基于MODIS-NDVI贵州省2005—2014年植被时空变化特征分析

该文利用贵州省2005—2014年MODIS-NDVI数据,运用最大合成法、加权平均法、线性趋势法等方法和GIS中的Spatial Analyst Tools等技术方法,生成贵州省月、季、年NDVI时间序列数据,对贵州省植被的时空变化特征进行了研究分析。研究结果表明:(1)贵州省NDVI月变化呈单峰型结构,2月最低,8月最高;(2)植被年内变化有很强的季节性,夏季的NDVI季均值最高,春季次之,冬季最低。春季植被不仅上升幅度最大,而且上升速率最高;(3)2005—2014年贵州省植被NDVI整体呈正增长趋势,其线性增加率为0.006 3/a,植被增加的区域面积为72 019 km^2,占全省面积的40.89%,减少的区域为6 806km^2,占全省面积的3.86%。

贵州喀斯特石漠化植被时空变化特征研究

运用近14 a MODIS-NDVI资料,通过最大值合成法,加权平均法生成月、年NDVI时间序列资料,用线性趋势法和差值法分析贵州14 a来喀斯特石漠化区域植被时空变化。结果表明:(1)植被变化总体呈上升趋势,由于干旱的影响,上升过程中出现阶段性的波动,2003—2005年为下降趋势,2006—2009年呈上升态势,2010—2014年波动很小相对稳定,2015—2016年又呈现快速上升势头;(2)线性趋势法和差值法两种方法都反映了近14 a来植被变化总体为上升趋势,潜在石漠化、轻度石漠化、中度石漠化等区域近14 a植被上升面积百分比均在90%以上,强度石漠化相对较低,说明其治理难度更大;(3)喀斯特植被退化区主要分布在市(州)府所在地。

利用MODIS监测高原水稻生育期和长势的方法

用GIS技术分离提取贵州高原上坡度<6°、面积>667hm2大坝子的地理信息,选择其中栽培水稻的大坝子为遥感监测区域,用2005-2006年MODIS的旬合成NDVI序列与地面农业气象观测站数据,分析水稻生育期、长势与NDVI值的关系。结果发现,水稻各生育期与NDVI有很好的对应关系,水稻返青后的NDVI在0.60左右,分蘖-拔节期NDVI迅速上升到0.70,孕穗-抽穗期NDVI到达峰值0.75左右,乳熟-成熟期则下降到较低点,NDVI=0.70可以作为水稻生殖生长开始点的指标。通过NDVI与同期气温资料对比分析,可以对水稻的长势进行定性预测和长势评估。

基于MODIS近红外数据的贵州高原大气水汽反演研究

根据MODIS卫星第18和19波段的波段特征,首先从理论上证明从这两个波段表观反射率的比值反演大气可降水量的可行性,其次利用MODTRAN模型按照中纬度冬季和夏季两种大气模式对该比值与大气水汽的关系进行模拟,并建立了反演大气水汽的公式。利用贵州地区高空探测数据对反演公式进行验证,并与EOS发布的MODIS近红外水汽反演结果进行比较,发现该公式的反演结果更接近实际探测的结果。由于在反演过程中不必考虑地表覆盖和反射率的差异,摆脱了传统的根据查找表反演水汽的方式,并且直接由18、19波段表观反射率的比值计算大气可降水量,相对于传统算法更易于业务化运行。

气候变化和人类活动对贵州省石漠化区植被覆盖变化的影响

基于MODIS/NDVI数据和贵州省84个气象站点的地面气温和降水观测资料,估算了2000~2021年贵州省石漠化区内植被覆盖度(fractional vegetation cover, FVC),采用趋势分析、偏相关分析和残差分析等方法,研究气候变化和人类活动对石漠化区植被覆盖变化的影响。结果表明:近22年贵州省石漠化区FVC呈明显增加的趋势,增速为0.76/a,空间分布上除六盘水市西南部、安顺市北部和贵阳市南部等局地显著减少外,其余大部分地区均为显著增加。石漠化区内FVC与降水、气温的偏相关系数以正相关分布为主,其中显著正相关区分别占28.13%、60.65%。FVC的变化主要受气候变化和人类活动的共同驱动,两者对FVC变化的贡献率分别为18.59%、81.41%。人类活动是石漠化区植被变化的主导因素,对于植被恢复的地区,人类活动起主导作用的区域可达97.57%,近年来全省实施的石漠化综合治理工程对植被改善具有明显的促进作用。本研究有助于进一步理解贵州省石漠化区植被变化的驱动因素,为石漠化区的生态环境保护提供科学依据。

