国内外灾害韧性研究的主题脉络与前沿趋势

文中采用传统文献阅读和文献计量分析方法,对CNKI和Web of Science数据库中关于灾害韧性研究的1327篇文献进行系统回顾及科学知识图谱分析,力图展现国内外灾害韧性研究的主题脉络、前沿趋势,并尝试提出未来应给予重视的若干论题。结果表明:(1)国内外灾害韧性研究热度均处于不断攀升态势;期刊分布集中,而机构分布相对分散;国内外均未形成稳定的核心作者群;高共被引的文献侧重于社区灾害韧性评估。(2)国内重视城市尺度的灾害韧性研究,国外则更强调社区韧性的探索;国内外热点均包括地震、洪水、干旱、飓风、海啸等多元灾种韧性的研究。(3)灾害韧性研究存在对农村社区关注不足、国内城市韧性定量评估有待加强、全过程动态评估视角缺位、多灾种复合韧性研究薄弱等问题。研究结果定量、直观地刻画了国内外灾害韧性研究的当前科学进展及其不同侧重倾向,有望为该领域研究深入凝练关键科学问题、洞察预判未来发展动向提供积极的参考价值。

基于MODIS NDVI的陕西省植被覆盖变化分析

【目的】分析2000-2009年陕西省植被覆盖的时空变化规律,为区域人地关系协调发展和生态建设政策的制定与实施提供理论依据。【方法】在对2000-2009年MODIS NDVI数据进行时序重建的基础上,采用最大值合成法、差值法获取NDVI时空变化信息,并结合DEM分级数据提取不同高程地区的NDVI变化信息,分析陕西省植被覆盖情况的时空变化规律。【结果】1)陕西省植被覆盖空间分布存在明显的地域特征,表现为NDVI值陕南秦巴山区>关中平原区>陕北黄土高原区。2000-2009年陕西省植被覆盖呈现改善趋势,植被覆盖变化速率表现为陕北黄土高原区高于关中平原区,关中平原区高于陕南秦巴山区。2)陕北黄土高原区不同高程地区,植被覆盖以明显增加为主。关中平原区高程<500m地区的城市附近区域,植被覆盖表现为严重退化。陕南秦巴山区高程<500m与高程>1 500m地区,植被覆盖表现为轻微减少,而500m≤高程≤1 250m地区,植被覆盖明显增加。3)2000-2009年,陕西省植被覆盖增加地区面积占全省总面积的27.8%,减少地区面积占17.0%。【结论】2000-2009年,陕北黄土高原区植被覆盖增加,是国家退耕还林还草工程实施效果的体现;关中平原区受城市化影响较大,城市周围植被覆盖出现严重退化;陕南秦巴山区植被覆盖较高,并保持稳定。

退耕还林还草工程实施对洛河流域土壤侵蚀的影响

退耕还林还草工程是中国实施的重要生态环境建设与保护工程,对区域植被覆盖及土壤侵蚀产生重要影响。以洛河流域(陕北黄土高原部分)为研究对象,利用流域通用土壤侵蚀方程(RUSLE),结合流域降雨、土壤类型、DEM、植被覆盖等数据,定量分析了2000—2010年退耕还林还草工程实施对流域土壤侵蚀的影响。结果表明:(1)洛河流域2000—2010年耕地面积减少,林地、草地面积增加,土地利用变化主要发生在2000—2005年;(2)洛河流域2000—2010年土地利用变化导致植被NDVI平均值增大,耕地变化区域植被NDVI值增加幅度高于耕地未变化区域,表明耕地变化区域植被NDVI增加对耕地区域总体植被NDVI值增加贡献较大;(3)降雨侵蚀力和退耕还林还草工程实施对土壤侵蚀具有明显的影响。受降雨侵蚀力增大影响,2000—2010年洛河流域土壤侵蚀呈增加趋势;不考虑降雨侵蚀力变化情况下,洛河流域土壤侵蚀呈减少趋势,反映出退耕还林还草工程实施对土壤侵蚀的减缓作用。

