云南省净初级生产力时空变化及其影响因素分析

净初级生产力(net primary production,NPP)是衡量生态系统碳循环的重要指标。文章基于MOD17A3HGF数据和气象数据,利用Theil-Sen Median趋势分析、重心模型和相关性分析等方法对云南省2011—2020年NPP时空变化特征和影响因素进行研究,并定量区分人类活动和气候变化对植被的影响。结果表明:2011—2020年云南省NPP在空间上呈自西向东、自南向北逐渐下降的分布特征,平均值为1025.22 gC·m^(-2)·a^(-1);高波动区主要分布在迪庆藏族自治州和怒江傈僳族自治州;NPP与气温显著相关区域主要分布在滇东地区,与降水显著相关区域主要分布在滇中和滇东北地区;影响研究区植被恢复的因子顺序为:气候变化>气候变化与人类活动共同作用>人类活动;影响研究区植被退化的因子顺序为:人类活动>气候变化与人类活动共同作用>气候变化。

基于能值生态足迹的粤港澳大湾区环境压力与经济发展脱钩效应

为了更好地反映区域可持续发展能力的问题,选取粤港澳大湾区作为研究区域,利用一套结合遥感技术方法的基于能量流的能值生态足迹模型,精确评估该地区1994—2018年的能值承载力、能值生态足迹以及环境压力的演变过程,并利用脱钩模型和对数平均迪氏指数(LMDI)分解模型进一步揭示经济增长方式对环境压力的影响程度和作用机制。结果显示:1)25年以来,在区域尺度,粤港澳大湾区环境压力增长了超过两倍,生态安全等级由较安全逐渐转变为轻度不安全。2)在城市尺度,珠海的环境压力在11个城市中最低,生态环境一直处于安全状态,与其相反的是佛山的环境压力很高,生态环境甚至由重度不安全恶化为极度不安全。而惠州生态安全等级变化最大,由安全转变为轻度不安全。3)生态安全等级的演变与产业结构和能源结构变化有着密切的关系,而与经济增长的关系则经历了弱脱钩到扩张型负脱钩到弱脱钩再到强脱钩的过程,可见环境压力受经济增长影响的作用在逐渐减弱,究其原因主要是人口密度下降所带来的人口效应和技术进步所带来的技术效应促进了环境压力脱钩。因此未来可以进一步通过合理控制建设用地扩张,大力发展科学技术,减少人口压力有效提高粤港澳大湾区的可持续发展水平,寻求经济—社会—生态的效益最大化。

基于遥感影像和Canny算子的异龙湖形态特征变化

基于Landsat 5 TM/Landsat 8 OIL影像,通过计算归一化差值水体指数,采用Canny算子自动提取湖岸线.在遥感和地理信息系统技术的支撑下,应用分形理论对近30a异龙湖的岸线动态变化特征进行分析,讨论环境和人类活动对湖岸线的影响及岸线变化对沿岸带生产力的影响.运用Pearson系数分析岸线复杂程度与周长、面积、周长面积比之间存在的潜在关系,定量探究岸线复杂程度与湖泊形状的关系.结果表明,Canny算子能有效地提取湖岸线,分形理论可以更好地对岸线进行定量描述.岸线复杂程度与周长、周长面积比强相关,与面积不相关几何学意义周长面积比的变化代表湖泊形状变化,当周长面积比值越高的时候,湖泊形状越复杂,岸线越曲折,其复杂程度越高,岸线发育系数越大,湖沿岸带的初级生产力越强。

基于C5.0决策树分类算法的ETM+影像信息提取

利用C5.0决策树算法对ETM+影像进行信息提取,通过与其他分类方法提取结果的对比,得出C5.0决策树分类算法精度较高。大气校正与数据融合可明显提高分类精度,利用经过NDVI、NDBI、缨帽变换处理后的影像组合数据进行信息提取可进一步提高分类精度。研究发现,C5.0决策树算法用未处理的资料生成决策树的效果较差,而经大气校正和数据融合后计算出NDVI、NDBI及缨帽变换的前3个分量的组合数据生成的决策树深度最小,并且分类精度最高。

