西藏自治区那曲地区湖泊提取及面积动态变化

湖泊是一种重要的水体，其分布、组成与功能很大程度上决定了该区域水环境质量，因此对它进行合理地开发和利用尤为关键。本文以西藏自治区那曲市为例，选取2000—2020年Landsat TM/OLI影像和中国气象台资料网络的气候信息年数据；采用NDWI、AWEI、监督分类最大似然法和面向对象等方法提取那曲市湖泊水体，计算湖泊面积。研究结果表明：(1)通过对4种方法的对比分析得出，监督分类法是最适合本文湖泊提取的方法。(2)在研究的84个湖泊中，研究时间段内湖泊面积增加了3 019.495 km²,其中面积增大的有74个，面积持续减少的共有10个，主要集中在申扎县、班戈县、色尼区和安多县，面积共减少了70.962 km²,其余湖泊未见明显变化。(3)气温变化、降水量、蒸发量三者共同作用影响湖泊面积的变化，研究表明，年降水量、蒸发量是造成湖泊面积变化的主要因素。     

基于遥感技术的近30年中亚地区主要湖泊变化

在全球气候变暖的背景下,研究中亚干旱半干旱地区主要湖泊的变化不仅对内陆水资源管理和可持续发展有着重要意义,也为进一步研究湖泊变化对气候变化和人类活动的响应提供基础。获取1978年MSS、1989年TM、1998年TM及2010年ETM的同季相4期遥感图像数据,通过人工解译提取中亚地区7个湖泊信息,获得近30 a的湖泊面积变化;利用T/P和Envisat雷达高度计提取1992—2012年的湖泊水位信息;基于湖泊面积和水位的时空变化特征分析了湖泊变化的影响因素。结果表明:近30 a来,由于湖泊类型的不同,除萨雷卡梅什湖外的其他6个湖泊均出现不同程度的面积缩减;其中,平原尾闾湖面积变化最显著,高山封闭湖相对平稳,吞吐湖泊的面积变化相对复杂;湖泊的水位变化模式因流域和湖泊类型而异;高山封闭湖泊受气候的影响较大,而吞吐湖泊受人为因素影响显著。     

近40年乌兰乌拉湖变化的遥感分析与水文模型模拟

为了研究可可西里地区的湖泊变化及其与气候变化的响应关系,利用TM/ETM+图像提取乌兰乌拉湖水体面积,利用高度计数据获得湖泊水位,分析湖泊面积和水位的变化;并计算得到2003—2009年湖泊水量变化;然后利用SWAT模型(soil and water assessment tool),对乌兰乌拉湖1970—2012年的径流情况进行模拟,其中土壤分类、土地利用分类和气象数据作为输入数据,利用遥感数据计算湖泊径流量,进行模型率定和验证。结果表明:1970—1990年,乌兰乌拉湖湖泊面积持续缩小,1990年以后湖泊面积持续增大,1990—2010年湖泊面积共增长了129 km2,水位也持续上升;SWAT模型模拟值和真实值的决策系数R2=0.82,模型适用性强,长期模拟结果与遥感监测结果的趋势一致;乌兰乌拉湖流域多年平均年径流量为103.8 mm,高峰出现在7—9月。     

基于多源遥感的呼伦湖动态监测

利用2005-2015年MODIS 8 d合成数据和Jason-1、Jason-2卫星测高数据,对呼伦湖水域面积以及水位变化进行动态监测,并以降水量和蒸发量为指标进行了驱动力分析。结果表明:①2005-2009年水域面积和水位均呈持续减少趋势,湖面萎缩了2.24万hm~2,水位下降了1.37 m;2009-2012年水域面积和水位变化幅度均不大;2012-2015年水域面积和水位大幅增加,2013年达到最大值分别为28.62万hm~2和544.55 m,因此利用卫星测高数据研究呼伦湖水位变化是可行的。②蒸发量是影响呼伦湖水域面积和水位变化的主要因素,降水量为次要因素。     

