Extraction and spatiotemporal evolution analysis of tidal flats in the Bohai Rim during 1984-2019 based on remote sensing

Tidal flats, a precious resource that provides ecological services and land space for coastal zones, are facing threats from human activities and climate change. In this study, a robust decision tree for tidal flat extraction was developed to analyse spatiotemporal variations in the Bohai Rim region during 1984-2019 based on 9539 Landsat TM/OLI surface reflection images and the Google Earth Engine (GEE) cloud platform. The area of tidal flats significantly fluctuated downwards from 3551.22 to 1712.36 km² in the Bohai Rim region during 1984-2019, and 51.31% of tidal flats were distributed near the Yellow River Delta and Liaohe River Delta during 2017-2019. There occurred a drastic spatial transition of tidal flats with coastline migration towards the ocean. Low-stability tidal flats were mainly distributed in reclamation regions, deltas, and bays near the estuary during 1984-2019. The main factors of tidal flat evolution in the Bohai Rim region included the direct impact of land cover changes in reclamation regions, the continuous impact of a weakening sediment supply, and the potential impact of a deteriorating sediment storage capability. The extraction process and maps herein could provide a reference for the sustainable development and conservation of coastal resources.     

灌溉实时调度研究进展

灌溉实时调度是农业水管理走向智能化、自动化和现代化的重要标志,综合应用地理信息系统、卫星遥感技术、全球定位系统、计算机、人工智能、信息技术,以及农业灌溉、气象学、系统工程等多学科的最新成果,提高调度的灵活性、可靠性、实用性,是灌溉实时调度今后的发展趋势。同时,也面临着基础设施落后、技术力量薄弱、信息处理费用过高、卫星传输周期长等多方面的困难。综述了国内外在实时灌溉预报、渠系动态配水、土壤墒情监测、计算机辅助决策支持系统以及灌区空间信息管理等方面的最新研究进展和主要成就,力求促进灌区用水管理研究的发展。     

利用卫星遥感资料反演感热和潜热通量的研究综述

区域平均感热和潜热通量是气象、水文、生态模式中的关键物理因子，卫星遥感反演为观测区域平均感热和潜热通量提供了可能。对利用卫星遥感资料反演地气通量的方法进行了总结和评述。首先描述了现在常用的反演方法，分析了方法中的各种假定对反演结果的影响，并对不同的模式反演结果进行了比较。还指出了评价卫星反演通量的精度时需要注意的问题。最后对该领域内现存的问题与发展方向进行探讨。     

遥感蒸散模型的时间重建方法研究

本文提出的遥感蒸散模型的时间重建方法考虑了逐日蒸散可能的变化情况, 在阻抗- 彭曼单层模型的基础 上, 将图像去云处理与时间重建结合在一起, 先使用SEBS 能量平衡余项模型获得晴好日的地表阻抗信息, 选择了 叶面积指数LAI 作为反映植被表面阻抗的参量, 通过时间序列谐波分析(HANTS)获得逐日逐像元的LAI 信息, 将晴 好日的阻抗信息扩展至待定日, 并使用因子函数表达了极端温湿条件对植被叶面阻抗的限制作用。使用中科院禹 城站2003 年作物季的大型蒸渗仪数据对模型所得逐日蒸散结果进行了验证。在作物生长季, 模型结果相对于实测 结果表现出了良好的相关性(R2≈0.7), 远优于作为对比的蒸发比不变法。受单层模型假设局限, 方法在裸地及稀疏 植被上的结果还存在着较大的误差。     

利用地基微波辐射计验证积雪微波辐射传输模型

积雪雪水当量参数是水文、气候、水资源利用与管理模型中非常重要的输入参数,积雪辐射理论模型可以模拟积雪物理参数与微波辐射的关系.因此,准确模拟积雪辐射信息,验证积雪辐射模型显得尤为重要.采用改进的基于能量守恒的干雪微波辐射传输理论模型(DMRT-AIEM-MD),利用2008年3月24 日黑河地区联合实验获取的地面测量数据以及车载辐射计18.7 GHz和36.5 GHz两个频率的辐射亮温值,考虑地形的影响,分析积雪辐射散射特性以及验证该模型.结果表明:该模型模拟值与地面实测值吻合的比较好,该模型能较好的模拟中国地区自然地表积雪辐射信号.分析了部分模型模拟值和地面实测值偏差的可能原因,该积雪区是多次堆积形成,积雪垂直剖面的密度、温度不规则变化可能会引起偏差.     

