吉林省西部土壤沙化、盐碱化和草原退化演变的时空过程研究

基于地理信息系统平台,对吉林省西部1986年、1996年和2000年的土壤沙化、盐碱化和草原退化(简称"三化")专题数据、土地利用状况数据、基础地理数据、人文和经济统计数据等进行融合处理和分析。结果显示:(1)15年间,吉林省西部地区草场退化速率呈增加趋势,草地面积大幅度减少,尤以松原、白城、洮南和通榆的草场退化情况严峻。整个西部的草地重心从通榆和大安交界处向东北方向漂移,幅度有11km。(2)吉林省西部地区盐碱化土地面积明显增加。盐碱化主要集中在洮南南部和乾安、前郭,呈西北-东南方向延伸。盐碱地重心一直在通榆和大安交界处。(3)尽管沙地面积略有减少,但是呈不稳定状态,有从通榆向大安、镇赉、乾安、松原推进的趋势。沙地重心从通榆中部向东漂移,距离达30km。(4)西部地区的"三化"空间动态变化特征是呈边缘扩充、内部充填等增加模式和边缘退缩、成片退缩等减少模式。

基于DEM的GIS地形分析的实现方法研究

基于DEM,并结合实际系统的建立工作,探讨了实现GIS中高精度且实用有效的地形分析功能的主要方法和步骤,以及相应的辅助手段。

吉林西部陆面遥感蒸散模型研究

基于地表能量平衡的基本理论,结合吉林西部实际资料,建立了吉林西部蒸散量估算的遥感模型。采用实测资料利用上述模型计算得到吉林西部地区的月、年蒸发量。经检验,计算值与实测值基本接近,绝大部分月份蒸散量的相对误差都在10%以内。该模型对任意地表类型及任何月份的蒸散量估算都具有较高的精度。

Arc/Info 中相邻多边形公共边长的提取方法

在GIS众多应用中，多边形公共边的提取具有很大的现实意义，但Arc/Info没有提供直接提取的命令。文章给出了一个在Arc/Info实现公共边提取的有效方法，可以实现一些商业辅助软件的功能。

遥感与GIS支持下的崇明东滩迁徙鸟类生境适宜性分析

崇明东滩鸟类自然保护区位于长江入海口,是国际迁徙鸟类重要的栖息地。受自然和社会因素影响,该地区鸟类栖息环境正处于快速变化。研究采用面向对象的图像分割方法提取鸟类生境适宜性多边形评价单元,根据近年来野外调查数据分析了影响迁徙鸟类生存的地类、植被、潮沟、底栖生物等关键环境因素,建立了鸟类与关键环境影响因素的定性定量关系。在此基础上利用GIS空间分析方法和技术,进行了崇明东滩鸟类保护区内主要四大鸟类种群雁鸭类、鸻鹬类、鹭类以及鸥类的生境适宜性分析。结果表明:(1)崇明东滩迁徙鸟类生境较适宜的面积占保护区总面积40%左右;(2)光滩区域、与光滩邻近的海三棱藨草带以及潮沟地带是鸟类生境适宜性较好的地理区域;(3)基于面向对象的遥感分析技术和GIS空间分析技术,能有效且简便地对生态环境处于快速动态变化中的物种生境适宜性进行快速、客观准确的分析评价,其结果可为崇明东滩鸟类种群及其生存环境规划、保护和管理提供基础科学依据。

基于决策树模型的上海城市湿地遥感提取与分类

城市湿地是上海重要的生态基础并具有复杂多变的自然特性。研究采用决策树分类方法,以TM影像多光谱波段特征为主要分类变量,采用经K-T变换、IHS变换等光谱增强后的数据以及利用灰度共生矩阵分析影像第一主成分的纹理统计量作为辅助分类变量,结合城市湿地几何特征信息,构建上海城市湿地决策树分类模型,进行上海市湿地信息的遥感提取和分类。结果表明:(1)上海城市湿地总面积为1277.40 km2;其中水田面积最大,占总面积的65.30%;其次为河流、库塘、湖泊和芦苇。(2)决策树模型的分类方法在一定程度上提高了城市湿地提取和分类的精度,使其达到89.05%;与传统的最大似然法相比,总精度提高了约10%。

