低覆盖度治沙的理论与沙漠科技进步

低覆盖度治沙是一项荒漠化治理新理念、新技术、新模式。受自然林业启发,根据低覆盖度植被分布格局的演变,提出不同格局下的风沙物理学、水文学、生态学、可持续发展等理论的外延机理,把乔灌草及微生物、降雨及土壤库的水动态、界面生态效益、边行优势等有机组合,进而探索出创新型治沙技术理论。这套理论基本解决了防沙治沙实践中中幼龄林衰败死亡的问题,把人工造林与自然修复有机结合起来,降低造林成本40%～60%。该理论开拓了覆盖度在15%～25%条件下实现防沙治沙目标的新领域。     

MODIS短波红外水分胁迫指数及其在农业干旱监测中的适用性分析

植被土壤水分状态的微小变化能引起短波红外光谱反射率的巨大变化。利用MODIS第6波段和第7波段构建短波红外光谱特征空间,依据不同土地利用类型分析不同地物在光谱特征空间中的分布规律,提出MODIS短波红外水分胁迫指数MSIWSI。利用实测20 cm土壤相对湿度验证MSIWSI、EVI以及MPDI与实测数据相关性关系并对比分析不同指数敏感性,利用不同物候期春小麦土壤墒情分析MSIWSI指数适用性。研究结果表明:与其他指数相比,MSIWSI模型与实测土壤湿度的相关性更高;MSIWSI能够反映不同物候期春小麦土壤水分变化趋势,相关性都达到极显著性水平。     

深覆盖区综合找煤技术方法在鲁西曹县煤田张湾勘查区中的成功运用

石炭二叠系是山东省重要含煤层位。鲁西曹县煤田3煤层上覆近千米的新生代地层,以其为主形成的地震反射波在张湾勘查区内可连续追踪,是3煤层构造解释和宏观结构解释的主要依据。区内煤系地层为一单斜构造形态,走向NW,倾向SW,倾角一般约2°～7°左右。通过区域地质分析、构造演化研究以及物探钻探相结合的综合勘查方法,山东省地质科学研究院对张湾勘查区进行了勘探评价,查明煤炭资源量6亿多吨。实践证明,区域地质分析、构造演化研究以及物探钻探相结合的综合勘查方法在深覆盖区找煤是行之有效的。     

基于无人机与卫星图像的大型绿藻孔石莼(Ulva pertusa)遥感估算研究

卫星影像是监测海面漂浮绿藻的重要数据源, 但是混合像元的存在使得绿藻提取存在一定的误差。想要实现近海区域底栖绿藻的精细监测, 需要解决绿藻亚像素覆盖度的问题。本文以厘米级分辨率无人机数据的绿藻提取结果为基准, 通过分析Landsat卫星影像绿藻光谱, 建立绿藻亚像素覆盖度与多种植被指数和多个特征波段反射率的反演模型。结果表明, 蓝、绿、红波段反射率与绿藻亚像素覆盖度呈现较好的线性关系, 随着绿藻亚像素覆盖度递增, 蓝、绿、红波段反射率的值均递减。将蓝、绿、红波段的三种绿藻亚像素覆盖模型进行验证, 发现绿波段反射率所建立的反演模型具有更高的准确性, 决定系数、均方根误差、平均相对误差分别为0.92%、0.07%、10.85%。本文所建立的模型可以估算大型绿藻亚像素覆盖度, 实现Landsat卫星影像对大型绿藻的精细监测。     

改正的盖度-坡度-OSAVI反演法的江西省草地资源盖度预测

草地资源调查中盖度具有较为直接的代表性,目前对盖度的调查以人工实地调查为主。针对大区域的实地调查投入大、周期长等问题,本文以Landsat 8、ASTER GDEM影像、地理国情普查中草地图斑及134个实地样地调查数据的盖度数据为数据源,通过提取坡度数据、选取74个实地样点盖度调查数据及优化的土壤调节植被指数(OSAVI),建立相关模型,对研究区的草地资源的盖度进行反演,形成全域草地盖度灰度值图斑分布图。对60个实地调查的样地盖度与反演盖度进行误差分析,最终显示反演盖度与实地盖度高度一致。     

Effect of shrub-grass vegetation coverage and slope gradient on runoff and sediment yield under simulated rainfall

Evaluating the benefits of sediment and runoff reduction in different vegetation types is essential for studying the mechanisms of soil and water conservation on the Loess Plateau.The experiment was conducted in shrub-grass plots with nine levels of mixed vegetation coverage from 0%to 70%,three slopes(10
,15
,and 20
)and two rainfall intensities(1.0 and 2.5 mm/min).The results showed that the vegetation coverage and slope gradient significantly affect runoff and sediment yield.Shrub-grass vegetation coverage had a significant effect on the runoff start-time,runoff flow velocity,runoff rate,and soil erosion rate on hillslopes.Mixed vegetation coverage could effectively delay the runoff starttime and decrease the runoff flow velocity.However,the effects of the slope gradient on runoff and sediment yield are opposite to those of vegetation coverage.Shrub-grass vegetation coverage could effectively increase runoff and sediment yield reduction benefits,while their benefits were affected by the rainfall intensity.At the 1.0 mm/min rainfall intensity,the reduction in the sediment production rate was greater than that under the 2.5 mm/min intensity.However,when the shrub-grass vegetation coverage exceeded 42%,the runoff reduction benefit was more obvious at higher rainfall intensities.The cumulative sediment yield increased with increasing cumulative runoff,and the rate of increase in the cumulative runoff was greater than that of the cumulative sediment yield with increasing of shrub-grass vegetation coverage.Moreover,there was a power function relationship between cumulative sediment yield and cumulative runoff yield(P<0.05).Our paper is expected to provide a good reference on the ecological environment and vegetation construction on the Loess Plateau.     

