中国北方地区植被覆盖度遥感估算及其变化分析

为了分析中国北方地区2000年之后植被覆盖度的时空分布及其变化,利用MODIS光谱反射率数据计算归一化植被指数,采用像元二分模型对中国北方地区2000—2012年植被覆盖度进行定量估算,分析研究区13 a间植被覆盖度的时空变化特征。研究结果表明:植被覆盖度年内变化特征体现在最大植被覆盖度一般出现在7和8月份,与中国北方地区植被的生长季相一致;整个中国北方地区年最大植被覆盖度呈现缓慢增长的趋势,其增长速率为每年0.2%;年最大植被覆盖度变化的空间分布具有较大差异,其中东北、华北和黄土高原等三北防护林工程建设区的年最大植被覆盖度有较明显的增长。     

利用不同植被指数估算植被覆盖度的比较研究

选用蔬菜地和草地2种植被类型,利用ASD光谱仪实测二者在不同覆盖度下的光谱响应,分析了归一化植被指数(NDVI)、差值植被指数(DVI)、比值植被指数(RVI)、修正植被指数(MVI)、修改型土壤调节植被指数(MSAVI)以及全球环境监测植被指数(GEMI)等6种植被指数所用的最佳波段及其组合,进而研究了利用像元二分模型估算植被覆盖度时的不同植被指数的表现.结果表明,与蔬菜地植被指数相关系数较高的波段组合为620 ～ 740 nm谱段和780 ～ 900 nm谱段内波段的组合,与草地植被指数相关系数较高的波段组合为620 ～750 nm谱段和760 ～900 nm谱段内波段的组合,相关系数均达0.8以上;在高光谱数据构建的植被指数和模拟卫星数据构建的植被指数中,用DVI和MSAVI估算植被覆盖度,平均总体精度分别达到83.7％和79.5％,与其他4种植被指数相比,这2种指数更适合于利用像元二分模型进行植被覆盖度的估算.     

利用遥感影像进行植被分布分析

植被是生态环境的重要组成要素,它与一定的地形条件相适应。本文以吴起县遥感影像及地形数据为基础,集成使用RS,GPS及GIS技术,以NDVI植被指数计算为核心完成了植被覆盖度的动态监测及分析,植被群落已基本恢复成能与环境相适应的稳定群落,封禁效果基本稳定,林地面积、植被覆盖度等指标明显上升。植被覆盖度面积逐年增加,部分地区还出现了较为明显的逆转现象,整个研究区的生态环境呈现良性发展态势。     

Improving the treatment of the vertical snow burial fraction over short vegetation in the NCAR CLM3

One deficiency of the NCAR Community Land Model (CLM3) is the disappearance of the simulated snow even in the middle of winter over a boreal grassland site due to unrealistically modeled high downward turbulent fluxes. This is caused by the inappropriate treatment of the vertical snow burial fraction for short vegetation. A new snow burial fraction formulation for short vegetation is then proposed and validated using in situ observations. This modification in the CLM3 largely removes the unrealistic surface turbulent fluxes, leading to a more reasonable snowmelt process, and improves the snow water equivalent (SWE) simulation. Moreover, global offline simulations show that the proposed formulation decreases sensible and latent heat fluxes as well as the ground temperature during the snowmelt season over short vegetation dominant regions. Correspondingly, the SWE is enhanced, leading to the increase in snowmelt-induced runoff during the same period. Furthermore, sensitivity tests indicate that these improvements are insensitive to the exact functional form or parameter values in the proposed formulation.     

中国北方植被覆盖度特征及其与沙尘暴关系

采用气象观测数据和遥感数据,借助数据统计分析技术,对中国北方年、季植被覆盖度变化规律、植被覆盖度变化强度、植被覆盖度变化趋势和植被覆盖度对沙尘暴灾害的影响进行了分析。结果表明,中国北方地区的植被覆盖度总体上呈波动增加的趋势,波动范围为0.395～0.487,植被覆盖度上升趋势与沙尘暴日数下降趋势有着很好地对应关系;中国北方春季和夏季植被覆盖度变化具有随季节的不同,植被覆盖度变化强度表现出不同的空间分布特征,在春季植被覆盖度变化强度与植被覆盖度的空间分布有较好的一致性。尽管中国北方地区植被覆盖状况整体呈上升趋势,但在华北和西北的干旱半干旱区土地退化严重,荒漠化在加剧。     

