基于时间序列谐波分析的鄱阳湖湿地植被分布与水位变化响应

采用高时间分辨率遥感信息的谐波分析方法,提取反映鄱阳湖湿地植被指数随水位变化的谐波分量,分别以自然年和水文年的不同周期作为湿地植被指数谐波分析单元,利用时间序列信号的最大振幅谐波分量的变化周期表征湿地植被指数在不同分析单元的变化模式,结合常年水位观测数据和湿地植被群落在不同物候期的时间与空间特征,探讨鄱阳湖国家级自然保护区和南矶湿地国家级自然保护区的植被分布面积与水位变化关系.结果表明：（1）鄱阳湖湿地植被分布受水文状况影响的特征明显,相对于南矶自然保护区,鄱阳湖自然保护区湿地植被分布面积对观测水位的变化更为敏感.（2）两个自然保护区范围内的湿地植被分布面积与对应水文年9和10月的观测水位呈现较强的负相关关系,且在0.05水平上显著.一年两季生长的湿地植被分布面积受退水时间影响大于次年的涨水时间,与枯水期的观测水位无明显的相关关系.（3）两个自然保护区在不同高程区间的湿地植被分布面积与观测水位的相关关系和显著性呈现各自特征.在鄱阳湖保护区,12-13 m高程区间的湿地植被分布面积与9月观测水位的相关性最强,且相关关系在0.05水平上显著;13-14 m高程区间的湿地植被分布面积与10月观测水位相关关系更强.在南矶自然保护区,湿地植被分布面积在不同高程区间均与9和10月观测水位显著相关.采用谐波分析方法分析湖泊湿地的植被分布面积与水位关系有助于基于多时间序列遥感信息的湿地水文节律研究.

煤火释放气体影响区域模拟

选取煤火现象较为严重的乌达煤田火区为研究区,以高斯烟羽模型为气体扩散模拟算法,在ArcGIS平台上采用点源模拟的方式对乌达煤田火区煤火释放主要气体——CO,CO2,CH4,SO2的影响范围和浓度分布进行模拟。结果表明,在西风盛行的乌达区,污染气体沿着下风向扩散,其浓度分布呈现高斯分布特点;乌达城区处于较高浓度的影响区域,居民的生活环境受到了严重威胁。

热红外遥感用于陡河水库生态环境研究

由航空成象光谱仪热红外图象、红外辐射温度等遥感数据,和环境调查非遥感数据相结合,从水库水体热污染、悬浮物污染、库区内水草生长对水体散热影响等方面的生态环境因素分析,讨论作为唐山市饮用水水源地的陡河水库,其水质如何控制在《地面水环境质量》Ⅲ类水质标准。确保2000年后唐山市居民有高质量的饮用水。

基于小波变换的卧龙国家级自然保护区植被时空变化分析

提出一种基于小波变换从长时间序列、大范围遥感数据中快速、自动化检测植被动态变化的方法。以MODIS 500m空间分辨率,16d合成的NDVI数据为数据源,对受到2008年5月12日汶川地震严重影响的卧龙国家级自然保护区内2003年至2012年的植被动态变化进行时空分析,为保护生态多样性及生态系统的稳定性提供依据。研究表明:1)地震后保护区内植被指数减少的面积大范围增加,且波动较震前更为明显,统计分析结果能够更为直观地反映地震及其次生灾害等极端现象对该地区植被的破坏程度;2)保护区内植被指数极值变化多发生在夏季或秋季,较低海拔地区极值变化多发生在夏季,而在高海拔地区则多发生在秋季;3)在大熊猫最适宜栖息的区域(2600—2800m)植被指数极值减少量大于0.4的范围大于增加量大于0.4的范围,反映出植被在震后的恢复状况并没达到理想的水平。同时发现在该海拔区域范围内植被指数减少的面积在春夏两季较大,表明在该时间段卧龙地区大熊猫最适宜生存区域的植被情况较为不稳定,需更为关注其动态,采取适当的保护措施。