从高光谱遥感影像提取植被信息

遥感可以快速有效地监测大面积植被的种类、特性、长势等各类信息。高光谱遥感数据因其特有的高光谱分辨率特性使其在植被生态环境领域具有极大的应用潜力。植被信息作为生态环境评价的重要参数对区域生态环境的监测和建设具有重要的意义。本文基于云南省鹤庆县北衙的高光谱遥感数据用SAM方法对植被信息进行了提取,参考光谱使用ASD光谱辐射仪采集的植被光谱曲线。文中对高光谱遥感影像的辐射定标和大气校正进行了研究,针对影响光谱辐射仪采集的主要因素采取了相应的措施,并对光谱曲线分类及参考光谱曲线的选取进行了研究。将选取出的参考光谱曲线与大气校正后的遥感影像进行SAM匹配提取出植被信息,经过与实地调查资料比较并计算总体精度和kappa系数,计算结果达到预期精度。最后将分类结果转换为矢量图,经过投影转换为大地坐标后制作出北衙植被分布图。

基于光谱特征拟合的高光谱遥感影像植被覆盖度提取

植被光谱中可见光部分的吸收谷主要由叶绿素强烈吸收引起,不同植被覆盖度下光谱吸收谷的深度和形状不同,因而可以通过比较光谱吸收谷的深度和形状来提取植被覆盖度。该文采用基于光谱吸收特征匹配的光谱特征拟合SFF方法从高光谱遥感影像中提取植被覆盖度,参考光谱采用ASD光谱仪在影像覆盖地区采集的植被光谱,通过将参考光谱与像元光谱连续统去除处理后进行SFF匹配,完成植被覆盖度的提取并生成植被覆盖度图。研究结果与植被指数、光谱夹角映射方法及实地调查资料之间存在较高一致性。

基于Landsat影像下广州市植被覆盖变化对城市热岛的影响

城市化在给人类社会带来进步的同时也给城市带来一系列环境问题,城市热岛效应是城市化进程带来的较明显的副产品。文中用1990、2000和2002年LandsatTM/ETM+遥感影像研究城市植被覆盖变化对城市热岛的影响,研究区选广州市中部七区。首先对遥感影像进行精几何校正,用支持向量机对影像进行分类并计算出各区植被覆盖率。其次,用Landsat波段6反演地表亮温,计算出各区平均亮温值并转换为符合正态分布的亮温偏移值;最后对各区不同年份的植被覆盖率和亮温偏移值的关系进行研究。比较研究区3年内植被覆盖率发现,由于城市的快速发展,1990年到2000年植被覆盖率减少了7%,而2000年到2002年植被覆盖率增加了3%,区亮温偏移值与植被覆盖率呈负相关,相关系数为-0.86;比较各区不同年份亮温偏移值可以发现,越秀区的亮温偏移值在1990和2000年均高于各区,但在2002年由于该区近两年内植被覆盖率的增加而有所降低。2002年除萝岗区和白云区外,其它5区的亮温偏移值较接近,说明2002年各区的热岛强度得到有效控制。

卫星遥感像元邻近效应的模拟试验

定量遥感需要对遥感影像进行大气校正,在大气校正过程中,去除邻近效应的影响是一个比较重要的环节.对邻近效应的移除依赖于对影响邻近效应的主要因子及影响机制的认识,为此研究了影响邻近效应的主要因子及影响机制.文中利用MODTRAN模型对不同对比度目标物在不同条件下的邻近效应进行了模拟,得出能见度对邻近效应的影响最大,其次是卫星天顶角,太阳高度角对邻近效应的影响最小;在能见度较高时,辐射率变化百分率曲线形状接近背景反射率曲线,但这种情况在能见度较低时并没有出现;在能见度较高时,随着波长增加,辐射率变化百分率逐渐减小,但在能见度较低时,这种关系没有出现.表明随着能见度减小,其对邻近效应的影响也呈现复杂化.模拟结果为消除邻近效应的影响提供了依据.

基于支持向量机的CBERS-02卫星影像信息提取

CBERS卫星是由中国空间技术研究院与巴西空间研究院联合研制的地球资源遥感卫星,CBERS-02卫星数据总体质量比CBERS-01卫星有所提高,本文利用支持向量机方法对CBERS-02卫星影像信息进行提取。研究中首先用6S模式对影像进行大气校正,然后选择RBF为支持向量机方法的核函数,并用交叉验证方法得到影响RBF核函数的两个最佳参数值进行学习完成信息提取,最后将提取结果制作成矢量图。通过研究得出用大气校正后的数据进行信息提取分类精度有所提高;与最大似然法和最小距离法相比,支持向量机方法分类精度较高。通过将研究结果与ETM+影像进行比较得出,CBERS-02卫星影像精度能够满足应用需求并能代替TM/ETM+数据开展研究工作。

