北京湿地景观格局演变特征与驱动机制分析

在遥感和GIS技术的支持下,应用1984-2008 年多时相长时间序列的TM遥感数据,选取斑块总面积、平均面积、分维度、多样性、优势度和聚集度等具有典型生态意义的景观格局指数,对北京湿地20 多年的湿地景观格局演变特征进行分析,探索其演变机制。结果表明：北京湿地总面积在总体上呈先增加后急剧减少再小幅回升的趋势,1994 年的湿地总面积仅为2004 年的47.37%。北京湿地以人工湿地为主,其变化主导着湿地总面积的变化趋势。水库湖泊湿地类型面积占到33.50%~53.73%,其平均面积高于其他湿地类型。坑塘稻田类型的平均面积最小,其面积比例为16.46%~45.09%。河流湿地由于受到自然驱动因子作用较大,其分维度指数高于人工湿地类型;1992-2004 年湿地景观多样性指数由1.11 上升到1.34,表明此阶段各类型所占面积比例分布趋于均匀,而聚集度指数从65.59 下降到58.41,表明景观连通性降低,破碎化程度加重。研究不同湿地类型空间质心变化表明：密云水库面积最大,导致水库湖泊类型质心位于密云县内;1984-1998 年充足的降水使河流湿地质心整体向东北方向偏移了10.43 km,1999-2006 年,连续干旱和大量不合理的开采利用,河流湿地质心向西南部偏移了10.75 km;由于受“退稻还旱”政策影响,使得北部地区的水稻种植面积减小,坑塘稻田湿地质心2006 年以后向南偏移;市区北部兴建的奥林匹克森林公园,使2008年公园湿地质心向海淀区北部偏移。     

基于RS与GIS的固阳县土地利用变化研究

采用单一遥感影像和单纯的监督分类方法,在土地利用调查中,难以获得高精度的土地利用变化数据.为解决此问题,笔者以包头固阳县为研究区,利用主成分变换的方法,对多源遥感影像(ETM+多光谱数据和中巴资源二号卫星全色波段数据)进行融合处理;同时,在分类中,采用监督分类辅以目视解译分类法相结合的混合分类法,改进训练样本选取方法,进行变化信息的提取,同时给出了易混淆地物的遥感解译标志.此方法的使用,使土地利用信息自动提取的精度明显提高,得到的总体分类精度为82.13%,Kappa指数值0.8 016.研究结果为包头市固阳县土地利用变化动态监测,提供了重要的技术支持和借鉴.研究中使用了中巴资源二号卫星影像,取得了一定的成效,这在国内土地利用变化影像应用研究方面还较新,需进一步的研究,同时由于此影像的免费使用,使得成本费用大大降低,值得大力推广.     

基于Logistic回归模型的北京市水库湿地演变驱动力分析

水库湿地作为北京市面积最大的人工湿地,是北京市重要的生态基础设施。从自然环境和社会经济因素两个方面,构建北京市水库湿地演变的驱动因子指标体系,其中自然驱动因子包括年均降水量、气温、入境水量和地下水埋深;社会经济驱动因子包括常住人口数、城市化率和人均GDP。应用长时间序列(1984-2010 年) 的TM遥感影像,提取北京市近30 年来水库湿地的空间分布信息,根据湿地面积增长和消退的演变规律,利用Logistic 回归模型定量分析不同时间段下水库湿地演变的驱动机制。结果表明:不同时期内水库湿地变化的驱动因子及其影响力存在一定的差异。在1984-1998 年间,北京市水库湿地增长变化的主导驱动因子是年均降水量和入境水量,Logistic 回归的贡献率分别为5.778 和3.504,主要受自然环境因素的影响;在1998-2004 年期间,水库湿地急剧减少的驱动因子主要为常住人口、地下水埋深和城市化率,影响贡献率分别为9.41、9.18 和7.77,人为活动的影响开始加剧;在2004-2010 年间,影响水库湿地发生变化的主导因子是城市化率和年均降水量,贡献率分别为6.62 和4.22,受自然和社会经济因素的交叉影响。     

洪河国家级自然保护区沼泽湿地生态储水量估算北大核心CSCD

利用2014年7月3日的Landsat 8 OLI影像,对洪河国家级自然保护区的土地覆被类型进行遥感分类;然后,选取实验区,利用实测的水位、地形高程和土壤含水量,计算出实验区中沼泽湿地(包括沼泽和湿草甸)的生态储水量;最后,在此基础上,推算出整个洪河国家级自然保护区中沼泽湿地的总生态储水量。研究结果表明,在植物生长初期(6月),洪河国家级自然保护区中沼泽湿地的生态储水量为0.905×108～1.377×108t;在植物生长中期(7月和8月),其为0.935×108～1.433×108t;在植物生长末期(9月和10月),其为1.067×108～1.991×108t。     

Sentinel-2影像多特征优选的黄河三角洲湿地信息提取

以北方典型河口湿地—黄河三角洲湿地为研究区,采用在特征选择和分类提取等方面具有明显优势的随机森林算法,对研究区内的湿地信息进行提取。首先基于多时相、光谱信息丰富的Sentinel-2数据生成4类不同的特征变量,包括光谱特征、植被指数和水体指数、红边指数、纹理特征;再根据以上特征构建6种不同的提取方案,对黄河三角洲湿地信息进行提取并验证不同方案的提取精度,旨在选择最佳方案改善湿地信息提取的效果。结果表明:(1)有效地使用多种特征变量是提高湿地信息提取的关键,就不同特征对湿地信息提取的贡献率而言,红边指数植被指数和水体指数光谱特征纹理特征;(2)基于随机森林算法优选的特征变量提取效果最佳,总体精度高达90.93%,Kappa系数为0.90,表明随机森林算法可以有效地进行特征选择,在特征变量数据挖掘的同时,仍能保证湿地信息提取的精度,提高运行效率。本研究为湿地信息提取在数据源选择、特征选择和方法选择方面提供了一种新思路、方法和技术手段。     

