海南青皮林省级自然保护区人类活动干扰评价分析

人类活动对自然保护区的生物多样性和生态平衡有潜在的重要影响,定量评价人类活动干扰对保护区的保护与管理具有重要意义。本文基于多源遥感数据,结合社会、经济、外业调查数据,利用熵值法和“N-E-S”(自然(Nature)、经济(Economy)、社会(Social))模型,构建了自然保护区人类活动干扰评价指标体系,开展了海南青皮林省级自然保护区人类活动干扰强度评价分析。2017—2020年间,青皮林保护区及不同实验区范围内,林地面积减少幅度最大,且距离保护区越远,面积减少幅度越大;人类活动干扰主要来自旅游、农业用地、居民点用地等开发活动频繁的东部地区,在保护区内部以及不同范围实验区内,人类活动干扰强度以低等级为主,保护区内部干扰强度稍有增加,0—3 km实验区范围内干扰强度下降,3—6 km范围内干扰强度增加最多。本文研究结果可为省级保护区的进一步督察提供可靠的信息来源,为省级自然保护区后续管理政策的制定提供信息支撑。

基于MODIS数据的近20年海南岛叶面积指数时空变化及驱动力分析

叶面积指数(LAI)是重要的植被结构参数之一,在监测植被生长状态、评估生态系统健康以及制定环境保护政策等方面均具有重要价值。海南岛因其特殊的地理位置和气候条件,拥有丰富的植被资源,气候变化及人类活动对其影响不断加剧。因此,深入研究海南岛LAI的时空变化对于理解该地区植被状况具有重要参考意义。本研究基于2002—2022年的MOD15A2 LAI产品数据集和气象数据,利用Theil-Sen中值分析和Mann-Kendall趋势检验等方法,分析了海南岛LAI的时空分布变化及其对气候因子的响应。结果表明:1) 2002—2022年,海南岛LAI整体呈增长趋势,其中北部的增长趋势明显强于南部。这一现象与橡胶种植业的发展和南部地区旅游产业的兴起有关,表明LAI的变化与人类活动紧密相连。此外,海南岛的LAI分布呈现中部高、周边低的空间特征,与该地区的地势特征相一致。2) 2002—2022年海南岛LAI的平均变异系数为0.136,说明植被变化波动较小,表明其能保持生态平衡和一致性。3)在气候暖干化的背景下,温度上升对植被生长的促进作用存在饱和效应。海南岛北部地区的LAI与温度主要呈正相关,而南部地区主要呈负相关,降水的影响则与温度相反。以上结果表明,海南岛LAI的空间差异和时空变化主要受气候条件、地形和人类活动等多种因素的协同作用。本研究为海南岛植被保护、生态修复和气候适应性管理提供了科学依据。

对地观测卫星知识图谱的构建与应用

【目的】为厘清对地观测卫星、平台、仪器、传感器、相关参数之间的关系,为相关数据智能查询和知识推理提供知识基础,提出构建对地观测卫星知识图谱。【方法】本研究通过自顶向下与自底向上相结合的知识图谱构建技术,使用自然语言处理和人工审核的方法进行卫星数据的提取、融合和质量评估,构建对地观测卫星知识图谱。【结果】总结了知识图谱的逻辑架构和技术架构,梳理了对地观测卫星知识图谱的构建流程,最终构建了包含8种实体、9种关系和33种属性的对地观测卫星知识图谱。【结论】凭借对地观测卫星知识图谱结构化视图和智能查询的功能为卫星数据管理提供了新的解决方案,将在未来促进地球科学研究和社会服务中取得更广泛的成果。

