基于卫星遥感和再分析数据的青藏高原土壤湿度数据评估

土壤水是地表与大气在水热交换方面的关键纽带,是关键水循环要素,更是地表产汇流过程的关键控制因子。青藏高原是地球第三极,也是亚洲水塔,探讨青藏高原土壤水变化对于探讨青藏高原热力学特征变化及其对东亚乃至全球气候变化的影响具有重要意义,而获取高精度长序列大尺度土壤水数据集则是其关键。本文利用青藏高原100个土壤水站点观测数据,从多空间尺度（0.25°×0.25°,0.5°×0.5°,1°×1°）、多时间段（冻结和融化期）等角度,采用多评价指标（R、RMSE、Bias）,对多套遥感反演和同化数据（ECV、ERA-Interim、MERRA、Noah）进行全面评估。结果表明：① 除ERA外,其他数据均能反映青藏高原土壤水变化,且与降水量变化一致。而在那曲地区,遥感反演和同化数据均明显低估实测土壤水含量。从空间分布来看,MERRA和Noah与植被指数最为一致,可很好地反映土壤水空间变化特征;② 青藏高原大部分地区土壤水变化主要受降水影响,其中青藏高原西部边缘与喜马拉雅地区土壤水变化则受冰雪融水和降水的共同影响;③ 除阿里地区外,大部分遥感反演和同化数据在融化期与实测土壤水相关性高于冻结期,其中在那曲地区,遥感反演和同化数据均高估冻结期土壤含水量,却低估融化期土壤含水量。另外,遥感反演和同化数据对中大空间尺度土壤水的估计要好于对小空间尺度土壤水的估计。本研究为青藏高原土壤水研究的数据集选择提供重要理论依据。     

1951~2010年中国年代际累积暴雨时空格局变化的相关因素研究

采用多种统计方法,解释1951~2010年中国年代际累积暴雨不断增加的现象。结果表明：快速城镇化因素极有可能是中国大面积暴雨增加的主因。在时间序列上,城镇化因素对中国年际暴雨雨量、雨日和雨强的方差解释分别为61.54%,58.48%,65.54%;自然因子方差解释分别为24.30%,26.23%,21.92%。在空间格局上,中国县级总人口密度和低能见度日数年均值的面板数据与中国年代际累积暴雨雨量、雨日和雨强显著相关,其空间相关系数随年代推移而不断增加,进一步表明快速城镇化因素可能触发了中国年代际大面积暴雨的显著增加。     

中国地质灾害伤亡事件的空间格局及影响因素

对中国2000-2012年造成人员伤亡的地质灾害事件进行分析,其空间分布格局受地形等自然环境要素的影响,南多北少,主要位于川西山区和云贵高原地区,东南丘陵地区,北方黄土丘陵,以及祁连山脉和天山山脉等地区,但局部地区的分布格局表明其还受到人为因素影响。构建基于二元Logistic回归的中国地质灾害伤亡事件发生概率模型（CELC）,定量分析自然、人为因素的影响程度,结果表明GDP增长率是仅次于地形起伏度的第二大影响因素,GDP增长率每增加2.72%,地质灾害伤亡事件发生的概率变为原来的2.706倍。此外还有多年平均降水、植被覆盖度、岩性、土壤类型、断裂带、产业类型和人口密度等因素。将CELC模型应用于中国县域,计算各个县的地质灾害伤亡事件概率,发现尚未发生但概率较高的县有27个,或为贫困县、或为矿产工业县域,或为房产过度开发县,它们是未来中国需要重点防范地质灾害的县域。     

中国暴雨洪涝灾情时空格局及影响因素

暴雨洪涝灾害给中国造成了巨大人口和经济损失。本文通过对中国气象灾情普查数据的分析,结合小时降水数据、统计年鉴等资料,研究了1984—2007年间中国极端降水和暴雨洪涝灾情时空分异特征。在此基础上,采用地理探测器研究了中国暴雨洪涝灾情时空格局的影响因素。结果表明,研究时段内全国极端降雨指标没有一致的变化趋势。长江、珠江及东南沿海等流域暴雨洪涝频次显著增加,但因灾人口死亡率下降,表明设防能力的提升对人口损失的缓减影响明显;西北地区因灾死亡人数和人口受灾率、经济损失等均增加,表明设防能力薄弱;因暴雨洪涝受灾人口贡献率最高的因子是气象致灾因素,又因暴雨洪涝死亡人口贡献率最高的是地理等孕灾环境和社会经济等承灾体因素,故暴雨洪涝直接经济损失贡献率最高的是地理等孕灾环境因素。该研究可为洪水灾情的影响因素定量化分析提供理论参考。     