基于MODIS NDVI的秦岭地区植被覆盖变化研究

目的利用重建后的NDVI时间序列数据研究秦岭地区植被覆盖变化。方法利用非对称高斯拟合算法(AG)对秦岭地区2000—2009年MODIS NDVI时间序列数据重建,计算生长季NDVI均值、变异系数及变化趋势,分析秦岭地区2000—2009年植被的时序稳定性和变化趋势。结果①分布于秦岭山区腹地的森林和山间沟谷的灌木植被的时序稳定性较高,而分布在研究区西北部、秦岭北坡、居民聚集地周边农林混合植被,受人类活动的影响,年际波动较大;②研究区西部、东部、秦岭山区腹地,农田覆盖区域改善趋势明显。山区的森林植被和山间沟谷的灌木植被有一定程度改善趋势,但相对稳定。主要城市周边区域的植被呈明显退化趋势,以西安市的周边最为明显。结论秦岭地区植被生长状况整体呈现改善趋势,植被时序稳定性与其跟人类聚集区之间距离呈现明显的逆向分布,说明人类活动对秦岭地区植被波动影响较大。

北方农牧交错带靖边县土地利用变化及其驱动因素

北方农牧交错带是中国北方农业和畜牧业交错地带,是中国典型的生态脆弱区。选取陕西省北部靖边县为研究区,以1990,2000和2010年3期TM/ETM+影像及社会经济数据为基础,利用土地利用动态度和转移矩阵分析了靖边县1990—2010年土地利用变化及其驱动因素。研究表明:(1)1990—2010年,靖边县林地、建设用地面积呈现增加态势,耕地、草地、水域和未利用地面积为减少态势。(2)1990—2010年,靖边县土地利用变化主要发生于2000年之后,其中尤以建设用地的快速增加为特点。(3)1990—2000年,靖边县耕地、林地和草地之间的相互转变数量较大,且共同向建设用地转变。这种变化主要集中于北部风沙滩区。(4)经济的快速发展尤其是油气等资源的开采是靖边县建设用地变化的主要驱动因素,退耕还林还草等政策的实施,是耕地、林地、草地发生变化的主要驱动因素。

县级土地利用数据库建设初探

要使土地利用数据库的成果在土地资源管理的模式优化方面取得显著成就,必须定期革新数据源。以靖边县为对象,对县级土地利用数据库数据的收集、数据源的确定、数据处理和数据库的建设,采用地理信息系统技术进行设计和评价。对土地利用现状调查成果转换成土地利用数据库数据过程中信息损耗最小的技术方法和工作流程进行了探索。

Quick Bird影像在城市土地利用图件更新中的几何校正研究

QuickBird影像的空间分辨率已经能够满足生产1:1万地形图产品及其更新的精度要求,而对1:5000-1:2000城市土地利用图件更新时的精确定位还有待于进一步探究,本文针对QuickBird影像的基本情况和产品格式,探讨且试验了利用QuickBird影像进行1:5000-1:2000比例尺城市土地利用图件更新的几何校正方法。研究表明采用模型法能够实现QuickBird影像的精确定向,定位精度完全能够满足城市土地利用图件更新要求。

秦岭地区NDVI与地形因子的相关性分析

秦岭山区地形因子是影响植被分布的重要因素。选取2001、2009和2017年MODIS陆地产品MOD13Q1数据和DEM数据,从DEM中提取地形因子,高程、坡度和坡向,与MODIS的NDVI数据结合,分析了地形对秦岭地区植被空间分布影响。研究结果表明:(1)NDVI随着高程的增大而逐渐增大,在高程1800 m左右时达到最大值,随后又随着高程的增大而减小;(2)NDVI在坡度0°～5°间逐渐增大,在5°～40°呈稳定趋势,从40°开始缓慢减小,60°达到乔木能够生长的坡面倾角临界值,当坡面倾角大于60°时植被指数开始快速减小;(3)受太阳辐射的影响,坡向在NW 270°～360°,SE 240°～270°之间的植被长势较好,其余坡向上长势一般。

利用可见光近红外的尾矿区农田土壤Cu含量反演

矿山开采普遍存在土壤重金属污染问题,有效的进行尾矿区农田土壤重金属含量估算迫在眉睫。以陕西金堆城矿区尾矿为研究区,采集土壤样本,测量土壤可见光近红外光谱,测试分析土壤铜元素含量。将Isomap(Isometrio mapping)和LLE(locally linear embedding)流形学习方法应用于土壤高光谱降维,基于随机森林构建估算模型,反演土壤铜含量。结果表明:降维后的高光谱数据反演精度更高,Isomap降维后模型预测结果均方根误差为30.50,R2=0.76,优于LLE降维结果。研究为尾矿区土壤Cu元素含量的快速反演估算提供了理论依据。