海南省东方市地质旅游资源特征

基于遥感、地质、地理等多源数据,根据国家标准《旅游资源分类、调查与评价》(GB/T 18972—2003),调查了东方市11处地质旅游资源单体.结果表明,东方市发育有山丘、岩石洞与岩穴、岩礁、地热与温泉、观光游憩河段和观光游憩湖区6种地质旅游资源类型,具有地质旅游资源丰富、规模大、空间分布错落有致,动静结合、旅游时间长、适宜人群广,区位优越、交通便捷的特点.其中,鱼鳞洲、红兴温泉、大广坝水库、猕猴洞、俄贤洞、石田神洞等地质旅游资源的开发潜力较大,为建立地质公园奠定了坚实基础.今后,可加强东方市地质旅游资源的开发利用和规划设计,通过连通现有景点,形成西部听涛观海、中部疗养钓鱼、东部爬山观洞的综合性旅游路线.一方面通过深度挖潜,增加东方市地质旅游资源的科学内涵;另一方面,进行东方市地质旅游资源开发利用规划设计,打造海南稀有的"东方市灰岩海岸"地质旅游品牌,促进地质旅游经济发展.

海南省东方市地质旅游资源数据集

东方市是海南省西部的重要港口城市,拥有丰富的地质旅游资源。通过收集遥感、地质、地理等多源数据,根据国家标准《地质遗迹调查规范》(DZ/T 0303-2017),结合野外实地调查获取相关数据,调查了东方市11处地质旅游资源单体,构建了海南省东方市地质旅游资源数据集。结果发现,东方市发育地貌景观大类地质遗迹,其中又可分为岩土体地貌、构造地貌和水体地貌3种类型,包括碳酸盐岩地貌等5个亚类。本数据集揭示了东方市地质旅游资源的空间分布情况,为东方市规划地质公园提供了科学数据支撑,为推动东方市,甚至海南省地质旅游经济的发展提供参考。

基于计算机视觉的海南岛地质灾害提取研究

针对海南岛主要地质灾害类型(滑坡、崩塌、泥石流),利用多源遥感影像数据,基于计算机视觉,运用Itti视觉显著性模型以及多特征层次分析,建立适宜于海南岛的地质灾害信息提取算法模型。该模型利用地质灾害与其他地物差异较为显著的色调、形态特征,在Itti视觉显著性模型的基础上生成了总显著度图,经过多特征层次分析,进行特征参量阈值优化处理形成最终的地质灾害信息提取结果。本文选取多处研究区、多灾害类型、多源影像进行实验验证,实验提取各类地质灾害正确率为89.85%,无漏检,整体精度较好。将计算机图像处理技术运用到海南岛的地质灾害信息提取中,为该地区地质灾害防治工作提供了新的技术方法支持,为今后在热带地区开展地质灾害信息提取提供了参考。

基于不透水面的海南港口城市扩张分析

利用Landsat TM与OLI影像,结合V-I-S模型与线性光谱混合模型,综合NDBI、SAVI等指数,提取海南省海口市和三亚市的不透水面信息,并分析其空间变化特征.结果显示,近15年(1999~2015)来两市不透水面均呈现由沿海向内陆扩张的趋势.海口市不透水面主要向南部和西部扩张,三亚市不透水面扩张方向较分散.海口和三亚城市扩张速度较快,两市不透水面占两市的面积比例均增长了2倍以上.两市人口、GDP、不透水面均逐年增长,但人口增长较为平缓,GDP与不透水面增长较为显著.实验表明,将线性光谱混合模型与NDBI、SAVI指数相结合,可在一定程度上减少裸土、盐碱地等对不透水面信息的干扰,改善不透水面的估算效果.