云南鹤庆锰矿沉积环境研究

云南鹤庆锰矿床位于扬子地台西南缘,西近三江地槽,地处这两大构造单元的过渡地带。镜下观察,该矿床矿石矿物主要有硬锰矿、菱锰矿、水锰矿、黑锰矿,含有少量的软锰矿和恩苏塔矿。金属矿物在空间上存在明显的分带现象,主要表现在17线以西以硬锰矿和软锰矿为主,10～15线则以水锰矿和菱锰矿为主,而7～10线以黑锰矿和菱锰矿为主。灰岩样品的δ13C值变化范围为-3.0‰～2.9‰,平均值为0.6‰,其δ18O值变化范围为-9.9‰～-5.5‰,平均值为-7.7‰;而矿石样品的δ13C值变化范围为-46.3‰～-9.8‰,平均值为-24.2‰,其δ18O值变化范围为-16.5‰～-3.1‰,平均值为-8.6‰。综合研究认为鹤庆锰矿形成于浅海局限环境,介质性质由酸性向碱性、由还原性向氧化性转变的过渡带是矿物就位的主要空间,同位素研究认为可能有生物成因的甲烷参与成矿。

基于地质统计学原理的会泽铅锌矿遥感线性构造解析

地质统计学在自然科学领域发展迅速,凡是研究空间数据的结构性和随机性,亦或是模拟对象的离散性、波动性等数学性质均可运用地质统计学——其理论方法在地质环境评价、石油储量计算、矿山建模及矿床地球化学等领域的研究中都取得了一系列成果。而遥感解译的复杂地质构造信息虽也符合作为地质统计学研究对象的条件,但却鲜见其理论方法应用于遥感构造研究,从而更深入地分析地质事件及过程。本文以会泽铅锌矿为例,在通过印度IRS-P6卫星数据解译的线性构造基础上,运用了多种地质统计学方法,综合前人研究和区域地质背景,将已知的NE、NW、EW和SN 4组方位构造再划分为"成矿有利"和"非成矿有利"2组构造;在通过方差分析检验了分类的合理性后,通过因子分析和克里格插值法作出了成矿有利度图,并比对已知的的矿山厂和麒麟厂矿床,最终从构造角度为找矿工作提供了一定的参考依据。

云南鹤庆锰矿碳氧同位素特征分析

云南鹤庆锰矿位于扬子地台西南缘,对其岩石样品的碳氧同位素分析表明,上三叠统松桂组经历了一次海进和一次漫长的海退期。生物(藻类)代谢与海水发生同位素交换、古气候环境的变化和古海水深度的变化都使反演的古温度偏高;古盐度分析显示正常海相沉积特征,略低的盐度与碳同位素偏低有关。钻孔样品的氧同位素主要由盐度变化而产生一个高值范围,且对应碳同位素低值区,由于海平面下降,有机质埋藏率低导致碳同位素向负值漂移。根据以上分析认为,沉积时期的环境至少是一个半局限的浅海近陆源盆地,伴随扬子地台不断抬升,气候由潮湿、炎热转变为干燥的大陆性气候,锰矿的形成也是伴随海退海水变浅而沉积成矿。

鹤庆锰矿小天井矿区微量元素特征与沉积成矿环境研究

小天井矿区是鹤庆锰矿储量最大开采最早的矿区,通过对该矿区含锰岩系的60个样品进行微量及稀土元素测试,运用相关分析、因子分析等多元统计方法分析和探讨微量及稀土元素的地球化学特征与锰矿的沉积环境关系,确定Mo、U、V、Mn、Zn为该矿区重要成矿元素组合,这对本区地球化学找矿中判别地层与构造的含矿性、推断隐伏矿体寻找接替资源具有重要意义。对Co/Ni、Sr/Ba、Th/U的分析,认为锰矿层物源主要是陆源,推测沉积环境为陆缘近海环境,并对该区锰的沉积成矿环境进行了进一步探讨。

基于遥感技术的洱海水域面积提取方法研究

湖泊作为区域地表水循环中的一个重要载体,对区域的水资源环境平衡发挥着重要作用。本文运用遥感技术,以2010年ETM+作为数据源,对遥感图像进行预处理之后,通过应用缨帽变换、归一化差分水体指数(NDWI)和增强型水体指数(EWI)3种方法,分别对云南省大理州洱海2010年的水域面积进行提取,比较方法准确性。通过对比效果得出,针对取洱海水域面积3种方法提取效果都非常好,其中归一化差分水体指数法能够更为准确而且快速的提取出水体面积。

云南毛坪铅锌矿Landsat 8 OLI遥感影像的组合分析法蚀变信息提取研究

在详细解读云南昭通毛坪的Landsat 8 OLI影像的基础上,以蚀变围岩的光谱异常为理论依据,结合研究区的地质资料,根据矿物的光谱特征,采用主成分分析为主、比值法为辅的方法利用OLI卫星数据提取研究区内蚀变信息,并用ETM+影像的主成分分析作为比对,表明在主成分分析的基础上,采用比值法辅助,对Landsat8 OLI遥感影像上的铁染蚀变有较好的提取效果.

