土壤侵蚀信息熵:单元地表可蚀性的综合度量指标

提出了土壤侵蚀信息熵 (侵蚀熵 )的概念 ,并以公式 H=- cΣni=1 ωiaijlog(ωiaij)来表达。当把侵蚀过程的影响因子分为外部的降雨因子和内部的下垫面因子时 ,侵蚀熵在本质上反映的是土壤侵蚀下垫面可侵蚀性的综合信息。侵蚀熵模型可用于土壤侵蚀过程的空间数字模拟 ,预测水土保持措施的客观效果。侵蚀熵模型与降雨侵蚀力 R(R=EI30 )的乘积γHR(γ为因次换算系数 ) 。

森林火灾的卫星预警与监测系统研究

林火卫星预警系统是一种在遥感技术和ＧＩＳ工具支持下的新型林火综合监测系统，其快速、 及时、宏观、准确的特点，使其在林火监测上具有很大优势，是有发展前途的林火监测手段。

陆地卫星TM数字图像与植被信息提取方法的研究

研究了陆地卫星TM多波段数字图像子集的选取方法及其在植被研究中的应用.使用比值交换及Karhunen-Loe＇ve变换,可以有效地提取和集中植被信息.在主成分假彩色合成图像上,各个森林植被类型及其分布显现得非常清晰。

用遥感图象进行土壤侵蚀系列制图的方法与实践

按照制定的土壤侵蚀图成图系列，根据黄土丘陵沟壑区的特点，以地形结构特征图为主要控制，按地形一植被条件（或土地利用）一致性原则圈定图斑，用多层逐步判别归类法确定土壤侵蚀的相对等级，再运用试错迭代法并参照各小流域的实测土壤侵蚀资料把土壤侵蚀分级图转化为定量的土壤侵蚀强度图，完成了洪水沟流域的侵蚀等级的地面绝对定标，得到反映各侵蚀因子综合作用的且有充分的地面侵蚀实测数据支持的士壤侵蚀强度分布图。

NOAA气象卫星的AVHRR数字图像在植被调查中的应用

讨论了 NOAA 气象卫星的特点以及 AVHRR 各探测波段在植被监测中的作用,并提出了用于检测植被状况的5种绿度模式.通过对内蒙古达里诺尔地区及通辽地区 AVHRR 数字图像的绿度信息提取和彩色显示子集的选择,分析了5种绿度模式在不同的植物生长期对植被状况的反映能力.

夏玉米冠层内PAR截获及FPAR与LAI的关系

论文通过对河北栾城地区夏玉米生长期内晴天和昙天冠层中PAR的观测,研究了入射PAR、玉米冠层的反射PAR、透过玉米冠层到达地表的PAR、地表的反射PAR、地表反射率、玉米冠层吸收的PAR(APAR)、玉米冠层的反射率及地表反射率的日变化情况;根据冠层中各PAR分量计算出一天中各时刻的PAR吸收系数(FPAR)和日平均值,发现从玉米拔节期到灌浆期FPAR和叶面积指数(LAI)之间有很好的线性关系,其相关系数达0.994。

长白山自然保护区叶面积指数测量及结果

叶面积指数(LAI)是一个重要的生物结构参数,但是大范围叶面积指数的获取比较困难。当前遥感技术为大范围叶面积指数的测量提供了条件,但遥感得到的叶面积指数需要进一步的地面验证。因此实地叶面积指数的获取具有重要意义。叶面积指数实地测量方法包括直接测量方法和间接光学测量方法,由于直接测量方法具有局限性,而光学测量方法中集聚效应又很重要,该研究采用了考虑集聚效应的光学测量方法,通过观测和计算,长白山自然保护区主要植被类型的叶面积指数分别是:红松阔叶林7 7,云冷杉林6 6,阔叶林3 9,岳桦林3 4。在测量结果的基础上,分析了不同植被类型的叶面积指数的分布情况。通过对实际叶面积指数和有效叶面积指数的比较和分析,发现集聚效应对于使用光学测量方法测量叶面积指数有重要影响。

城市公园绿地水、热与CO_2通量观测与分析

水、热和CO2通量是评价城市绿地生态效益的重要指标。在北京海淀公园中部和边缘架设涡度相关系统,连续观测和定量研究城市公园绿地影响下的通量变化特征。结果表明,公园绿地所获得的净辐射在植被生长季节大部分用于植被的蒸散作用,潜热大于显热;而在植被非生长季节大部分用于显热,潜热数值非常小。晴天显热与潜热的比值在春季随着植被枝叶的生长逐渐减少,到夏季达到最小值约1/3,在秋季随着植被叶片枯黄逐渐变大,冬季达到数倍。公园绿地能量平衡率在52%～83%,普遍存在能量不平衡。公园中部的潜热观测值大于公园边缘,而显热小于公园边缘;公园中部CO2通量日均值为负,公园绿地是CO2汇。公园绿地在植被生长季节具有明显的降温增湿、吸收CO2等生态效应。