基于小波核支撑矢量机的入侵检测方法

文中将小波和支撑矢量机相结合的技术应用到了入侵检测方面,建立了入侵检测系统。利用小波技术提高支撑矢量机的分类精度,减小误警率。仿真实验验证了基于小波的支撑矢量机用于入侵检测具有较佳的效果。

浅谈变电所的防雷保护措施

变电所是电力系统中的重要组成部分,承担着集中、变换、分配线路电压和电流的作用。变电所实现了发电厂和电力用户中间的有效连接,通过建立各种电压等级的电网,将电压进行分级转换,实现电能的高效传输和分配,为人们的生活、生产提供可靠的供电质量。但是,变电所常常发生雷击故障,影响电力输送,给企业和个人造成严重损失,因此,电力企业需要加强对变电所防雷保护措施的研究与应用,保障变电所安全、稳定运行。

基于植被指数的高分一号遥感影像火烧迹地提取评价

贵州省每年2—5月份是森林火灾高发期,火烧迹地提取是林火损失评估的基础,在林火生态气候研究、植被灾后恢复、保险理赔等方面具有重要意义。以贵州兴仁市2019年2月发生的一次林火为例,介绍利用高分一号WFV影像开展植被指数提取贵州火烧迹地的效果评估。经过辐射定标、大气校正、正射校正等预处理步骤对高分一号遥感影像进行处理,使用不同波段组合计算了研究区范围内的过火区识别指数(BAI)、增强型植被指数(EVI)、归一化植被指数(NDVI)和全球环境监测指数(GEMI),比较了不同植被指数区分度,并计算了火烧迹地和其他类别的分离度。经区分度和分离度评估,BAI指数为区分火烧迹地和其他类别最优的植被指数。通过分析所有类别的BAI均值,选取水体样本的平均BAI指数作为BAI指数提取火烧迹地的阈值,最大限度提取出火烧迹地,并根据6.67 hm^(2)的面积阈值去除了绝大部分非火烧迹地,只剩下煤矿场地还混淆在火烧迹地里,并发现了提取火烧迹地的云阴影、水体为易混淆源,山体阴影为易漏提源。利用高分二号融合影像目视提取的火烧迹地,对高分一号BAI指数提取的火烧迹地进行精度评估,提取的制图精度、用户精度、总体精度均达到90%以上,Kappa系数为0.85。

贵州凝冻灾害危险性评估及在风资源评估中的应用

开展凝冻灾害危险性评估及应用,可为气候资源开发利用防灾减灾提供科学依据。基于贵州省1991—2020年84个气象站凝冻观测数据,采用数理统计、信息熵权和空间分析等方法,构建凝冻灾害危险性指数,开展凝冻灾害危险性评估,并将结果应用于风资源评估中。研究结果表明:在时间变化上,凝冻平均日数随时间变化呈递增变化趋势,频次和最长持续天数随时间变化呈递减的变化趋势;空间分布上,凝冻灾害各统计量与海拔高度显著相关,凝冻灾害危险性空间分布整体上呈现自西向东逐渐递减的变化趋势,高风险区主要分布于六盘水市的钟山区局地、毕节市的威宁和赫章西部、铜仁市的梵净山局地、黔东南州雷公山局地等地;根据危险性评估结果,选取从江县某风电场作为研究对象,开展风电场凝冻灾害风险评估。结果显示:风电场中的风机位置均处于较高风险的山脊处,凝冻灾害风险等级为较高等级。

基于人口/GDP数据空间化的雷电灾害风险评价

为满足雷电灾害风险决策的精准化需求,突破人口、GDP等社会经济数据受行政区域的限制。本文基于多源遥感资料及统计年鉴数据,反演贵州省人口、GDP空间精细化分布情况,实现受灾对象在空间上的连续性分布;同时结合闪电定位监测资料、土壤电导率(HWSD)数据、地理信息数据,从致灾因子、孕灾环境、承灾体3个方面选取评价因子,构建雷电灾害风险评价模型,实现精细化风险评价研究。结果表明:(1)通过融入坡度分布修正人居指数、土地利用数据和夜间灯光数据反演不同产业经济数据实现的人口、GDP数据空间化分布,在总体趋势和局部特征上与贵州省实际情况相符,可为雷电灾害及其他自然灾害风险评价中承灾体的精细化分布提供参考。(2)雷电灾害风险主要受致灾因子、承灾体的影响,与雷电活动频繁程度以及社会经济发展水平有关。贵州省高风险区域主要集中在六盘水、毕节东南部、黔西南东北部、安顺南部及北部、贵阳东南部,黔南西南及东北部、遵义西北部、铜仁中部及东南部等区域。