基于GIS的水利数据中心建设研究

水利信息化整合所涉及的数据覆盖面广,包括水文、气象、地质、地理空间甚至交通等多方面数据内容,且大多数据异地存放,结构关系复杂,标准化程度不足.有的存在语义冲突,有的则难以集中存放,在异构性、完整性、语义冲突、权限安全、标准性、扩展性、访问方式等多方面存在问题.基于以上问题,本文采用数据集成方式把异构的、分布式的水利行业相关数据通过物理迁移或者逻辑迁移方式汇集.以空间数据为框架,通过统一的数据模型设计和对象编码体系,构建一个物理集中与逻辑映射相结合的一致性的数据库群,并提供数据管理、数据交换和数据更新的软件系统,对数据中心的数据资源进行管理和维护,从而有效地提高对业务应用的支撑能力,提升快速应对能力,便于决策支持,实现科学、高效、有序的应对体系和资源共享模式.     

改进新一代天气雷达低层探测能力研究

为进一步改进新一代天气雷达低层探测性能和提高风暴顶高的准确性,利用SRTM(Shuttle Radar TopographyMission)地理信息数据,研究和设计新一代天气雷达的体扫模式,主要是增加中低层仰角数和负仰角,以提高我国新一代天气雷达的低层探测能力。选取福州、龙岩两部雷达为例来计算降水模式的仰角,得出两部雷达新的观测模式VCP12。通过观测试验表明,增加低仰角或负仰角后,能够提高雷达的低层探测性能。     

基于MODIS-NDVI的云南省植被覆盖度变化分析

植被覆盖变化监测是区域资源环境承载力研究的基础,本文通过计算2001-2016年MODIS-NDVI植被指数,辅以趋势分析、变异系数等方法,估算了2001-2016年云南省植被覆盖度,进而探讨了植被覆盖度的时空变化特征及与地形因子之间的分布关系。结果表明：① 2001-2016年云南省植被覆盖度呈显著增加趋势,增速为4.992%/10 a。② 在空间上,植被覆盖度空间格局呈现由南向北、由西向东逐渐降低的特征,滇西、滇西南地区植被覆盖度最高,滇西北地区最低;植被覆盖度稳定性表现为由西南向东北方向波动性越来越大;滇东北地区植被覆盖度增加趋势明显优于其他区域,研究区内植被覆盖度变化趋势为增加、基本稳定和减少趋势的面积分别占49.53%、43.76%和6.71%。③ 植被覆盖度在2001-2006年、2006-2011年、2011-2016年3个时段的面积转移矩阵结果均表现为植被覆盖进化面积大于退化面积,二者的比值分别为1.42、1.63、2.01,植被覆盖情况呈持续改善趋势。④ 云南省植被覆盖度与地形因子之间的关系表现为,平均植被覆盖度随海拔增加呈先增加再减少、再增加、再减少趋势;随坡度的增加呈先增加再减少趋势;随坡向的变化呈由北向南逐渐减少趋势。     

草地覆盖度变化对生态系统防风固沙服务的影响分析——以内蒙古典型草原区为例

锡林郭勒盟为我国北方典型草原区,草地的退化与恢复影响生态系统的防风固沙服务功能。为了便于制定区域生态恢复的防治措施,实现草地生态系统的可持续发展与防治土壤风蚀危害,本文基于气象、遥感数据,运用RWEQ(Revised Wind Erosion Equation)模型,结合锡林郭勒盟的草地覆盖度变化对20世纪90年代以来的防风固沙服务功能的时空变化趋势进行了定量评估,并分析了草地覆盖度变化对防风固沙服务功能的影响。研究表明:锡林郭勒盟土壤风蚀以微度和轻度侵蚀为主,主要集中在植被盖度较高、降水相对较多,风场强度相对较低的东部、中部和南部地区;中度以上区域主要集中在西部的荒漠草原区与浑善达克沙地区,且侵蚀面积随侵蚀强度的增加而递减;防风固沙服务功能量的分布趋势与土壤风蚀模数的分布趋势基本一致;防风固沙服务功能保有率的分布特征与植被盖度的分布特征基本一致,表现为由西北到东南逐渐增加的趋势;在气候暖干化背景下,受京津风沙源治理工程实施的影响,以微度和轻度侵蚀为主的草地覆盖度减小区转为以微度和轻度为主的覆盖度增加区,轻度和中度以上侵蚀为主的草地覆盖度减小区转为基本持衡区;草地覆盖度的降低与增加对土壤风蚀的加剧和抑制作用明显,大部分地区的防风固沙服务功能保有率的下降(提升)与风蚀季节草地覆盖度的减小与提升呈显著正相关(r0.6,p0.05)。