沙尘暴卫星遥感研究进展

研究沙尘暴对我国北方地区的生态环境建设和可持续发展有着重要意义。近10年来，我国北方地区的沙尘暴天气呈现增长的趋势，相关学科都从不同侧面展开对沙尘暴的研究。主要综述了国内外利用卫星遥感技术研究沙尘暴的进展。对沙尘暴的国内外研究历史和现状进行了简要回顾，然后系统地介绍了应用遥感技术开展沙尘暴研究的数据源及其特点、原理和技术方法，其中，对沙尘暴遥感研究的技术方法给予了更为详细的介绍，最后针对现有研究的不足，对未来沙尘暴遥感研究的方向进行了展望。     

基于Landsat7 ETM+全色数据纹理和结构信息复合的城市建筑信息提取

提出了利用主成分分析方法有效地复合纹理和结构信息，从Landsat7 ETM^*全色数据中直接提取区域尺度的城市建筑信息的新方法，并在此基础上评估了Landsat7 ETM^ 全色数据和SPOT全色数据在城市建筑信息提取上的相互替代性。     

中国气候变化区划（1961-2010年）

气候条件是人类生存与发展的重要基础,亦是经济与社会可持续发展的重要影响因素.应对气候变化已成为世界各国政要、科学家、政府和公众高度关注的全球性问题.现行的中国气候区划均是以不同气候要素指标的多年均值为基础的,旨在表征气候状态的区域差异.然而在气候变化速率不断加快的今天,已有的气候区划并不能表达气候变化的区域差异,也不能反映由气候变化所带来的灾害与环境风险.本文利用1961-2010年气温和降水量的变化趋势值、波动特征值定量识别气候变化,结合中国地形特点,以县级行政区划为单元,完成了中国气候变化区划（1961-2010年）.一级区划根据气温和降水量的变化趋势将中国气候变化（1961-2010年）划分为5个变化趋势带,即东北-华北暖干趋势带、华东-华中湿暖趋势带、西南-华南干暖趋势带、藏东南-西南湿暖趋势带以及西北-青藏高原暖湿趋势带;二级区划根据气温和降水量的波动特征,在一级区划基础上划分为14个波动特征区.     

中国土地覆盖动态变化幅度的区域分异规律

利用1983~1992年逐月的8 km空间分辨率NOAA/AVHRR归一化植被指数(NDVI)数字影象,建立中国土地覆盖动态变化幅度指数(D),研究了中国土地覆盖动态变化的区域分异规律。结果表明:西北内陆及青藏高原变化幅度较小,广大的东南部地区(东南、西南季风区)变化幅度较大。从东南到西北变化幅度呈递减趋势,且有明显地带状分布规律。对中国土地覆盖动态变化进行分区,分出9个一级区域,15个二级区域,表明中国土地覆盖动态变化的区域差异。     

基于相似度验证的自动变化探测研究

变化检测技术越来越多地应用于城市遥感分析和应用领域,但目前城市变化检测的研究主要基于中低空间分辨率的遥感数据,使用的方法也主要是像元直接比较法或者是分类后比较法。提出一种基于变化向量分析和相似度验证相结合的变化检测方法,应用高空间分辨率影像来快速实现城市建筑物、街道等目标的自动变化检测。并详细阐述了变化目标的提取以及验证的方法和过程,其结果真实地反映了地面目标的实际变化程度和类型。     

北半球春季植被NDVI对温度变化响应的区域差异

利用1982年到2000年的探路者NDVI资料，采用奇异值分解分析方法，研究北半球春季NDVI对温度变化响应的空间差异，前7对模态对总的协方差平方的解释率高达91％以上，反映出NDVI和气温的相关性非常高，第一对模态解释率达42．6％，显示北半球最显著的NDVI响应中心在西西伯利亚，其次是北美大陆，中心在其中东部，第三对及以后的模态反映的是次一次的空间特征，分析表明这些NDVI一温度的耦合模态受大尺度的大气环流系统的显著影响，9个重要的大气环流指标能解释整个北半球NDVI方差的55．6％，其中对欧洲、北美东南部，北美西北部，亚洲高纬以及东亚地区的影响最突出，因此，研究未来植被生态系统对全球变化响应的区域特征时，必须要考虑到这些环流系统的可能变化及其影响。