BEPS模型在华北平原冬小麦估产中的应用

粮食是一切生产和生活的根本,准确地估计冬小麦的产量,对国家制定粮食政策至关重要。该文利用北部生态系统生产力模拟(BEPS,boreal ecosystem productivity simulator)模型能够模拟森林植被净第一性生产力的特点,分析了BEPS模型在冬小麦估产中的适用性和局限性。针对冬小麦和森林植被冠层的不同生长特点,假设冬小麦冠层具有水平均一、垂直分层的结构,利用辐射传输方程,将原BEPS模型中的两片大叶模型改造为多层-两片大叶模型;同时,利用前人提出的收获指数(HI,harvest index)的概念,将冬小麦的净第一性生产力转化为经济产量,从而实现利用遥感机理模型对冬小麦产量的估算。将改进后的模型用于华北平原冬小麦估产中,并利用国家级农业气象站点的实测产量资料对模拟结果进行验证,复相关系数达到0.817,说明改进后的BEPS模型可以用于华北平原冬小麦的估产研究。

关于数字农业的基本构想

在对现代农业基本特点分析的基础上 ,提出了“数字农业”的概念 ,并给出了数字农业的基本架构 ,分析了数字农业与精细农业、数字地球、信息农业、虚拟农业之间的关系。提出精细农业应该是以数字农业为基础 ,以高投入产出比为目的的农业 ,数字农业是精细农业发展的必由之路。数字农业是在数字地球的大背景下产生的 ,是数字地球的重要组成部分 ,依赖并受益于数字地球建设。数字农业概念的提出 ,有利于理顺目前数字地球、精细农业、信息农业等概念之间的关系 ,明确当前我国农业发展的具体目标 ,从而合理安排我国农业发展规划 ,避免资源浪费。数字农业的实施将使农业生产精细化、远程化、虚拟化、自动化成为可能 ,从而极大地解放生产力 。

夏玉米结构参数计算及大田玉米冠层的可视化研究

本文在几何图形法、参数法和直接测量法的基础上 ,利用实测数据和数字图像数据建立了计算 L AI,L AD的数字图像方法 ,并对此方法进行了验证。这种方法与传统计算 L AI、L AD的方法相比 ,可以对植株进行无破坏的连续观测 ,一次完成 L AI、L AD的计算 ,提高了计算效率 ,减少了野外观测的工作量。同时根据所获取的结构参数 。

遥感反演中参数的不确定性与敏感性矩阵

多角度遥感中二向性反射 (BRDF)物理模型的反演 ,是当前国际遥感界学术研究的热点之一。反演中先验知识的表达和利用 ,参数敏感性的判别和处理 ,已提出了若干年 ,但只是到最近 ,才有了将参数的先验概率引入拟合误差平方加权 ,及定义参数对观测值敏感性的尝试。该文简述了这些最新进展 ,并首次建议了反演中参数的“不确定性与敏感性矩阵”的定义。并以作者最近的反演实例 ,说明这样定义的矩阵 。

黄河流域植被覆盖度动态变化与降水的关系

利用８ｋｍ分辨率Ｐａｔｈｆｉｎｄｅｒ ＮＯＡＡ－ＮＤＶＩ数据，对黄河流域１９８２～１９９９年地表植被覆盖的空问分布及时间序列变化进行了分析，并通过计算不同时段降水量与年最大ＮＤＶＩ之间的相关系数分析了降水对流域植被覆盖的影响。结果发现近２０年来黄河流域平均植被覆盖度有增加趋势，但青藏高原上有所减小；汛期降水量的多少对地表植被覆盖度的年际变化起主要作用，其中草原地区影响最显著，而在森林植被区及部分灌溉农作区，降水的年际变化对地表覆盖的影响比较小。

北京海淀公园绿地二氧化碳通量

作为城市生态系统的重要组成部分,城市绿地有着释氧固碳、降温增湿、吸收有毒有害气体、降尘、减噪等多种生态功能。在对北京海淀公园2006年5月到2007年3月的CO2通量观测数据进行质量评价、数据剔除和插补的基础上,通过与温度、太阳辐射等气象数据的相关性分析,定量研究了海淀公园绿地CO2通量的日变化、年变化以及影响因子。结果表明,海淀公园绿地日CO2通量在一年内具有明显的季节变化,植物生长季3—10月份以吸收CO2为主,11月至翌年2月份以释放CO2为主;年净生态系统生产力(NEP)为8.7554 tCO2/hm2a,反映了海淀公园绿地具有较强的固碳能力。

