据保障。但是，其在复杂地形作物遥感提取方面的适用性仍需要进一步探索和分析。因此，以山地丘陵地形为主的栖霞市为研究区，基于GF-1影像数据利用面向对象分类法提取苹果树的种植面积和空间分布信息。研究结果表明：引入植被覆盖度和坡度信息的面向对象决策树分类方法（简称优化分类方法）能够有效提高苹果种植面积的遥感提取精度为94.1%，生产精度和用户精度分别为87.3%和90.3%。相比于最大似然监督分类和无辅助信息的面向对象决策树分类方法，本研究的优化方法遥感提取面积精度分别提高了17.4%和0.3%，生产精度分别提高了10.1%和2.6%，用户精度分别提高了10.1%和2.8%。该研究成果以期为GF-1卫星数据在山地丘陵地区的果园信息遥感提取提供基本的技术支撑和实践经验。     

Parameterization of Heat Fluxes at Heterogeneous Surfaces by Integrating Satellite Measurements with Surface Layer and Atmospheric Boundary Layer Observations

The regional heat flux exchange between heterogeneous landscapes and the nearby surface layer (SL) is a key issue in the study of land-atmosphere interactions over arid areas such as the Heihe River basin in northwestern China and in high elevation areas such as the Tibetan Plateau. Based on analysis of the land surface heterogeneity and its effects on the overlying air flow, the use of SL observations, atmospheric boundary layer (ABL) observations, and satellite remote sensing (RS) measurements along with ...     

干旱区典型绿洲热场分布规律研究——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

利用Landsat 7 ETM+遥感资料热红外波段定量反演晴空状态下夏季干旱区典型绿洲地表真实温度,运用影像叠加分析、直方图比对、缓冲区分析和空间自相关分析及剖面线分析等方法,分析其热场分布规律.结果表明:绿洲热场分布具有显著正空间自相关特性,Moran's值为0.5489,z值为48.44,同时呈现出显著的局部空间集...     

卫星遥感结合地面观测资料对中国西北干旱区地表热力输送系数的估算

本文利用黑河野外试验 (HEIFE) 地面观测资料, 采用空气动力学方法计算了干旱区内不同下垫面的地表热力输送系数CH, 结合由美国国家海洋和大气局 (NOAA) 系列卫星遥感观测的反映地表植被特征的归一化差值植被指数 (NDVI) 资料, 经拟合得到了针对我国西北干旱区不同下垫面的CH-NDVI参数化关系式, 并对此关系式进行了合理性检验。结果表明: 对于区域尺度而言, 在缺乏用其他方法获得较准确的区域CH值的情况下, 利用卫星遥感结合地面观测资料对其估算是较为可靠的方法。     

卫星遥感敦煌地区地表特征参数研究

卫星遥感在研究沙漠化地区非均匀地表特征参数时有其独到的作用。本文提出了一个基于Landsat-7 TM资料推算沙漠化地区地表特征参数的方案，并把其用于中国西北地区“我国重大气候和天气灾害形成及预测理论的研究”的敦煌试验区，并且利用3个景Landsat-7 TM资料进行了分析研究，得到了一些有关沙漠化地区非均匀地表区域地表特征参数(地表反射率、地表温度、修正的土壤调整植被指数MSAVI和植被覆盖度)的新概念。     

The influence of land surface changes on regional climate in Northwest China

Land surface changes effect the regional climate due to the complex coupling of land-atmosphere interactions. From 1995 to 2000, a decrease in the vegetation density and an increase in ground-level thermodynamic activity has been documented by multiple data sources in Northwest China, including meteorological, reanalysis from European Centre for Medium-Range Weather Forecasts （ECMWF）, National Oceanic and Atmospheric Administration＇s （NOAA） Advanced Very High Resolution Radiometer （AVHRR） and TIROS Operational Vertical Sounder （TOVS） satellite remote sensing data. As the ground-level thermodynamic activity increases, humid air from the surrounding regions converge toward desert （and semi-desert） regions, causing areas with high vegetation cover to become gradually more arid. Furthermore, land surface changes in Northwest China are responsible for a decrease in total cloud cover, a decline in the fraction of low and middle clouds, an increase in high cloud cover （due to thermodynamic activity） and other regional climatic adaptations. It is proposed that, beginning in 1995, these cloud cover changes contributed to a ＂green- house＂ effect, leading to the rapid air temperature increases and other regional climate impacts that have been observed over Northwest China.     

关于卫星遥感半干旱草原陆面过程的方法和应用研究

国家自然科学基金委重大项目ＩＭＧＲＡＳＳ第６课题是关于利用卫星资料来遥感探测半干旱草原陆面过程的方法及应用的研究。结合总项目对这一课题的要求和当前卫星遥感现状及发展情况,本文概要地介绍这一课题的研究内容和一些初步的思考。     

沙尘暴天气及其研究进展综述

沙尘暴是风蚀荒漠化中的一种天气现象, 它的形成受自然因素和人类活动因素的共同影响。自然因素包括大风、降水减少及其沙源。人类活动因素是指人类在发展经济过程中对植被的破坏以后, 导致沙尘暴爆发频数增加。该文重点论述自然因素对沙尘暴的影响, 拟从七个方面对沙尘暴的形成及研究现状进行评述, 即沙源分布与移动路径、时间变化、气候变化的影响、产生沙尘暴的天气系统、沙尘的物理化学性质及起沙机制、大气辐射特性及卫星遥感监测、沙尘暴的数值模拟。文章还介绍了国内外在沙尘暴方面的主要研究成果。     