线上线下融合教学模式在小学语文教学中的应用初探

线上线下融合教学模式是新时期下的一种教学模式,教师利用互联网技术实现教学资源共享,学生利用互联网学习平台学习知识,师生针对教学中存在的问题进行线下讨论。随着互联网技术的迅速发展,线上线下融合教学模式的应用既推动了教育信息化建设,也使教学内容更加符合教学需求,从而进一步提高了学生的学习水平。文章以小学语文教学为例,对线上线下融合教学模式的应用展开分析。

热红外遥感找油的时效性研究

油气藏烃类微渗漏所造成的热异常信息 ,是油气遥感勘探中最直接和最具普遍意义的标志 ,对该标志的识别和时效性的研究 ,具有广泛的实践意义 ,并可以发挥出巨大的经济效益。在中国内蒙古二连盆地已知油田上方 ,选择了勘探开发前期二个时相和勘探开发后期一个时相的遥感数据与该区油气化探数据进行定性和定量的复合分析 ,指出了热红外遥感找油的最佳时机。

2001~2010年全球陆地光合有效辐射月最大值数据集

光合有效辐射是区域植被变化和生态变化研究的重要参数之一,是估算全球碳支出以及生物多样性研究的基础。目前全球1 km空间分辨率的光合有效辐射月最大值数据尚无可直接下载源。本文以MODIS L4级别数据产品MOD15A2(1 km/8 days)为基础,通过数据拼接、格式转换、MVC(Maximum value composite)最大值提取等过程获得全球陆地光合有效辐射月最大值数据集,数据涵盖时间范围为2001~2010年。本数据集在评价植被生产力、宏观尺度生物多样性等生态研究中具有重要的应用价值。

基于改进型遥感生态指数的生态系统服务价值评估方法

本文通过构建遥感生态指数(RSEI)与动态栖息地指数相结合的改进型遥感生态指数(DRSEI)作为时空动态调节因子,对国家公园这种具有丰富物种的自然生态系统服务价值评估方法进行了改进。改进型遥感生态指数(DRSEI)作为时空动态调节因子的方法与应用遥感生态指数、净初级生产力指数(NPP)作为时空动态调节因子的方法进行比较分析表明:引入能够表达生态系统生物多样性时空变化特征的动态栖息地指数构建改进型遥感生态指数,由于该指数的空间信息特征更加丰富,且考虑到了区域的生物多样性因子,改进型遥感生态指数(DRSEI)作为时空动态调节因子的生态系统服务价值评估方法可以更加全面客观地反映区域生态系统的结构、功能与过程的时空分异,准确评估生态系统服务时空动态价值,为国家公园生态系统服务价值评估提供了新视角。利用该方法定量评估和分析了武夷山国家公园2017—2021年生态系统服务价值的时空变化状况,2017—2021年武夷山国家公园生态系统服务价值总体呈上升的趋势,呈现较为适当的生态环境保护与资源开发利用状况。

基于遥感信息的城市地表能量空间分布及特征研究——以国际宜居城市为例

遥感地表能量信息能够反映城市生态系统成分、作用与影响关系。本研究从城市生态系统的角度,提取能反映城市下垫面地物实体综合特征、作用与影响关系的相对地表能量信息,针对不同区域、规模与类型城市的地表能量空间分布及特征,建立了定量化的城市相对地表能量分级与评价指标。探讨国际"宜居型城市"生态系统结构、功能、形态及其时空变化特征和规律。结果表明:(1)城市实体空间建筑群的形状、体量,街道与建筑的朝向和配置关系,以及硬质化表面开放性的差异影响城市地表能量的分布。(2)建筑物周边的植被覆盖程度、建筑物之间的空间关系、广场和街道的开放性等,是维持城市开敞空间与实体空间的混合区域地表能量平衡的基础。宜居城市中心周围的大规模低密度居住区构成以中等能量分布为主的城市地表能量缓冲与过渡区。(3)城市开敞空间的地表能量变化幅度比实体空间大,宜居城市开敞空间的中、低地表能量分布占有较高比例。(4)宜居城市实体空间的高能量斑块呈现规模较小和分布相对分散的状态。采用相对地表能量分级与评价指标,可为各类城市规划与设计提供科学依据。