淤泥质潮滩水边线提取的遥感研究及DEM构建--以长江口九段沙为例

淤泥质潮滩通常是测绘"盲区"。本文讨论采用多时相陆地卫星提取潮滩水边线以此构建潮滩数字高程模型(DEM)的方法。探讨在不同潮情条件下,各光谱波段对淤泥质潮滩水边线判断的敏感性,分析表明沙质海岸与淤泥质海岸水边线的确定方法有较大差别。采用了GIS技术对提取的水边线赋予相应的高程值,该值采用研究区附近潮位站理论潮位推算卫星过境的瞬时潮位值,以此构建潮滩DEM,与近期实测资料进行对比:在106.2 cm-358.6 cm高程范围内,二者相对误差<0.5 m的区域占总面积约70%,0.5～1.0 m为20%,>1.0 m占10%。遥感构建DEM作为一种手段对实测资料的欠缺是一种补充,随着遥感技术的发展精度有望提高。

面向对象的河口滩涂冲淤变化遥感分析

河口滩涂位于江河入海口前沿,其岸线受江河上游来水来沙、海水潮汐动力和人为因素影响处于不断变化中。针对遥感人工目视解译判读出岸线进行冲淤变化分析方法的不足,提出了面向对象的岸线遥感识别提取方法,阐述了整个遥感迭代识别提取过程。以长江河口崇明东滩为实验区,选取长江口1990年12月4日、1995年4月6日、2000年6月14日和2005年11月27日4个时相的陆地卫星TM/ETM+遥感影像,对其进行基于面向对象的识别处理,直接提取相应年份的岸线和滩涂陆域多边形,对4个年份的陆域多边形进行空间叠加分析,得到了崇明东滩自1990年以来15年间的冲淤空间变化。应用表明面向对象的遥感分析识别技术在河口滩涂冲淤变化分析中具有准确、快速、简便的特点。

基于水动力模型及遥感水边线方法的潮滩高程反演

由于潮滩范围广，变化频繁，缺乏常规的地形测量资料，给潮滩开发建设带来极大不便。以崇明东滩为实验区，依据长江口1999～2004年多时相遥感影像的光谱特征，对不同潮情的影像采用不同的波段提取水边线信息。同时利用水动力模型软件（Delft3D）模拟卫星过境时刻潮位并赋值给相应的水边线，对具有高程信息的水边线利用地理信息系统空间分析功能进行空间插值处理，生成潮滩的数字高程模型。将初始高程作为模型输入重新运行水动力模型，并将水边线模拟结果与卫星影像提取的水边线对比进一步修正潮滩地形，直到提取水边线与模拟水边线满足精度要求为止。最后利用崇明东滩2005年4条实测剖面与对应年份高程模拟结果进行对比检验。结果表明，该方法能够较高精度地反演潮滩的地形信息，其平均误差分别达到0．50m（σ^2=0.31）、0．19m（σ^2=0.04）、0．15m（σ^2=0.03）及0.13m（σ^2=0.03）。

崇明东滩鸟类生境适宜性空间模糊评价

利用模糊数学方法、地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术,采用定性和定量相结合的方法构建了鸟类生境适宜性空间模糊评价模型,解决了隶属函数的空间化问题,扩展了模糊数学方法在自然保护区空间地理事物评价中的应用。通过评价几种鸟类的生境适宜性,结果表明:大多数鸟类在海三棱藨草外带和光滩适宜性最好,由此向内陆或水域方向适宜性降低,这一显著变化与崇明东滩环境演化趋势有着密切的关系;由于鸟类生活习性的差异,不同鸟类的空间适宜性范围存在一定的差异性;已有的保护区功能区划未能充分考虑当前鸟类生境适宜性情况,生境适宜性的评价结果可以为崇明东滩保护区的功能区划提供技术性指导。

基于ASTER数据遥感影像的决策树分类

以黑龙江省北安市为研究区域,尝试利用ASTER视反射率值进行便利、准确的土地利用分类研究。对ASTER数据进行波段相关分析,确定最佳组合波段;然后重点分析转换为视反射率值的影像特征和光谱特征,从中提取各种典型地物的光谱曲线;并依据提取的光谱曲线建立基于地物反射率值大小关系或阈值的决策树模型,对研究区不同地物类型进行分类,并对结果进行精度评价。应用效果表明,该方法简单有效,但对于混合光谱容易错分。