卫星测高数据监测青藏高原湖泊2010年—2018年水位变化

青藏高原湖泊水位变化是气候变化和生态环境变化研究的重要指标。随着Cryosat-2观测数据的日益丰富和处理技术的提升,可以有效监测更多湖泊的水位变化信息。本研究构建了基于噪声去除技术、改进的波形重跟踪处理算法（ImpMWaPP）和误差混合动态模型为一体的高精度湖泊水位序列提取方法,利用Cryosat-2 SARIn数据获取到133个青藏高原湖泊2010年—2018年的高精度水位序列,并分析了这些湖泊水位变化的时空变化特征。总体上,青藏高原湖泊的水位继续呈上升趋势,但上升速度较2003年—2009年趋缓,年均变化率0.159 m/a。从地域分布上,北部湖泊的水位上升最为显著,而南部湖泊的水位则趋于稳定。从时间上,2010年—2012年和2016年—2018年,大多数湖泊的水位呈现快速上涨,而其他时间水位相对稳定或略有下降。     

基于长时间序列Landsat影像的嘎龙错冰湖变化特征分析及溃决风险评估

冰湖溃决灾害是我国青藏高原地区最严重的自然灾害之一。作为聂拉木县最大的冰川终碛湖,嘎龙错冰湖溃决风险直接威胁着下游居民的生产生活。利用1991—2011年Landsat-5/TM、2012年Landsat-7/ETM+、2013—2017年Landsat-8/OLI近27年的遥感影像、降水量和气温资料对嘎龙错冰湖变化特征进行了研究,对其溃决风险作出评估。结果表明:嘎龙错冰湖明显扩张,面积呈现显著增长趋势,由1991年的2.209 4 km^2增长到2017年的5.465 7 km^2,增幅为147.38%;同时,发现聂拉木气象站年平均气温和年降水量在波动中上升,其中气温上升较为显著,气温和降水量的增加对冰湖扩张有重要影响,特别是气温上升导致的冰川融水增多是造成冰湖面积增加的重要原因。嘎龙错冰湖在遇到冰崩或者冰湖面积持续扩张情况下,湖水会瞬间大规模外泄,形成山洪、泥石流灾害,给下游造成严重的人员伤亡和财产损失。     

基于多源卫星测高数据的青海湖水位变化研究

针对单颗卫星空间、时间分辨率受限及湖泊边界复杂地形条件引起湖泊监测精度较低的问题，提出结合多源卫星测高数据监测水位变化并建立边界缓冲区筛选数据的方法。以青海湖为研究对象，基于ERS-1/2、Envisat、Cryosat-2测高数据，构建了1995—2021年近26 a的水位时间序列，结合Grace卫星数据分析湖泊水位、面积、水储量与气候因素间的关系。结果表明：青海湖水位以2004年为节点呈现先下降后上升的变化，整体上升2.97 m,增长量为0.114 m/a,季节性变化明显，与降水量、径流量和蒸散发量相关系数分别为0.295、0.66、-0.24;湖泊面积与水位变化趋势一致，增长量为9.66 km²/a, 2001—2020年等效水柱高增长量为1.68 mm/a,与水文站及其他湖泊库水位序列相关系数均在0.9以上，具有良好基一致性。     

青海湖湖面变化三维可视化分析

建立了包含青海湖水下地形的流域DEM（LBD）;利用LBD和各时期水位数据,计算湖泊面积和水量;利用LBD和遥感影像,通过三维可视化技术,最终实现一万多年来湖面时空变化的动态模拟。结果表明,青海湖东西两岸的退缩幅度明显大于南北两岸,水位降低对于青海湖湖岸形态有很大的影响;利用恢复水下地形来进行水量计算,简单易行。     

GRACE卫星的冰川消融与水储量变化探讨

针对青藏高原地区的冰川消融会影响发源于该地区的长江流域水储量变化这一情况,该文对二者的相关性进行深入研究。基于GRACE卫星2004—2010年重力数据,联合水文模型,利用水量平衡法,计算得到青藏高原地区冰川消融的平均速率为0.369cm/a,表明青藏高原冰川正在以较大速率消融;进而反演建立青藏高原和长江流域两个区域质量变迁的时间序列,计算得到两个区域的平均变化速率分别为-0.095cm/a和0.381cm/a,表明青藏高原地区的质量在以缓慢的速率减少,而长江流域水储量具有逐年增加的趋势且变化速率更大;最后通过分析计算结果,得出青藏高原地区冰川消融对长江流域水储量变化的贡献占其整个水量变化的20%。     