MODIS陆地气溶胶遥感反演——利用TERRA和AQUA双星MODIS数据协同反演算法

利用卫星数据遥感陆地气溶胶一直是国际上研究的难点与热点.利用新一代传感器MODIS(中分辨率成像光谱仪)数据,DDV(Dark Dense Vegetation)算法反演陆地气溶胶的分布以及性质已经取得了较好的效果.然而,该算法只适用于诸如水体、浓密植被等较低地表反射率区域,大大限制了该算法的实际应用范围,尤其是无法应用于城市等亮地表区域气溶胶的遥感反演.文中提出了基于利用TERRA和AQUA双星MODIS数据的协同反演模型算法(SYNTAM-Synergy of Terra and Aqua MODIS),用以反演陆地气溶胶的光学厚度等信息.该算法实现了地表反射率与气溶胶光学厚度的同时反演,可应用于各种地表反射率类型,包括城市等亮地表区域.通过与国际AERONET的地面观测数据对比做初步的反演验证,结果表明,该算法具有较高的精度,进一步的验证工作还在继续.

城市地表要素的地表能量响应特征及其关系研究

遥感地表能量信息可揭示城市地表要素的地表能量综合响应特征和作用关系特征,客观地反映了城市实体空间、开敞空间及其开放空间网络的格局和变化。本文从重庆城市地表能量响应的基本网格单元和研究区尺度,分析城市地表要素对城市热环境的贡献,并结合与"国际宜居城市"——西雅图的对比,探讨城市化过程中地表要素类型改变对城市热环境的影响及其变化和规律。结果表明:1在基本网格单元和区域尺度层面,城市地表能量的平衡取决于地表要素中实体空间和开敞空间布局的合理性与稳定性;2在城市大规模的硬质化区域,建筑实体的垂直体量相对于其水平体量及其组团格局,对于地表能量的聚集、改变具有较高的敏感性;3地表要素对城市热环境的影响若达到同等贡献指数(绝对值)程度,基本网格单元的开敞空间比例需要高于实体空间;4开敞空间基本网格单元的林地和水体类型所占比例达到20%时,地表能量的减幅明显;5实体空间基本网格单元的在建/工业用地要素类型所占比例超过5%,以及高密度建设用地所占比例达到30%时,地表能量的增幅明显。本研究旨在从城市地物实体地表能量的体量与空间关系角度,为建设基于城市更新的城市规划和城市设计提供科学依据。

煤田火区特征的土地覆盖分类方法——以乌达煤田火区为例

土地覆盖变化是土地分析与评价和生态环境变化预测的重要科学基础,通过精确的土地覆盖分类方法获取高精度的土地覆盖图是研究煤田火区生态环境变化的必要手段。本文以最大似然法、光谱角度法、面向对象分类法和基于复合分区的分层分类法进行乌达煤田火区土地覆盖分类的方法研究。研究结果表明,基于复合分区的分层分类方法分类精度较高,总体分类精度为92.97%,kappa系数为0.9155。该方法通过基于地表热辐射特征、热异常状况、地貌类型,以及对生态系统扰动状况等的划分,减少了地物信息的混淆度,即通过提高单一地物的分类精度来提高总体分类精度,突出位于戈壁区的煤田火区土地覆盖的地带性和规律性特征,增加土地覆盖类型的可分性,使得土地覆盖的分类方法具有针对性,有效提高了分类精度。