ArcGIS Server平台下空间数据与属性数据的交互

利用ESRI公司的最新Web组件ArcGIS Server构建运行在标准.net基础上的Web应用,并详细讨论在没有SDE的支持下,如何实现对空间数据与存储在SQL Server中的属性数据进行交互,并实时地显示在客户端。在此以农民专业合作组织管理平台为例来进行探讨。

航测高程精度的关键影响因素研究

近年来,科学技术的发展迅速,我国的各行各业的发展也有了很大的进步。现代科技的快速进步,带动了中国测绘事业向前发展,过去的测绘方法正逐渐被取代,实现测绘领域的深入创新发展。目前来看,利用无人机进行测绘的方式正在快速兴起。无人机有着灵活以及机动的工作特征,使得测绘能够更加快速有效,测绘的数据更精准,工作的成本更低,作用的范围更大。伴随着中国现代信息化科技的迅猛发展,采用无人机进行航测的能力和水平得到大大的提高。但是,在采用无人机进行航测时,依旧会因为多种因素致使航测高程精度遭到影响。为此,文章对航测高程精度的关键影响因素进行研究和分析,以期为之后的航测工作提供有用的参考价值。

陕西省气温降水的年际和季节变化特征

为了深入认识全球气候变化背景下区域气温、降水响应及变化趋势,采用距平分析、线性趋势法、5年滑动平均、Mann-Kendall突变检验以及滑动t检验方法,分析近50年陕西省气温降水的年际和季节变化特征。结果表明,陕西省1960—2009年气温的年际和季节变化以年平均气温、春季、秋季和冬季平均气温的显著升高,及冬季和秋季的较早增暖突变为特征;降水量的年际和季节变化以年降水量、春季和秋季降水量显著减少,夏季和冬季降水量显著增加,以及春季降水量的较迟减少突变、夏季降水量的较早增加突变为特征。近50年陕西省气温降水年际和季节变化趋势符合中国气候变化的总体趋势。

陕西省气温降水变化特征的区域差异

以陕西省境内47个气象站点1959～2009年逐月气温、降水数据为基础,利用线性趋势法、Mann-Kendall突变检验和滑动t检验,分析陕西省近51a气温、降水变化趋势和突变特征的时空分布差异.结果表明：（1）年平均气温以陕北黄土高原区和关中平原区增温显著,且前者增暖突变最早;春季和秋季平均气温以关中平原区增温幅度最大,春季平均气温陕北黄土高原区增暖突变最早;秋季平均气温关中平原区增暖突变最晚;冬季平均气温以陕北黄土高原区增温幅度最高,陕南秦巴山地区最低,且关中平原区增暖突变最早,陕南秦巴山地区最晚.（2）年降水量变化趋势不显著,减少突变发生在陕南秦巴山区;春季平均降水量以关中平原和陕南秦巴山区减少趋势显著;夏季和秋季平均降水量变化趋势不显著,但关中地区在夏季发生增加突变,陕北黄土高原区在秋季发生减少突变.

QuickBird遥感影像在区域耕地定级中的应用研究

继续深入研究我国耕地定级,对区域耕地的数量、质量等的评价以及更好地保护和利用土地资源具有重要的现实意义。采用高分辨率的QuickBird遥感影像,提出了不同于传统农地定级的技术路线,通过高通滤波融合、几何校正,建立了地物解译标志和屏幕矢量化分类生成土地利用现状图,提高了大比例尺制图效果,并制作出了1:2 000比例尺耕地定级质量图。