基于DEM的气温变化区域分异分析

针对气温变化分析中研究区存在复杂地形而引起的气温变化区域分异,利用湖北省76个气象台站1960—2005年月平均气温观察资料和DEM数据将研究区进行了划分,并对划分结果进行了气温变化区域特征对比分析。结果表明:利用台站监测数据得到的Kendall气温倾斜度与DEM中的高程有很好的相关性,利用这种关系进行分段线形拟合、DEM聚焦分析等处理,划分的山地区和平原区具有不同的气温变化规律。在不对研究区气温变化特征进行划分的情况下,湖北省的气温变化特征代表了省内平原区的变化特征,而掩盖了山地区的变化特征。当研究区地形复杂而产生明显的气温变化区域分异时,对研究区进行划分成为必要。     

长株潭地区建设用地扩张遥感时空特征分析

利用遥感、GIS一体化技术,获取长沙、株洲、湘潭3市(长株潭地区)2000年、2005年和2010年3期陆地卫星图像,提取建设用地扩张及其空间分布信息。运用扩张速度指数和强度指数分别对2000—2010年间10 a变化以及2005年为界的前后两个5 a区域建设用地时序特征进行分析;利用优势度指数分析了区域建设用地扩张的空间趋向性。结果表明:长株潭地区建设用地在不同时期都处于增长的趋势,其中前5 a建设用地扩张速度和强度都要明显高于后5 a。2000—2010年间建设用地面积增加约3.94万hm2,前后2个时期的扩张面积分别占增加总量的57.30%和42.70%。对长株潭地区建设用地扩张进行时空特征分析,认为建设用地扩张引起区域内耕地和林地在数量和空间格局上的变化,城区周围9~12 km范围内耕地极易转入建设用地;2个时期河流附近耕地流入建设用地随距离变化而呈现不同特征;前5 a城区周围林地转入建设用地强度大,距离交通用地3 km附近的林地易转入建设用地。     

1991—2014年中亚伊塞克湖湖泊面积变化遥感监测

基于中亚伊塞克湖地区的1991—1998年Landsat-5/TM、1999—2012年Landsat-7/ETM+以及2013—2014年Landsat-8/OLI等遥感影像为主要基础数据,通过采用波段比值法(TM3/TM5)自动提取湖泊边界,并加以人工修订,得出了伊塞克湖1991—2014年多期次的湖泊边界及对应的湖泊面积变化过程.结果显示,伊塞克湖的湖泊面积在1991—1998年间总体减小5.3 km2,而在1998—2014年间总体增大7.3 km2.通过与中亚地区Tian Shan气象站记录的气象数据对比发现,伊塞克湖水域面积的变化与气温和降水具有显著的正相关关系,这说明过去20年以来中亚地区气候的暖湿化对伊塞克湖流域具有重大影响.     

气象驱动下的终端湖泊流域环境变化研究

在干旱地区,终端湖面积变化受气候影响较大,同时湖泊面积变化对生态环境平衡和土地利用变化起着重要作用。基于Landsat和JRC Global Surface Water(JRC GSW)多源遥感数据、气象数据、土地利用数据和NDVI数据,分析了艾比湖水面面积变化及驱动因素,以及对艾比湖流域环境的影响。得出如下结论：2000—2020年艾比湖面积呈现先减少后增加的趋势,2010年左右为转折点;面积变化与降水量的相关性最大(R²=0.589,P <0.01和R²=0.519,P <0.05);流域内耕地面积增长最大,为3 140 km²,占研究区总面积的6.23%;其次是草地面积增加1 402 km²,占研究区总面积的2.78%;而面积减少最多的是未利用土地,为2 974 km²,占总面积的5.90%,主要转化为草地和耕地;由NDVI变化可知,该流域内的植被主要由草地构成,并且草地高覆盖(>0.8)区呈现出增加趋势,集中在人类活动区。干旱区终端湖泊面积变化监测是生...     