青海玛多县草地资源遥感动态监测及分析

黄河源区地处青海省玛多县，在最近十几年，该地区湖泊干涸、草地退化以及河流断流等生态恶化问题十分突出。利用1990年和2000年两期夏季的TM资料，对玛多县草地生长状况进行调查，对比分析了该地区的草地退化特征，同时，运用地面草地观测资料以及同一地区降水、气温、干燥度和蒸发度等气候因子的变化特征，分析草地退化的主要原因，为该地区的生态建设和管理提供依据。     

利用ASAR图像监测土壤含水量和小麦覆盖度

以高级合成孔径雷达（ASAR）影像数据和地面实测数据为基础，分析了裸土、低覆盖（覆盖度为0．2左右）冬小麦麦地的后向散射与土壤含水量、地表粗糙度及小麦覆盖度之间的关系，探讨了裸土和冬小麦麦地土壤含水量及小麦覆盖度的反演方法。分析结果表明：①裸土后向散射系数受地表粗糙度和土壤质地的综合影响较大，裸土的后向散射和土壤含水量正相关关系未达显著，反演裸土土壤含水量必须考虑这两个因素的影响。②冬小麦麦地两种极化后向散射对土壤含水量和小麦覆盖度的敏感性差异明显。由于小麦植株与土壤的水平同极化后向散射差异较大，水平极化后向散射系数和小麦覆盖度及土壤含水量相关性达到显著；冬小麦麦地的垂直同极化后向散射对土壤含水量较敏感，垂直极化后向散射系数和土壤含水量的相关性达到显著，但与小麦覆盖度的相关性相对较低。据此，利用冬小麦麦地的两个同极化后向散射系数，建立了后向散射系数与土壤含水量和小麦覆盖度之间的关系模型，实现了小麦覆盖度和冬小麦覆盖下的土壤含水量反演。验证结果表明：土壤含水量和小麦覆盖度反演结果与地面调查和测量结果一致。     

定量计算渤海海冰参数的遥感方法

利用NOAA及FY-1卫星监测渤海海冰的亮度温度、反照率及其与海水的差异建立了冰、水识别判据,并根据海冰反照率与冰厚的关系,对海冰进行分类。在解决了混合象元内含冰信息提取的基础上,计算了海冰覆盖度和面积等参数。     

荒漠化及其系统过程

荒漠化是全球重大的社会经济和环境问题。本文通过分析荒漠化及其系统过程认为，荒漠化是在土地利用系统中由于不合理的土地利用方式造成植被覆盖度下降，并通过一系列反馈机制形成的土地退化过程。由于系统内植被破坏对土壤侵蚀存在放大效应，应注重对我国南方山地丘陵水蚀荒漠化的研究。     

大豆残茬光谱响应特征研究

利用HR-768型便携式光谱仪,测定了不同大豆残茬覆盖度下的地面光谱,利用照相法获取对应的大豆残茬覆盖度。采用线性回归方法分析了单波段反射率、反射率一阶导数、归一化指数、比值指数与大豆残茬覆盖度的相关性,获取了不同覆盖度水平下大豆残茬的光谱响应特征,并结合MODIS、TM、HJ-1B星的波段响应函数建立了大豆残茬覆盖度最优估算模型。结果表明,在2050—2150nm和2250—2350nm两个波段范围内,大豆残茬与裸土的光谱差异最显著,可用于二者的区分;大豆残茬的光谱特征与玉米、小麦残茬的光谱特征相似,仅在920—967nm范围内存在特殊的吸收峰;以高光谱数据为数据源,941.6nm处的反射率、2151.8nm处反射率一阶导数、1461.3nm和2404.4nm反射率构建的归一化指数以及2247nm和608.6nm反射率构建的比值指数适宜用于作物残茬覆盖度估算,以宽波段数据为数据源,短波红外与红波段反射率构建的比值指数适宜用于大豆残茬覆盖度估算。