喀斯特石漠化区植被生态质量变化及其驱动因素分析——以贵州为例

基于卫星遥感数据和地面气象观测资料,通过权重加权方法构建同时反映植被覆盖和生产能力的综合生态质量指数。利用趋势分析、相关分析和残差分析等方法,对贵州喀斯特石漠化区植被生态质量变化及其驱动因素进行研究。结果表明:(1)2000—2021年喀斯特石漠化区植被综合生态质量指数呈上升趋势,增速为0.7 a^(-1),石漠化区内除省的西南部、中部和北部局地显著降低外,94.59%的区域植被生态质量均呈显著上升;(2)植被综合生态质量指数与降水、气温的偏相关系数均以正相关性为主,其中显著正相关区分别占17.48%、68.79%,与气候因子的复相关系数以正相关分布为主,显著正相关区占81.79%,石漠化区内气候变化的综合作用有利于植被生态质量的提高;(3)喀斯特石漠化区植被生态质量变化受气候变化和人类活动共同驱动,两者的贡献比例分布为18.84%、81.16%,人类活动起主导作用,近年来全省实施的生态建设工程对喀斯特石漠化区植被改善具有明显的促进作用。

基于高分卫星影像的复杂山区光伏电站信息提取

该文基于高分卫星资料,通过基于规则的面向对象分类、基于最邻近法的监督分类及基于CART分类器的监督分类3种不同分类方法,对复杂山区光伏电站进行提取,对比3种分类提取方法结果并完成精度验证。结果表明:合理的分割参数有利于提高光伏电站提取精度;基于规则的面向对象分类法光伏电站提取精度最佳,最邻近分类法次之,CART分类器分类法最差,可利用基于规则的面向对象分类法较为准确地进行复杂山区光伏电站信息提取,为光伏产业健康、合理发展提供一定的数据支撑。

基于FY-4A和气象条件的梵净山云海识别及特征分析

探究云海的时间变化特征,能够为当地生态旅游以及经济发展提供科学参考.以梵净山为例,基于FY-4A的云顶高度产品获取了有效的云顶高度数据,并分别按不同的判别规则提取梵净山景区范围内的云海日与金顶周边的可观赏性云海日,分析其季、月、时段的变化特征以及与温度和湿度的相关关系,并基于以上结果调取地面视频监测资料开展验证工作.结果表明:①2020年梵净山出现云海的天数总计85 d,月均7 d,其中在金顶周边可观赏到的云海天数为62 d,占云海总日数72.9%,月均5 d;②无论是云海还是可观赏性云海,季节特征为“春秋多,夏冬少”,其中可观赏性云海主要集中在2-4月,凌晨4点至上午8点期间频率最高;③当相对湿度高且平均温度较低时,云海形成的概率较高,当相对湿度过高或者平均温度过低时云海均不易形成.因此,山间冬末春初时节,湿度增加,水汽充足,清晨与傍晚极易形成云海景观,是前往梵净山观赏云海的最佳时期.

导线积冰重量模拟方法探讨

根据导线积冰的物理模型框架以及对导线积冰的主要影响气象因子相关分析,构造与导线积冰增长有关的水汽输送量指标,建立了导线积冰的预测模型;利用贵州省9个气象站1951—2010年的积冰观测资料和同期气象观测资料,采用非线性回归分析等方法,拟合了预测模型中效率因子系数的经验函数。建立的模型中各因子均为可预报气象要素,因而具有更好的预报可操作性,历史资料的拟合效果比较理想。

基于NOAA数据的近11a贵州野火时空分布特征分析

用贵州省近11 a(2007—2017年)卫星遥感火险监测数据,对野外火灾发生的时空分布特征进行分析,结果表明:(1)春季是四季中野火发生频次最高的季节,占了全年的近一半,其次是冬季; 2月份野火发生频次最高,其次是3月份,2—5月发生的野火次数占了全年72. 6%。(2)近11 a遥感监测野火频次总体呈逐年减少的趋势,平均每年减少194起,变化分为2个变化阶段,2007—2010年处于上升趋势,2011—2017年呈现减少趋势。(3)从空间分布来看,9个市州中发生野火频次最高的是黔南,占全省的21. 3%,黔西南排第二,占全省的19. 7%,其后依次是毕节、安顺、黔东南、六盘水、遵义、铜仁和贵阳;各种植被中森林火灾占总野火频次的一半。