基于多源传感器的FUI水色指数提取与应用

水体颜色的定量表征可为内陆湖库综合水质的评估提供重要的参考数据.以华北内陆大型湖库官厅水库为研究对象,结合2016—2020年季相尺度的Sentinel-2和Landsat 8 OLI反射率数据,利用FUI(Forel-Ule index)水色指数反演算法,定量分析了官厅水库FUI水色的空间尺度、年内及年际尺度的异质特...     

基于数字水位模型的地下水降落漏斗提取

文章首先介绍了利用克立格插值方法建立地下水数字水位模型的原理,然后在此模型的基础上,按照地下水降落漏斗的基本定义,提出了一种自动化提取降落漏斗的算法。最后通过一个算例的实现,对比地下水等水位线,证明了根据该算法提取的结果较准确地反映了地下水降落漏斗的水文地质含义,科学、客观地表达了水位下降区的空间形态,是数字地下水建设的有益探索。     

1960~2013年华北平原气候变化时空特征及其对太阳活动和大气环境变化的响应

根据华北平原67个气象站点和14个辅助气象站点1960~2013年的日均温和日降水量数据,采用气候倾向率法、Mann-Kendall突变检测法和累积距平法等,对华北地区近54 a不同研究尺度下的气候变化趋势、突变情况以及其与太阳活动和大气环境变化的关系进行研究。结果表明：1960~2013年,华北平原年均温在11.86~14.33℃之间波动,整体呈现显著上升趋势,气候倾向率为0.23℃/10a。其中大气环境中浑浊度的升高,春季气温的抬升、是区域平均气温升高的诱因。气温的升高推动了>15℃等温线控制范围的扩张和年均温0℃等值线在华北平原的消失。华北平原年降水在617.96~1 060.30 mm之间波动,整体呈现显著减少趋势,气候倾向率为-1.75 mm/10,其中秋季降水量减少过快,400~600 mm降水等值线控制范围的扩大、600~800 mm和800~1 000 mm降水等值线的范围的缩小,共同造成区域降水量的减少。四季气候倾向率的特征变化敏感区域主要位于北纬35°~39°之间。1991~1994年为华北平原气候的突变时期,且这一突变受太阳活动的影响更多。太阳活动对最高气温的影响较大,浑浊度对最低气温的影响较大。大气环境因子中的日照百分比率、相对湿度、风速和浑浊度与气温整体变化平均相关系数为0.74。气候条件越好,气溶胶含量越低,太阳辐射与年均温的相关系数越高。气溶胶含量越高,浑浊度因子与年均温的相关系数也越高。人类活动导致的气溶胶含量的增加,是该区域气温升高的主要外因。     

洪河国家级自然保护区沼泽湿地生态储水量估算

利用2014年7月3日的Landsat 8 OLI影像,对洪河国家级自然保护区的土地覆被类型进行遥感分类;然后,选取实验区,利用实测的水位、地形高程和土壤含水量,计算出实验区中沼泽湿地(包括沼泽和湿草甸)的生态储水量;最后,在此基础上,推算出整个洪河国家级自然保护区中沼泽湿地的总生态储水量。研究结果表明,在植物生长初期(6月),洪河国家级自然保护区中沼泽湿地的生态储水量为0.905×108～1.377×108t;在植物生长中期(7月和8月),其为0.935×108～1.433×108t;在植物生长末期(9月和10月),其为1.067×108～1.991×108t。     

1984-2008年北京湿地景观格局驱动机制(英文)

The landscape pattern of Beijing wetlands has undergone a significant change as a result of natural and artificial elements.Supported by remote sensing and GIS technology,using multi-temporal TM images from 1984 to 2008 in Beijing,this paper analyzed the dynamic characteristics of wetlands landscape pattern through selected typical indices including patch area,patch average area,fractal dimension index,diversity,dominance,contagion indices and the spatial centroids of each wetlands type were calculated.Finally,the paper explored the evolution mode and driving factors of wetland landscape pattern.The results were obtained as follows:the total wetland area increased during the period 1984-1996,then decline from 1996 to 2004.The wetland area in 1994 accounted for only 47.37% of that in 2004.The proportion of artificial wetland area was larger than that of natural wetland.The proportion of reservoir wetland was 33.50% to 53.73% and had the maximum average area.pond and paddy field wetland type with the least average area accounted for 16.46% to 45.09% of the total wetland area.The driving forces of the natural river wetland were mainly natural elements;its fractal dimension index was greater than the others.The Shannon diversity index of wetland landscape increased from 1.11 in 1992 to 1.34 in 2004,indicating that the difference between proportions of each wetland type decreased and areas of each wetland type were evenly distributed.The contagion index went down from 65.59 to 58.41,indicating that the connectivity degraded.Miyun Reservoir had the largest area and its area change had a great impact on the location of the centroid.Wetland resources degenerated gradually from the joint effects of natural and artificial factors.During the period 2006-2008,the precipitation increased and the drought condition was relieved.The government implemented series of positive policies to save water resources,and the wetland area increased.