秦岭地区植被NDVI海拔梯度差异及其气温响应

秦岭山系是我国南北重要的地理分界线,属于亚热带与暖温带的过渡区域,也是对气候变化较为敏感的区域。基于2000年-2009年时序重建MODIS NDVI及气温、DEM等数据,对气候变化下的秦岭地区NDVI变化趋势及区域响应进行分析,结果表明:①2000年-2009年,秦岭地区植被覆盖较好,且呈逐年增加态势;②秦岭10a平均NDVI值总体随海拔升高先增加后降低,最大值在海拔1500～2000m范围内,最小值在海拔<500m范围内,反映了秦岭地区海拔<500m区域内人类活动对植被生态系统的强烈影响;③秦岭地区植被覆盖除在海拔1500～2000m和>2700m范围内增加趋势不显著外,在其他海拔范围内均呈显著增加态势,且增加速率随海拔的升高而减小;④近30a来秦岭地区气温呈上升趋势,高于我国近30a来的平均增温速率。秦岭地区高海拔区域(>2700m)NDVI与气温相关性最高(0.43),表明高海拔区域陆地植被生态系统更易受到全球气候变化的影响。

基于多源数据融合的北京市人口时空动态分析

高精度、动态、空间化的人口数据是科学核算城市资源环境压力、促进人口合理调控的重要参考依据。研究首先以2012和2017年北京市常住人口统计信息为基础,融合夜间灯光、土地利用、道路网络等数据,依据用地类型、VANUI指数对街道分割成的区域进行分类和分级,并在此基础上构建人口空间化模型,制备2期100 m格网尺度的人口空间化数据。验证表明,模型误差在10%以内;与已有成果对比分析发现,人口空间化数据整体与局部精度均有提升。最后,基于该数据分析北京市人口分布的时空动态变化特征,揭示其影响因素。结果表明:①格网单元上的人口平均数量在-2542~190之间变化,以-500~500人为主。②2期人口空间分布均呈“内密外疏”格局,且减少人口主要聚集于城六区,2012—2017年间减少近21万人;③首都功能核心区减少人口最为显著,减少量占城六区减少量的62%;④二三环间减少人口最多,共减少近11万人,减少量占城六区减少量的52%;⑤与城六区接壤的城郊街道,人口呈现增加趋势,可能形成新的人口聚集区。北京市人口时空变化特征与首都功能定位、产业升级转型、人口疏解政策实施等因素密切相关,该研究可为北京市未来人口空间合理布局与人口疏解政策完善提供定量化的科学依据。

基于DEM修正的MODIS地表温度产品空间插值

地表温度是资源环境、气候变化、陆地生态系统等科学研究的重要参数之一。MODIS LST(Land Surface Temperature,LST)产品是地表温度相关研究的重要数据源。而现有MODIS LST产品均存在云覆盖区域,因此云覆盖区域地表温度估计已成为热红外遥感的前沿性研究难题。为解决MODIS LST产品云遮挡区域地表温度信息缺失,以秦岭地区为研究区,选用2001-2017年的MOD11A2数据,在传统的反距离权重(IDW)、规则样条函数(SPLINE)、普通克里金(OK)、趋势面(TREND)空间插值方法中引入高程因子,通过反复试验形成基于DEM修正的MODIS LST空间插值方法。分析空间插值结果表明:(1)空间插值精度由高到低为:OK>SPLINE>IDW>TREND,基于DEM修正后精度分别提高了约0.38、0.31、0.32和0.78℃;(2)空间插值结果的精度呈现季节差异,夏季6、7、8月的精度较高,1月的精度最低;(3)插值精度与云区的范围存在一定的关系,当云覆盖区域<1.1 km2时,DEM+OK方法的插值误差<0.55℃,当云覆盖区域<3.1 km2,插值误差<1℃;DEM+SPLINE方法在云覆盖区域<2.7 km2时,插值误差<0.55℃,云覆盖区域<10.4 km2,插值误差<1℃;当云覆盖为1.1～2.7 km2时,DEM+SPLINE方法的插值精度高于DEM+OK方法。

下行短波辐射变化与厄尔尼诺的相关性——以秦岭淮河地区为例

选用地-气系统辐射产品中的地表下行短波数据分析秦岭淮河地区辐射分量时间变化,得到如下结果:地表下行短波辐射年际变化整体呈下降趋势,分别在2002年7月和2004年9月发生显著下降;结合海洋尼诺指数对下行短波辐射进行相关分析,研究结果表明,2000-2016年间下行短波辐射发生突变的时间与厄尔尼诺事件发生的时间具有高度一致性,且辐射突变时间基本发生于厄尔尼诺事件的初期。同时下行短波辐射通量在发生厄尔尼诺现象时显著下降,在发生拉尼娜现象时显著上升。