城市植被遥感分类研究进展与展望

城市植被是城市环境的重要组成部分,城市植被遥感分类是对城市绿度空间监测分析的重要方式。本文通过梳理国内外城市植被遥感分类研究进展,从遥感数据源和分类方法入手,分析该领域目前面临的问题及发展趋势,以期为城市绿度空间研究提供参考。首先,概述了光学数据、激光雷达数据及地面传感数据等数据源在城市植被遥感分类领域的应用,对不同数据源的优势与不足进行了深入分析;其次,基于阈值分割、机器学习和深度学习3种分类方法的研究,总结了应用于城市植被遥感分类领域各方法的特点;最后,提出了城市植被遥感分类研究中现存问题和未来发展方向。

我国科学数据中心评价的知识图谱分析

在大数据时代背景下,科学数据中心的蓬勃发展使其绩效评价逐渐成为研究热点。通过对国内近十年科学数据中心评价相关成果的系统梳理,为我国科学数据中心评价模型的深化研究提供理论依据和参考。运用科学知识图谱法,借助CiteSpace软件对2013-2023年期间CNKI的科学数据中心评价研究相关文献进行关键词共现分析。研究发现:研究演进上看,2015-2019年为高峰期,文献数量呈现爆发式增长;研究热点上看,可归纳为评价对象、评价领域、评价指标体系、绩效评估模式。经过对各个主题的深入分析,发现科学数据中心评价已经有一定程度的研究成果积累,然而,对于我国的科学数据中心体系而言,现有的评价体系在可比性和通用性方面存在一定的不足,这对科学数据中心的协调统一发展形成了阻碍。

基于景观格局因子的居住点可达绿地质量评价

城市绿地对美化城市、改善城市环境质量起着重要作用,科学度量城市人居绿地环境可为城市合理规划提供决策依据。首先利用Google Earth Engine平台进行天津市地物分类,然后利用路网数据建立POI居住点的可达范围,在此基础上采用格网法与因子分析法,综合城市绿地面积、生长状态、景观格局指数等指标,构建居住点可达绿地质量评价模型,最终,在居住点可达范围内应用评价模型,对天津市人居绿地环境质量进行评价。结果表明:经过因子分析,得到的可达绿地面积-生长状态因子、可达绿地形状因子和可达绿地破碎度因子在反映居住点可达绿地质量时具有代表性;中心城区与滨海新区居住点可达范围内植被覆盖度低、形状不规则且分布破碎。环城区越靠近中心城区,居住点可达范围内绿地面积越小、分布越破碎,越靠近远郊区,居住点可达范围内绿地面积越大,形状越规则。远郊区受自然条件的影响,居住点可达范围内植被生长旺盛、分布连贯且形状规则;天津市北部居住点可达绿地质量较好,中部及东南部较差,天津市居住点可达绿地质量从优至劣为:远郊区>环城区>滨海新区>中心城区。研究结果可为生态城市评估和绿地系统监测提供方法基础。

基于高分三号卫星合成孔径雷达数据的农田土壤水分反演

土壤水分是农作物生长的基本条件,本研究基于高分三号卫星C波段合成孔径雷达数据,提出新的土壤水分反演算法,并获取区域尺度8 m空间分辨率的农田区土壤水分。首先,通过PROSAIL模型、实测植被冠层含水量、Landsat-8光学数据优选光学植被水分指数,计算水云模型参数并获得土壤直接后向散射系数;其次,利用高级积分方程模型模拟雷达后向散射影响机制,采用雷达影像高低入射角特性计算地表组合粗糙度;最后,利用高分三号卫星同极化雷达数据反演农田区土壤水分,并基于实测数据开展精度验证。结果表明:土壤水分反演值与野外实测值具有良好一致性,垂直极化下反演精度更高,其决定系数为0.5956,均方根误差为0.0415 m3/m3。本研究成果可为我国自主研发的高分三号卫星获取高分辨率土壤水分信息提供算法参考。

数据流通场景下的遥感影像隐形水印技术研究进展

随着遥感技术的发展及信息传递手段的丰富,遥感影像在各种关键领域得到广泛应用。遥感影像在多端流通的过程中容易遇到来源、版权信息缺失及可靠度不明的问题,因此需要通过专门的技术手段实现数据流通过程中的确权和验证。目前,隐形图像水印是实际应用中最有效的手段之一,受到了各方研究团队的关注,其技术也不断深入完善和发展。其中,由于栅格类型影像数据的应用较多,所以相关的研究也更丰富。本文针对在数据流通场景下应用于栅格格式遥感影像的隐形图像水印技术,简要分析了其研究背景和需求,整理了研究中常用的技术指标,介绍了代表性的技术方法,并根据目前的研究和需求趋势,展望了该技术可能的发展方向。