中国荒漠化气候类型划分方法的初步探讨

在同一气候资料的基础上 ,分别应用Thornthwaite公式和Penman公式计算了潜在蒸散 ,并据此计算湿润指数 ,划分了我国的荒漠化气候类型区 ,并确定了荒漠化潜在发生范围 ,同时对上述两种方法在我国荒漠化气候类型区划中的适用性进行了比较分析。结果表明 ,对我国而言 ,Penman公式法比Thornthwaite公式法更具有合理性。根据Penman公式法的区划结果 ,我国荒漠化潜在发生范围约为4 2 4万km2 ,占国土面积的 4 4 .1% ,分布于全国 19个省 (自治区、直辖市 )。

城市草地的小气候调节作用初步研究

草地是城市绿地的重要组成部分,其对小气候环境的改善作用需定量评估。故于5月在北京使用涡度相关系统连续观测草地与裸地水热通量、CO2通量及其环境因素数值。结果表明晴天草地所获得的净辐射能量约1/2用于植被蒸腾和土壤蒸发,约13%用于显热;而裸地所获得的净辐射能量约1/3用于土壤蒸发,约2/5用于显热。中午草地温度比裸地温度最小低约10℃,比气温最大高约4℃。草地上水汽浓度比裸地最大高约3 g/m3,约高出1/3,具有增湿作用。在植被生长季节草地是CO2汇,是氧气的源,CO2通量日平均约-0.07 mgm-2.s-1。草地发挥着降温增湿、释氧固碳、调节小气候等生态效应。

高光谱与多角度数据联合进行混合像元分解研究

混合像元问题是定量遥感的主要障碍之一。将混合像元问题归结为类内与类间像元混合两类 ,并对类内混合像元分解问题加以研究。混合像元分解的关键在于确定组分光谱 ,确定组分光谱的方法很多 ,但大多数方法基于以下假定 ,即从图像本身可以找到纯组分光谱 ,然而这一假定对于类内混合像元分解问题来说很难成立。提出采用高光谱与多角度相结合的方法 ,利用几何光学模型和线性光谱混合模型进行类内混合像元分解。即首先利用多角度数据反演几何光学交互遮蔽 (GOMS)模型获得组分光谱 ,再对高光谱数据进行组分光谱分解。由于该方法直接从混合光谱产生的机理出发 ,因而更容易获得真正的亚像元信息。为减小反演误差 ,反演过程中采用改进的多阶段的反演策略 ,并充分利用多角度图像本身提供的先验信息。用BORE AS试验获取的高光谱与多角度数据所作的研究表明 。

北京山区小流域土壤侵蚀模型

北京山区土壤侵蚀模型是一个流域尺度的、以次暴雨为基础的与 GIS相结合的分布式模型。在栅格单元的基础上 ,模型可以计算每一栅格单元的径流量和坡面侵蚀量。由于考虑了汇流汇沙过程 ,模型也可以模拟每一单元格的洪峰流量、淤积量和产沙量。模型应用结果表明 ,该模型具有一定的计算精度。该模型可以模拟流域内土壤侵蚀的空间分布和评价不同土地利用、水土保持措施等对水土流失的影响。该土壤侵蚀模型的建立 。

基于过程模型的长白山自然保护区森林植被净第一性生产力空间尺度转换方法

净第一性生产力(Net Primary Productivity,NPP)是反映林分和生态系统结构特征的最重要的参数之一,其空间分布可为自然资源管理和可持续发展提供高度综合的信息,是全球变化和碳循环研究中的一个非常重要的组成部分。为了得到NPP的空间尺度转换算法,利用改进的北部生态系统生产力模拟模型(Improved Boreal Ecosystem Productivity Simulator,IBEPS),分别采用高分辨率(30m)的ETM+和低分辨率(1km)的MODIS遥感数据,模拟了长白山自然保护区不同分辨率森林植被的净第一性生产力。对模拟得到的30m分辨率的NPP结果,采用尺度上推(upscaling)的方法将其转换为1km分辨率的NPP结果(分布式的NPP,Distributed NPP),并将转换后的NPP与直接利用1km分辨率的遥感数据计算得到的NPP结果(聚合式的NPP,Lumped NPP)进行比较,以分布式模式计算的结果为基准,对聚合式的计算结果进行尺度效应校正。在对NPP进行尺度效应校正时,根据不同分辨率下土地覆盖类型(Land cover)的亚像元面积比信息,采用基于结构的分析方法对模拟的NPP结果进行校正,结果表明经过尺度效应校正后NPP的模拟精度要比原始的NPP计算精度有所提高,相关系数从校正前的0.898提高到0.960,标准偏差由校正前的49.84gC/m2减小到41.02gC/m2。采用这种方法可以很好的解决大尺度遥感应用的需要,为定量遥感分析和应用提供理论基础。