应用卫星遥感技术监测大气痕量气体的研究进展

大气污染是全球环境变化的焦点,传统的地面定点监测大气污染技术已经越来越不能满足科学研究和国家决策的需求,大尺度卫星遥感大气污染技术作为一种新兴的研究手段,可以得到大尺度、长时间序列的污染物时空分布特征和变化趋势,进而研究大气化学变化对全球气候和生物地球化学循环的影响。对卫星遥感大气痕量气体科学领域的发展和国际上使用的各类大气痕量气体传感器以及所取得的科研成果进行了全面的综述,结合中国地区的自身特点,提出我国利用卫星遥感技术研究大气成分的思路和未来开展科研工作的方向。     

Satellite monitoring of global land cover changes and their impact on climate

Land cover is a crucial, spatially and temporally varying component of global carbon and climate systems. Therefore accurate estimation and monitoring of land cover changes is important in global change research. Although, land cover has dramatically changed over the last few centuries, until now there has been no consistent way of quantifying the changes globally.In this study we used long-term climate, soils data along with coarse resolution satellite observations to quantify the magnitude and spatial extent of global land cover changes due to anthropogenic processes. Differences between potential leaf area index, derived from climate-soil-leaf area equilibrium and actual leaf area index obtained from satellite data were used to estimate changes in land cover.Forest clearing for agriculture and irrigated farming in arid and semi-arid lands are found to be two major sources of climatically important land cover changes. Satellite derived Spectral Vegetation indices (SV I) and surface temperatures (T s) show strong impact of land cover changes on climatic processes. Irrigated agriculture in dry areas increased energy absorption and evapotranspiration (ET) compared to natural vegetation. On the other hand, forest clearing for crops decreased energy absorption andET. A land cover classification and monitoring system is proposed using satellite derivedSV I andT s that simultaneously characterize energy absorption and exchange processes. This completely remote sensing based approach is useful for monitoring land cover changes as well as their impacts on climate. Monitoring the spatio-temporal dynamics of land cover is possible with current operational satellites, and could be substantially improved with the Earth Observing System (EOS) era satellite sensors.     

中国西北地区干旱气侯学的新进展及其主要科学问题

回顾了“十五”期间中国西北地区干旱气侯学的进展。就遥感监测、西北干旱形成机制、西北地区年代际的气候变化、西北干旱新的强讯号、高原干旱气候生态作物适应性和西北干旱监测预测业务服务综合系统等方面所取得重要研究进展和学术成就,作了系统的回顾;并对21世纪初干旱气侯学的主要科学问题作了展望。     

遥感在1998年洪水监测中的作用

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干旱半干旱区土壤湿度数值模拟研究进展

总结和回顾了干旱半干旱地区土壤湿度研究在区域气候变化研究过程中的重要性,详尽描述了干旱半干旱区土壤湿度数值模拟的研究现状。在过去几十年里,大型地面观测试验计划的开展、卫星遥感监测能力的加强促进了干旱半干旱地区陆面模式模拟土壤湿度能力的提高,推动了干旱半干旱地区土壤湿度数值模拟的研究进程。尤其是干旱半干旱地区气候观测站的建立,积累了长期宝贵的连续性观测数据,增强了检验卫星反演方法的能力,促进了陆面模式的参数化改进。近年来随着气象学、生态学以及水文学、土壤学等学科之间交叉合作的加强,气候变化背景下土壤湿度对碳、氮循环的影响研究得到越来越多的重视,尤其在干旱半干旱地区,局地碳通量和水分供应存在密切联系。因此,未来半干旱地区土壤湿度的研究不仅要开展观测计划,积累长期连续的高质量数据,改进卫星反演能力和模式参数化方案,而且要进一步深化和加强学科交叉内容的研究,分析气候变化背景下土壤湿度在生态学、水文学、土壤学等学科的变化形式和特点,多角度、多方向地开展和改进干旱半干旱地区土壤湿度的数值模拟研究。     

卫星气象的现状及展望

本文讨论了气象卫星遥感技术的现状及展望,以及在未来十几年内气象卫星可能提供遥感信息的前景。由于卫星技术的发展以及信息处理能力的提高,遥感信息将会对于气象及有关学科的发展有所推动,本文预期了它对于天气预报、气候与长期预报、大气探测(包括云雨)、大气污染、海洋环境及陆地冰雪研究的促进效果。气象卫星遥感提供了地球环境综合性研究的可能性,本文也讨论了这样一个发展趋势。最后,概述了我国卫星气象事业的发展概况。     

多圈层陆面过程参数化研究中遥感信息应用的进展和方向

近年来遥感技术的发展为多圈层中陆面过程和边界层研究提供了有力的工具。文章分析了目前用于陆面过程参数化研究的重要遥感信息源。并评述遥感信息在陆面过程参数化研究中的基本应用和存在问题，最后，提出发展方向和展望。