九段沙湿地植被时空遥感监测与分析

收集了研究区近20年以来的陆地卫星影像,结合以往实地调查资料,探讨了九段沙湿地优势植被群落多光谱遥感的分类方法,并对分类结果进行了现场校核,得出(1)多光谱遥感数据能够区分海三棱藨草与芦苇、互花米草植被群落;(2)季相变化的多光谱遥感数据可进一步区分芦苇与互花米草。分析了自20世纪80年代以来九段沙草滩及优势植被覆盖的时空变化,基本分为两个阶段80年代至1999年的自然演替阶段,2000年至今的人工干预阶段。结果表明(1)自然演替阶段。0m以上潮滩面积自然淤涨平均每年3.6km2;草滩平均每年增长1.2km2;芦苇仅出现于上沙的中部(除中沙1997年人工种植芦苇和互花米草外),其余均为海三棱藨草并占整体植被的80%以上,湿地自然演替速度相对较慢。(2)人工干预阶段。0m以上潮滩面积自然淤涨平均每年8.2km2,比自然淤涨速度快一倍以上;草滩平均每年增长7.86km2,增长速度远超过自然演替阶段;中沙人工引种的芦苇和互花米草群落扩散迅速,其覆盖占中下沙草滩的53.70%,其中互花米草扩散速度远快于芦苇,在中、下沙上占据了优势地位,而先锋植被海三棱藨草所占比例显著下降。

遥感和GIS支持下的上海浦东新区城市生态网络格局现状分析

上海浦东新区的绿地、林地、湿地是其重要生态栖息地,同时构成基本生态网络。受城市人口不断增加和经济快速增长影响,上海浦东新区建成区快速扩张,生态栖息地资源不断减少,斑块破碎化加大,基本生态网络连通性下降,生态功能下降。本项研究以2011年福卫二号高分辨率遥感影像为基础数据,结合地面调查,通过面向对象遥感分类方法和人工交互后处理,获得浦东新区绿地、林地、湿地土地利用现状。在GIS技术支持下,采用多层次权重、最小费用路径法和重力模型对浦东新区生态网络结构进行了定量分析与评价。结果表明:(1)浦东新区湿地、林绿地总面积17.99万hm2,占区域面积的65.41%,生态用地比重较大;(2)生态适宜性较强的大型斑块较少,且南北不均;(3)林地是组成研究区生态网络的优势景观要素类型,10 m缓冲结果中林地占51.39%;(4)由重力模型得到生态斑块间作用强度可知,九段沙及南汇东滩禁猎区生态区位十分重要;(5)随着生态廊道缓冲距离的增加,土地利用方式变化巨大,生态用地减少、建设用地增加.

基于.NET和ArcGIS Engine开发上海市滩涂资源管理系统

对滩涂资源信息进行有效地管理是实现上海市滩涂资源可持续开发和利用的前提基础之一,目前以滩涂为专题的管理系统尚不多见。采用.NET和ArcGIS Engine为技术平台开发的滩涂资源管理系统有效管理了上海市滩涂遥感、空间地理数据和各种滩涂专题数据,具备管理、分析、表达滩涂土地、动物、植物资源的数量、质量以及空间分布以及表现各项资源的动态变化功能。重点介绍了滩涂资源管理管理系统开发中所采用软件分析设计方法、基于组件的业务功能实现方法以及基于Windows Form的系统客户端开发方法。

基于数字海图及遥感的近60年崇明东滩湿地演变分析

利用9幅崇明东滩湿地1951—2006年海图数据,10幅MSS,TM及ETM+卫星数据,采用水边线及等深线叠加技术,将湿地陆面及水下部分作为相互关联的整体,定性与定量相结合,综合分析崇明东滩湿地近60 a的演变。结果表明:①东滩湿地目前的演变过程已趋于稳定,在长江口河势稳定的情况下,将保持"南冲北淤、部分交替、中部淤涨"的态势;②人类活动是东滩湿地自然演变的重要驱动力,白港潮汐通道的封堵使东滩湿地成陆过程大大加快,东滩湿地0 m线较为稳定地向东部扩展,在人类逐年围垦活动的干预下,湿地面积虽然逐年增加,但潮间带结构已偏离湿地自然状态,高潮滩面积所占比重减少,且成不连续分布,海堤直接暴露于外部海洋环境中,将降低对灾害天气的防御能力。