三亚热带雨林环境植被和地表能量空间分布特征

遥感地表能量信息通过空间分布及变化趋势体现生态系统要素的格局、状态、质量,客观反映城市生态系统的状态,是度量区域生态系统要素生态过程的重要内容。本文以三亚市热带雨林植被环境的地表能量综合响应特征和作用、影响关系特征为基础,采用植被指数分级、地表能量分级和植被-能量关系等指标,结合雨林垂直分带和植被分布信息,探讨近30年(1987-2016年)不同时期热带雨林环境的水平地带性、垂直地带性及其时空变化特征。结果表明:(1)近30年三亚市域植被覆盖比例维持在90%左右,植被指数分级构成以高、中数值分布为主,并呈现整体趋高态势。(2)各级地表能量分布比例的波动幅度在10%之内,中等地表能量级别范围呈现向低地表能量区域扩展趋势。(3)随着海拔高度的提升,植被指数高数值的热带雨林分布比例增加,地表能量值降低。(4)热带雨林的地表能量和植被指数的时空分布稳定性均高于人工植被。本文基于遥感地表能量综合响应特征和作用、影响关系特征建立的指标评价体系,可以为热带雨林生态系统的量化评价提供支持。

城市化背景下建成区扩展及其对河网变化的影响——以苏州市为例

根据苏州快速城市化与水网密布的典型地域特征,利用不同空间分辨率卫星遥感信息,通过标准化处理流程,获取2002~2018年期间多期苏州建成区与水网专题信息,采用垂直类比的定量化方法,在区域和地理空间格网单元的层面,对城市建设用地与河网水系进行空间叠加分析。探讨城市化进程中建成区建设用地与河网水系分布的格局,以及河网的密度、河链数、节点数、连接率和分形维数等特征参数动态变化与相互影响关系。结果表明:(1)苏州城市空间扩展特征已经从区域中心建成区放射型蔓延向多中心建成区放射型+网络化的蔓延方式改变。(2)苏州河网水系伴随建设用地扩展,密度持续降低,建成区以外的农田植被区河网水系分布格局未发生根本性改变。河网连接率未发生变化,连通性维持稳定,分形维数稍有降低,河网结构复杂性略有下降。(3)河网变化受建成区扩展影响显著。前期各建成区格网单元内水网密度降低空间分布较为均匀,后期主要集中于建成区增量所占比例较低的网格单元即主要发生在建成区边缘扩展区域。本文的方法可为遥感信息在城市生态系统的空间规划决策和遥感尺度效应研究提供科学依据。

基于网格的街区尺度城市绿度度量方法

本文提出一种基于网格的街区尺度城市绿度度量方法。其以900 m×900 m的网格单元作为以城市主干道划分所形成街区尺度的表征,根据网格单元内植被覆盖度与植被构成之间的关系构建绿度指标。通过与传统的基于植被面积占比的格网法所计算的绿度指数进行比较。发现本文方法建立的绿度指标能在街区尺度上提供更加丰富的城市绿度信息,有效地解决了传统方法难以反映的植被覆盖度近似区域因其内部植被构成不同所带来的绿度差异问题。为城市规划、设计以及管理提供了一种新视角。基于该绿度指标,利用Landsat TM/OLI 2009、2015和2019年不同季节的遥感数据分析北京市城市绿化的时空变化特征。结果表明:北京市主城区城市绿化的面积和质量在2009—2019年显著提升,且秋季最为明显。绿化的变化在四环内外呈现出不同的模式。四环内主要为绿化面积的增加,四环外则在绿化面积和绿化质量上都有明显的增长。

城市开敞空间的地表能量响应初探——以国际宜居城市为例

城市开敞空间是城市的重要组成部分,其构成与分布影响城市遥感地表能量的平衡。本研究从城市生态系统层面,通过相对地表能量信息的定量分级方法,探讨宜居城市开敞空间地表能量的综合响应特征、作用与影响关系特征。从开敞空间的属性、体量、结构方面,分析其对城市地表能量空间分布的格局、状态、质量及其时空变化的作用与影响。结果表明:(1)在城市生态系统层面,城市开敞空间构成的属性、体量和结构是影响城市地表能量变化的基础;(2)相对于城市的实体空间,城市开敞空间的地表能量阈值较宽,数值波动幅度和频率的改变受环境影响更明显;(3)城市生态系统内部及其与环境架构的地表能量关系的平衡取决于一座城市开敞空间的格局、状态和质量。