海南岛海岸线变迁遥感监测与分析

监测和了解海岸线的动态变化对海岸带防护、海岸资源的合理开发和利用具有重要意义。本文以Landsat TM/OLI影像为数据源,通过Canny边缘检测算子提取1990年、2000年、2010年和2015年的海南岛海岸线,获取岸线长度以及陆地面积变化等信息,分析了海南岛25a年来的海岸线时空变化特征。结果表明:1990—2015年海南岛海岸线总长度增加33.58km,海岸线总体向海推进,沿岸陆地面积呈增加的趋势;岸线变迁主要集中在北岸和东岸,人工岸线长度增长显著,淤泥质岸线等自然岸线长度减少;海岸线变化主要受人为因素影响,海岸开发方式呈现出多样化,以围垦养殖、城镇建设和港口码头建设为主。

海南卫星星座建设进展及应用展望

一、前言海南自由贸易港建设和海南省可持续发展等需要以卫星遥感为核心的综合观测空间信息支撑。然而,海南特殊的地理位置,多云雨的气候条件对高质量卫星遥感数据的获取提出了诸多挑战。卫星遥感具有的突出优势是快速、动态、全面、准确,尤其是面对大面积海域动态观测具有无可比拟的优势。海南省是我国典型的热带亚热带省份。

1987—2017年海南岛海岸线变化特征遥感分析

利用海岸线、红树林和近海围塘养殖等多个遥感专题信息产品,从岸线年均变化速率、利用率和综合利用程度等方面综合分析了海南岛1987—2017年的海岸线变化特征,并通过典型岸线类型变化探讨了人类活动对海南岛海岸带资源的影响。分析发现:1)海岸线长度总体呈稳定增长趋势。由1987年的1 655 km增至2017年的1 890 km,其中自然岸线持续减少,人工岸线急剧增长。2)岸线类型多样性降低,倾向性明显;而岸线的利用程度不断提高,利用程度综合指数由1987年的237.34增加到2017年的285.03,人类活动对海岸线变迁的干扰作用越来越明显。3)陆海格局变化特征复杂,整体呈向海扩张的态势。多种人为因素共同作用是导致岸线不断变迁的主要原因,人工养殖塘的开发使红树林湿地遭到侵占,生物岸线减少,港口建设、近海人工岛建设等引起砂质岸线等自然岸线减少。

海南岛GDP与夜间灯光指数之间的关系模型研究

本文提出结合NPP/VIIRS夜间灯光数据和统计年鉴数据模拟海南岛GDP的思路。通过提取夜间灯光总强度(TNL)、区域平均灯强度(I)和综合夜间灯光强度(CNLI)3种夜间灯光指数,分别构建2012—2018年灯光指数与GDP的回归模型,利用2019年GDP进行预测验证,遴选出最佳的回归模型,并利用其构建海南岛GDP空间化密度图。结果表明:(1)通过模型对比,TNL指数的线性拟合模型是最佳的,海南岛2019年GDP预测值与真实值的相对误差仅为-0.71%,更适合海南岛GDP的模拟;(2)海南岛GDP的空间分布整体呈沿海高、内陆低,并随时间由沿海区域向内陆扩展的趋势。

1987–2017年海南岛海岸线数据集

利用1987年、1990年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年、2017年共8期40景覆盖海南岛全境的Landsat TM/OLI数据,结合野外调研资料,建立6种海岸线解译标志和提取规则。运用ENVI 5.2和ArcGIS 10.1软件,通过目视解译与判读,采用数字矢量化方法获取海岸线的分布与类型信息,经过精细的修改与验证工作,得到海岸线分布和类型数据集。本数据集可用于海岸线时空变化分析、岸线利用程度与陆海格局演变特征等研究,能够清晰地反映时间序列数据支持下的海南岛海岸线环境变迁特征。