EOS/MODIS卫星资料在贵州省林火监测中的应用

在森林火灾预防和扑救中,及时而准确地监测森林火灾和火环境的变化是各级防火人员最为关注的问题之一。对于大面积森林火灾,依靠地面人力和飞机监测,不但费用高,而且工作繁杂,特别是对于盲区的监测计算精度低。借助于卫星遥感和林火地理信息系统,进行计算机统计分析,可以克服这些不足,提供较为详细的森林火灾有关数据。该文介绍EOS/MODIS卫星遥感资料在贵州省森林火灾监测的应用,从理论上分析EOS/MODIS数据林火信息的识别和提取的原理及方法。

贵州省2009年冬季大气气溶胶光学厚度的特征分析

利用FY-3A陆上气溶胶日产品,结合ENVI遥感影像软件和ArcGIS地理信息软件的相关模块,处理和分析了贵州省2009年冬季大气气溶胶光学厚度,并由此计算出Angstrom浑浊度系数和波长指数。分析表明：贵州省2009年冬季整层大气气溶胶光学厚度在0.55μm波段内的旬变化幅度为0.28～0.53μm,并呈现出波动性的发展趋势,特别是2010年1月下旬—2月下旬有显著增加,较大值在整个冬季都相对集中于贵州省的中部、西南部以及北部地区;在污染物浓度变化中,细粒子浓度变化因素占主导地位;与冬季的前期相比,后期气溶胶光学厚度较大,细粒子比重有所增加,浑浊度稍微偏高,造成空气轻微污染。

北驼峰区电离层GPS卫星闪烁事件时空特征及对通信的影响

基于子午工程北大深圳站(22.59°N, 113.97°E)电离层GPS双频接收机在2011年1月1日至2017年12月31日连续7年的长时间序列闪烁和TEC观测数据,分析不同太阳活条件下华南赤道异常北驼峰区观测到的GPS卫星L波段电离层闪烁事件时空分布特征及其对通信的影响.结果表明:GPS闪烁事件几乎都发生在夜间,且主要发生在春秋分月份;在不同太阳活动条件下,夜间GPS闪烁事件都主要发生在北驼峰区域靠近磁赤道的一侧,且GPS闪烁事件存在明显的东-西侧天区不对称性,即在台站西侧天区发生的闪烁事件明显偏多;在不同太阳活动条件下,弱闪烁事件伴随的TEC耗尽和卫星失锁事件比例相对较低,强闪烁事件则大部分都伴随着TEC耗尽和卫星失锁事件的发生.

基于GIS的贵州省农业干旱灾害危险性评价

贵州是典型喀斯特地貌发育区,生态环境脆弱,农业干旱灾害频发,开展农业干旱灾害危险性评价与区划研究,可为贵州农业防旱减灾工作提供科学指导。该文从气候、地形、水资源、土壤环境、地表覆盖性质等方面选择了气象干旱综合指数(MCI)为致灾因子,坡度坡向、水源邻近度、土壤粘粒含量为孕灾环境因子、土地利用类型、植被覆盖(NDVI)为承载体脆弱性因子,采用层次层析法、熵权法结合确定权重,在GIS平台上实现了多个时间节点的农业干旱灾害危险性评价与区划,并分析了39 a以来的干旱灾害危险性格局形成过程。研究表明:①贵州省农业干旱灾害危险性指数为0.36,总体属于中度危险等级;②低危险区、次低危险区、中度危险区、次高危险区、高危险区面积依次占总面积的15.05%、27.22%、27.55%、20.91%、9.27%,次高及以上危险等级区集中分布在贵州省遵义市北部、毕节市大部、黔西南州南部及其与安顺市、黔南州交接周围地区;③1981—2019年,贵州农业干旱灾害危险性格局由起初的东部—北部较高危险区逐渐向西向南演变成西北—西南—北部农业干旱灾害较高危险区分布格局。总体上,西部、南部的农业干旱灾害危险性有明显增强趋势,未来贵州应该加强西部、南部的防旱抗旱工作。

NDVI时间变换一致性的贵州茂兰植被覆盖变化分析

利用近18年贵州茂兰自然保护区的Landsat TM/ETM+/OLI数据,针对云覆盖对影像质量的影响,提出并使用了一种基于NDVI时间变换一致性的方法,构建出较为完整的研究区植被指数时间序列,实现了小区域尺度下长时间序列的植被覆盖变化研究,并采用一元线性回归模型和相关分析法探讨研究区植被覆盖变化趋势及其对气象因子的响应关系。得出结论:NDVI时间变换一致性处理方法可以有效地消除云覆盖的影响;研究区近18年植被覆盖状况良好且正呈缓慢上升趋势,气候因子与植被覆盖变化呈显著正相关关系,其中平均温度的影响在当月最强,而降水量和平均相对湿度的影响则存在滞后性。