黄河流域植被NPP时空变化及其对水热条件和退耕还林还草工程实施的响应

本文以MOD17A3HGF植被净初级生产力(NPP)数据为基础,结合气温、降水及DEM数据,开展了2000—2020年黄河流域植被NPP时空变化特征及其对水热条件和退耕还林还草工程实施的响应研究。结果表明：(1)黄河流域植被NPP总体呈显著线性增加趋势(P<0.001),其中植被NPP增速中游地区高于下游、下游高于上游地区。黄河流域植被NPP显著增加趋势占95.29%,集中分布在黄河流域中游地区(黄土高原地区);显著减少的区域主要集中在人口分布密集的城市及其周边区域。(2)黄河流域植被NPP与年平均气温、年降水量均以正相关为主,其中显著正相关分别占11.15%和42.35%,分别呈东—西向和南—北向分布。(3)黄河流域中游地区坡度为[15°,25°]区域植被NPP增速最快,其次为坡度>25°和<15°区域,反映出退耕还林还草工程的实施对黄河流域中部黄土高原地区的植被改善具有一定的作用。     

基于GIS的庄河市土地利用变化及驱动力

以庄河地区为研究对象,采用遥感、GIS一体化技术,以2000年和2010年2期遥感影像为主要数据源,对庄河市10 a来土地利用的变化进行了研究。通过相关分析、主成分分析等方法对庄河市2000~2010年间的土地利用变化的驱动因子进行定量分析,并采用因子分析法将影响庄河市土地利用变化的因素概括为社会经济发展、人口增长和城市化水平3个方面。结果表明,2000年以来10 a间各类建设用地增加了3.21万hm2,占总面积的比重增加了8.78%;旱地减少了3.76万hm2,占总面积的比重减少了10.29%;水田面积增加了0.57万hm2,占总面积的比重增加了1.56%;林地和水域面积略有减少,草地和其他利用类型土地面积略有增加,土地利用不合理现象严重。     

基于 GIS 的庄河市土地利用变化及驱动力简

以庄河地区为研究对象,采用遥感、GIS一体化技术,以2000 年和2010 年2 期遥感影像为主要数据源,对庄河市10 a来土地利用的变化进行了研究.通过相关分析、主成分分析等方法对庄河市2000～2010 年间的土地利用变化的驱动因子进行定量分析,并采用因子分析法将影响庄河市土地利用变化的因素概括为社会经济发展、人口增长和城市化水平3 个方面.结果表明,2000 年以来10 a 间各类建设用地增加了3.21 万hm2, 占总面积的比重增加了8.78% ;旱地减少了3.76 万hm2, 占总面积的比重减少了10.29% ;水田面积增加了0.57 万hm2,占总面积的比重增加了1.56% ;林地和水域面积略有减少,草地和其他利用类型土地面积略有增加,土地利用不合理现象严重.     

利用卫星测高监测高邮湖水位变化

以高邮湖为例,利用Jason-1测高卫星6年(2003—2009年)和Jason-2测高卫星3年(2009—2012年)的GDR数据,经过数据编辑和地球物理改正,通过分析高邮湖水位变化的时间序列,得出高邮湖水位的下降趋势;通过分析水位变化的周期,得出高邮湖水位变化的周期为1.5年。结果表明利用卫星测高对内陆湖泊水位变化进行监测具有一定的可行性。     

杞麓湖形态时空变化分析及地图可视化

杞麓湖是滇中高原湖泊的典型代表之一,近年来湖泊形态变化频繁且明显。基于2010—2021年的Landsat卫星影像,提取杞麓湖湖泊面积、湖岸线长度以及湖泊质心等数据,并计算出其他湖泊形态特征指标的数值。结合各年湖岸线的具体形态,对所获取数据的变化趋势及其原因进行分析,得出湖泊形态在时间与空间两个维度上的变化特征。根据专题地图制图的理论与规范,运用“形”“数”结合的方法对研究内容进行可视化表达,绘制杞麓湖湖泊形态的专题地图。     

基于时序Landsat数据的地理国情监测方法初探

为全面掌握地表自然和人文地理国情信息,基于北京市海淀区1986—2010年间8个不同时相的Landsat数据,分析了海淀区资源与环境要素的时空变化特点,讨论了其中的驱动因素。结果表明:在1986—2010年间,耕地面积减少了45.7%,建设用地面积增加了38.95%,林、草地面积增加了23.44%,水体和其他用地面积变化不明显;城市范围向西、向北方向扩展,在西北旺地区表现得尤为明显;城市质心向西北方向偏移;城市紧凑度逐渐减小,分形指数逐渐增大,反映出城市饱和程度降低,城市边界逐步复杂化,综合土地利用动态度呈先减小后增大的趋势。因此认为,人口的增长、经济的发展、基础设施的建设以及政策法规的制定等,都促进了北京市海淀区资源与环境要素的变化。     

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。