中国海岸带围垦遥感分析

海岸带围垦是沿海区域缓解人口增长与城镇扩张所带来土地压力的重要途径和方式。建国以来,中国大陆沿海围垦大量滨海湿地以满足社会经济发展所导致的土地需求,对滨海湿地的资源、生态和环境造成影响和胁迫。为掌握近35年来中国大陆沿海地区的围填海状况,以5a为间隔,选取1985—2010年间Landsat系列卫星影像数据,基于遥感与GIS技术,解译6个年份的围垦岸线,计算分析围垦面积,研究并提出围垦强度系数。结果表明,1985—2010年,中国大陆沿海共围垦土地755183 hm^2,年均围垦30207 hm^2,围垦强度达到1.7 hm^2a^(-1)km^(-1),围垦总量趋势表现先减少后增加。环渤海经济圈与长三角经济圈围垦强度最大,其围垦总量占到全国总体的85.7%。围垦的时空分布及其利用形式受沿海区域自然地理条件和地区经济发展水平的制约和影响。

基于遥感和GIS的上海市滩涂湿地资源近期变化分析

利用多期Landsat-5 TM影像,结合植被分带信息、地物波谱特征和实地调查数据,提取上海地区滩涂湿地分布及其覆盖信息;在ArcGIS软件支持下,综合多期遥感影像解译结果和相应时段的水下地形信息,对上海市滩涂湿地空间分布及其变化进行分析。结果表明,近15年来上海市滩涂围垦量在不断增加;尽管滩涂湿地仍在继续淤涨,但淤涨速度明显减缓,且慢于围垦速度,这导致中高潮滩涂面积不断减少。

河口水体泥沙浓度的水面光谱统计模式分析

现场测量长江口Ⅱ类水体的反射高光谱,并同步获取水样、测量流速,在实验室中对所获水样的泥沙浓度进行测定。通过对试验数据的分析发现,水体反射光谱随泥沙浓度不同而发生变化,在黄绿光波段（560-720nm）和近红外波段（810nm）出现两个明显的反射峰。波长大于650nm光谱反射率和表层泥沙浓度的相关性较好,特别在690-900nm波段两者的相关系数大于0.75,对泥沙浓度变化较为敏感。基于最小二乘法,建立了单波段反射率与泥沙浓度关系以及波段反射率比值与泥沙浓度关系的回归方程。结果表明,670nm和715nm处单波段反射率的指数方程相关系数较高,而基于810/690波段反射率比值的二次多项式拟合方程对泥沙浓度的预测精度好于其它比值组合形式的模型。

生态环境质量的空间模糊综合评价研究—以吉林省西部为例

在GIS技术的基础上,提出了一种空间模糊综合评价的方法来解决模糊数学在生态环境质量评价中所遇到的空间表达问题,并以吉林省西部为例,对区域生态环境质量评价中遇到的隶属度的空间化、权向量的确定等问题进行了深入研究。

植被对潮沟发育影响的遥感研究——以崇明东滩为例

根据现场测量,通过高分辨率航空图像提取崇明东滩潮沟的空间形态、植被类型及植被盖度指数。结合多时相卫星图像及海洋数值模式,利用水边线法及宽深比法反演潮沟沟底高程并构建了研究区潮沟三维地形,分析了植被对潮沟发育的影响。结果表明:1潮沟反演的均方根误差为0.545 m,且高潮滩反演精度高于低潮滩地区;2从低潮滩到高潮滩的潮沟深度先增大再减小,主要原因是高潮滩水动力条件较弱,加之植被根系的固滩作用,下蚀作用较弱,潮沟深度较浅,低潮滩由于水域开阔,水动力条件较弱,无植被覆盖侧蚀作用增强,潮沟变宽变浅;3潮沟深度空间分布表现出南深北浅的特征,崇明东滩潮沟密度与植被盖度呈现明显的负相关(r=0.560 4,p<0.02),在高盖度植被覆盖的潮滩地区潮沟大多不发育,潮沟密度较低。潮沟长度与植被类型表现出较强的相关关系,在互花米草-芦苇群落为优势的区域潮沟长度普遍比以海三棱藨草群落为优势的区域长。