东北草原区产草量和载畜平衡的遥感估算

基于国内外相关研究进展,结合国家农业部草原遥感监测相关任务,依托大量的草原地面样方数据源,开展了东北草原区产草量和载畜平衡的遥感估算研究。主要结论有:(1)指数模型是进行草原区产草量遥感估算的优化模型,模型的估产精度达到80%以上;(2)2007年东北草原鲜产草量总计16916万吨,折合干草5094万吨;鲜重单产为4562kg/ha,折合成干重单产为1374kg/ha;(3)2007年东北草原区75%以上的牧区和半牧区县(旗)牲畜超载,牧区载畜平衡指标为32.23%,半牧区载畜平衡指标为48.51%。本文可为东北草原区的畜牧业发展规划提供科学依据。     

珞珈一号夜间灯光数据的福建省人为热通量估算

夜间灯光数据是估算人为热通量（AHF）的重要数据,但当前应用最广的DMSP/OLS和Suomi-NPP/VIIRS夜间灯光数据由于受限于粗糙的空间分辨率,而无法刻画城市内部的AHF分布细节。中国2018年6月发射的Luojia 1-01卫星所获取的130 m高空间分辨率夜间灯光数据,则有望解决这一问题。因此本文利用Luojia 1-01夜间灯光数据,通过将统计年鉴中的能源统计数据细化至福建省84个县（市、区）,然后与3个夜间灯光指数（NTL_nor、HSI、VANUI）进行回归分析,分别构建了基于这3个指数的福建省AHF空间估算模型,并采用交叉验证法对其进行筛选。结果显示：（1）在3个指数中,基于VANUI的乘幂估算模型的R²最高,且RMSE最小,因此精度最高;（2）利用VANUI乘幂估算模型反演得到的2018年福建省年均AHF为0.88 W/m²,其中厦门市的年均AHF最高,达10.98 W/m²,泉州、莆田、福州、漳州等沿海城市次之,年均值在0.98—1.95 W/m²,而宁德、龙岩、三明、南平等城市的AHF则较低,均值在0.38—0.46 W/m²;（3）Luojia 1-01夜间灯光数据可以揭示城市内部的AHF分异细节。根据用地属性和功能的不同,AHF数值表现为：城市集中商业区>大型市政公共设施区>城市主干道>城市住宅区>近郊住宅区。研究表明,基于Luojia 1-01夜间灯光数据建立的AHF估算模型可以较好地揭示城市尺度AHF的空间分异情况。     

Assessment of human health impact from exposure to multiple air pollutants in China based on satellite observations

Assessment of human health impact caused by air pollution is crucial for evaluating environmental hazards. In this paper, concentrations of six air pollutants (PM₁₀, PM_2.5, NO₂, SO₂, O₃, and CO) were first derived from satellite observations, and then the overall human health risks in China caused by multiple air pollutants were assessed using an aggregated health risks index. Unlike traditional approach for human health risks assessment, which relied on the in-situ air pollution measurements, the spatial distribution of aggregated human health risks in China were obtained using satellite observations in this research. It was indicated that the remote sensing data have advantages over in-situ data in accessing human health impact caused by air pollution.     

西北地区陆地生态系统植被状态参数业务化遥感研究

植被指数(NDVI)和叶面积指数(LAI)是两个非常重要的陆地生态系统植被状态参数.我们首先利用最大值(MVC)合成方法使用先进遥感数据如MODIS、AVHRR3等得到旬合成植被指数(NDVI),然后利用最新的经验方法针对不同的陆地生态系统类型反演得到叶面积指数,重点研究了我国沙尘暴发生频率较高的我国西北地区植被覆被状态及其变化情况.植被指数能够反映区域,乃至全球范围植被年季状态,用于监测陆地生态系统植物光合作用活动及其变化.植被指数作为一个基础参数能够用于计算反演更高级别的陆地生态系统状态参数.叶面积指数直接影响植被的光合作用,蒸腾作用的变化和陆面过程的能量平衡状态.在沙尘暴预测研究中使用的起沙过程模型需要将叶面积指数作为一个关键输入变量,另外,绝大多数生态过程模型模拟碳、水循环时也都需要将叶面积指数作为一个非常重要的输入变量.我们总结了最新的叶面积指数经验反演方法,针对6钟不同的陆地生态系统类型应用不同经验模型计算得到了叶面积指数.