海南岛农业台风灾害风险评估与可持续发展对策

海南岛是中国台风频发地区之一,开展海南岛农业台风灾害风险评估研究,可为海南岛优化农业种植布局和加强农业防灾减灾提供技术支撑。该研究基于自然灾害系统理论和方法,结合海南岛气象、自然地理与社会经济等要素,综合考虑致灾因子危险性、孕灾环境暴露性、承灾体脆弱性,研究构建了海南岛农业台风灾害风险评估方法与指标体系,并基于2001-2020年历年海南岛台风发生数据进行了海南岛农业台风灾害风险评估,在此基础上提出了农业台风灾害防灾减灾与可持续发展对策。结果表明,海南岛农业台风灾害风险指数处于0.40~0.80之间,平均0.61,整体上呈现出北部及沿海地区的灾害风险高于中部山区的趋势;致灾因子危险性、孕灾环境暴露性在全岛北部和沿海地区指数较高,承灾体脆弱性在琼海、陵水和三亚等市县指数较高。同时提出了3种农业台风防灾减灾与可持续发展对策,包括调整农业种植布局、提升风险监测预警能力和加强农业政策保险投入等。海南岛各市县农业台风灾害风险的差异以及相应的对策,可支撑相关部门为不同灾害风险程度区域建立防灾方法提供指导依据。

基于DSAS和Gabor滤波增强的海南人工岛建设对砂质岸线变化的影响分析

离岸人工岛作为开发利用海洋空间资源的一种方式,影响了近岸的水动力条件,对近岸砂质岸滩稳定性造成了冲击。文中基于Landsat和高分系列影像数据,采用Canny边缘检测方法提取了海南省椰林湾海上休闲度假中心人工岛(下文称椰林湾人工岛)和日月湾人工岛2011年至2018年近岸砂质岸线数据,运用数字岸线分析系统(DSAS)对人工岛建设前后周围砂质岸线变化进行分析。选取建岛前后处于涨潮期的影像对其进行Gabor滤波增强处理,通过影像所包含的纹理信息提取人工岛建岛前后水体流态方向场数据,用于分析泥沙运移趋势。结果证明:两个人工岛建设后明显的改变了周围水体的流向,椰林湾人工岛建成后邦塘湾东段近岸砂质岸线由侵蚀转变为淤积,最大淤积速率达151.48 m/a,并在人工岛后方形成连岛沙坝;西段沿岸由淤积转变为侵蚀,最大侵蚀速率达85.13 m/a。日月湾人工岛砂质岸线由自然状态转变为淤积,"日"岛近岸最大淤积速率达到196.25 m/a,已形成连岛沙坝,"月"岛最大淤积速率为82.21 m/a。

基于改进U-Net网络与联合损失函数的海南自然保护区高分辨率遥感变化检测模型

海南自然保护区遥感监测对森林资源监测、生态保护及热带亚热带地表研究具有重要意义。基于深度学习方法,针对海南省自然保护区大范围变化检测问题,对U-Net网络结构进行了改进,在每一个卷积层后加入标准化层,以跳线连接的形式将原有卷积模块改进为优化模块,同时在编码器底端添加金字塔池化模块以更好提取全局信息,形成了改进U-Net网络模型。模型训练采用基于交叉熵损失函数和广义骰子损失函数构建的联合损失函数,配合多种优化策略实现端到端的地物变化信息提取。该模型应用于公开数据集和研究构建的海南自然保护区数据集的变化检测任务,总体精度分别为97.21%(Kappa系数0.88)和95.12%(Kappa系数0.90),相比原始U-Net效果提升显著。