缨帽变换在抚仙湖水面变化分析中的应用

为了获得近15年抚仙湖水面面积变化情况及影响因素,基于2000 -2015年长时间序列Landsat ETM＋和OLI共5景遥感影像,利用缨帽变换及密度分割技术快速准确地提取了云南省抚仙湖水体信息,自动绘制矢量边界,并结合研究区年平均气温及降水量资料,分析了抚仙湖水面变化的影响因素.通过ETM＋和OLI传感器参数、各波段灰度直方图对比研究以及实际运用发现,缨帽变换图像处理技术应用于OLI影像具有可行性,提取水体信息效果良好;2000年以来抚仙湖水面面积总体缩小明显,且与该区年平均气温、年降水量变化趋势一致.总体说明气候因子对抚仙湖水面变化影响较大,两者之间关系显著;2015年抚仙湖面积有所增加,反映了云南旱情状况有所减轻.

基于遥感技术的滇池水域面积变化监测研究

利用遥感技术,以1992年TM,2000年ETM+,2006年ETM+,2011年ETM+,2012年ETM+,2013年ETM+6年的遥感影像为数据源,探讨昆明市滇池从1992年到2013年水域面积的变化.对6幅影像进行缨帽变化并通过波段比值法增强后设置相应的阀值提取水体边界,通过envi软件计算其面积,取得了很好的效果.

基于混合变分模型的图像去噪

为了有效抑制噪声,获得更好的视觉效果,提出了一种基于混合变分模型的图像去噪方法。将调和模型和全变分模型进行融合,增强模型的去噪性能,根据自适应选取组合系数,组合系数较大时偏向于全变分模型,较小时偏向于调和模型,这样不仅可以有效去除阶梯效应,同时保护边缘细节,采用仿真对比实验以测试模型性能。结果表明,相对其他去噪模型,相同条件下,该模型取得更优的去噪声效果,提高了图像的质量。

遥感线性构造中心对称度的尺度效应研究

尺度依赖性存在于各种复杂而漫长的地质现象或过程中,作为地学研究对象的环形构造必然存在尺度效应,其空间特性在不同尺度下差异显著。环形构造的定量分析需要在特定的空间尺度下才能开展,合理尺度的选取则是对其进行定量分析的基础。以云南会泽东部地区为研究区,利用表征线性构造对称信息的中心对称度对环形构造展开研究。首先,在GIS的支持下对在OLI影像上提取的遥感线性构造进行5次采样,采样网格的尺度分别为5.0,3.6,2.5,1.8,0.7 km;其次,运用多元回归方程+残差和趋势面拟合的方法分析中心对称度的尺度特征,并且结合遥感图像上的可识别信息判定3.6 km为该区域环形构造研究的最优尺度;最后将最优网格尺度下的中心对称度与密度、强度和信息熵进行因子分析,提取的Z1代表高破碎中心对称度,可用于寻找与岩浆入侵有关的放射状、环状隐伏断裂系统;而Z3代表低破碎中心对称度,其空间特征与牛栏江演化过程中形成的环形地貌相吻合。研究结果表明,通过对中心对称度的尺度效应分析选取最优尺度并解译出具有实际地质意义的环形构造是可行的。

云南会泽铅锌矿玄武岩与碳酸盐岩区景观格局分析

玄武岩与碳酸盐岩是岩浆岩和沉积岩的典型代表,两大岩类之间的差异性决定了两者具有不同的形状特征和抗风化能力。本文以会泽铅锌矿区为例,研究如何以定量方式表达这种差异。基于5m分辨率的Rapid Eye遥感影像,利用面向对象分类技术分离玄武岩和碳酸盐岩图斑,计算出代表斑块形态特征和破碎化信息的10个景观指数,并引用主成分分析法消除指数之间的信息冗余,更合理地表达指数意义。结果显示,面向对象分类技术分离出的裸岩斑块可单独计算景观指数,分析效果良好;景观指数分析和主成分分析结果一致,显示出玄武岩破碎度较高,形状呈不规则块状或团块状,碳酸盐岩破碎度比玄武岩低,形状呈现条带状,分析结果与两者的岩性特征以及遥感影像图形特征相符。研究对于岩浆岩和沉积岩的岩性自动识别有一定的指导作用。