钦江河口湿地茳芏分布变化及风险分析

茳芏是我国南方滨海湿地的特色代表种,具有护堤保滩、消减污染等重要生态价值。为了在海平面上升背景下更好地开展广西钦江河口湿地保护,本研究通过卫星遥感-无人机航拍-现场调查相结合的方法,明确了钦江河口湿地茳芏的分布变化及影响机制,并根据沉积速率、径流输入、海平面上升等信息分析了未来风险及对策建议。研究表明,2011—2022年,研究区内茳芏总面积由约0.28 km^(2)增加到了约0.36 km^(2),并呈现向海扩张的趋势。钦江河口湿地茳芏近期风险较小,但未来随着钦江径流量下降及悬浮物浓度降低,以及海平面上升,风险会逐步增加。建议定期开展海平面、滩面高程及茳芏分布区监测,并通过退养还滩、岸线修复等生态工程,为茳芏湿地应对中长期海平面上升提供缓冲空间。

基于高空间分辨率的红树林卫星遥感监测技术进展

卫星遥感技术是红树林生态系统监测的重要手段。文章系统地总结了红树林的光谱特征,给出了目前应用于红树林生态监测的高空间分辨率卫星包括IRS-P6、SPOT-5、IKONOS、OrbView-3、QuickBird的主要技术参数以及它们在红树林遥感监测中的应用程度,叙述了目视解译法、波段组合法、图像分类法、专家分类法、模糊分类法和面向对象分类法等遥感监测技术方法在红树林的生态参数包括类外区分和类内区分、生物量和健康状况等的遥感提取的应用和精度对比情况。另外,对应用高分辨率卫星遥感资料监测红树林的技术发展趋势进行了讨论。

基于SPOT5的红树林遥感分类

以海南岛东寨港国家级红树林自然保护区为例,实地测量了红树林等地物光谱,获取了较为准确的红树林的光谱特征;在采用最大似然分类法提纯红树林信息基础上,结合不同红树种类的光谱特征及植被指数差异,选定可分性阈值,建立决策树分类规则,对SPOT5图像进行种间分类,并检验其分类精度。结果显示,各红树种类的使用精度都达到80%以上,且总体精度达到90%以上,为红树林生态系统业务化遥感监测奠定基础。

红树林生态系统遥感监测研究进展

随着现代遥感技术的迅速发展,遥感监测已经成为红树林生态系统变化监测的重要手段和方法。从遥感技术在生态系统变化监测应用领域入手,综述了国内外红树林遥感监测的发展历程,系统总结了遥感技术在红树林湿地动态、种间分类、群落结构(叶面积指数、冠幅、树高等)、生物量、灾害灾情(病虫害、风暴潮等)、景观格局动态、驱动力、红树林湿地保护与管理等领域应用现状,归纳了不同应用领域遥感监测的理论、方法及研究现状。指出我国在红树林遥感监测中存在的不足。提出红树林遥感监测应在分类标准体系规范化、分类精度提升、红树林生态学特征参数(物种多样性、优势度等)、生态系统环境空间演变过程及遥感监测的尺度效应方面加大研究力度。充分发挥区域综合监测模型在红树林生态系统变化遥感监测中的作用。

红树林卫星遥感监测技术研究进展

遥感技术是红树林生态监测中的关键技术。详细介绍了目前应用于红树林监测的遥感信息源及各种数据源识别方法和方法的精度比较,叙述了基于光谱特征、叶面积指数LAI、植被指数以及纹理特征的红树林遥感监测理论基础,给出了应用这些理论及方法在探测红树林的生态学指标包括面积、分布范围、类内区分和类外区分以及动态变化等的应用和精度对比情况。此外,阐述了红树林遥感技术的发展前景。

无人机平台航空遥感监测核电站温排水--以辽宁省红沿河核电站为例

针对现有监测技术手段难以满足核电站温排水常态化监测业务需求的现状,以辽宁省红沿河核电站温排水监测为例,构建基于无人机平台的航空遥感监测系统,开展温排水热扩散信息的遥感提取研究,并分别以四次多项式拟合及同步实测数据订正实现广角成像畸变校正与水体表面温度信息的获取。独立样本同步实测数据验证表明,水体表面温度反演平均偏差在0. 4℃以内。结果分析显示,高效、便捷的无人机平台遥感监测系统可有效弥补现有监测技术手段的不足,且精度较高,有望在核电站温排水环境影响评估及业务监测中得到进一步的推广应用。

基于岸基实测数据的FY-3A近红外通道海洋大气水汽反演

利用全自动太阳光度计(CE-318)野外定点长时间序列现场观测数据,验证传统大气水汽反演算法,结果表明,反演结果精度较低,不适于该研究区域大气水汽含量反演.因而给出了近红外波段大气水汽含量探测的原理,对自主卫星FY-3A中分辨率成像光谱仪MERSI(Medium Resolution Spectral Imager)反演大气水汽含量算法作了推导、分析.基于长时间序列现场观测数据集,建立了局地化的FY-3A海洋大气水汽反演算法,并用于研究区实际大气水汽含量反演.通过双通道比值法和三通道比值法反演结果与现场实测数据比较,得出以下结论:模型受下垫面反射率影响较大;三通道比值法较双通道比值法反演结果精度更高,双通道比值法误差为16.1%,三通道比值法误差为14.3%;实测数据验证和改进后算法精度更高.

基于Landsat-8卫星数据的红沿河核电站温排水监测

为了探索利用卫星遥感数据监测核电站温排水的业务方法,并检验新发射的Landsat-8卫星的热红外数据用于核电站温排水监测的应用能力,选取红沿河核电站附近的10 km×10 km海域作为研究区域,采用Landsat-8卫星的热红外数据与中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)温度产品的交叉标定方式建立了温度信息提取模型。参考《海水水质标准》,将温排水的不同温升强度分成五级;辅以现场水文、气象资料数据,分析了红沿河核电站温排水的温度场分布及温升强度变化,绘制出了不同潮汐条件下1℃步长的温升曲线,获取了不同温升的影响面积。将该数据与温排水数学模拟计算及物理模型试验的综合结果进行了对比。结果表明,依据这种研究方法,Landsat 8卫星数据可实现高精度的核电站温排水遥感监测。

基于GIS的土壤侵蚀性遥感监测与评价

基于GIS的遥感定量监测方法是近年来新出现的土壤侵蚀性调查方法,其核心部分在于土壤侵蚀定量评价模型及各参数的算式算法。本文介绍了几种主要的土壤侵蚀性定量评价模型的构成,着重介绍模型因子中植被因子的提取方法,指出了目前研究的不足并提出了一些改进的建议。

基于GF-6的翅碱蓬生长密度遥感定量反演

翅碱蓬作为辽东湾湿地典型生境植被,其生长密度可直观地反映盘锦蓝色海湾整治行动修复效果。本研究以高分六号(GF-6)卫星影像为数据源,基于野外实测数据,开展翅碱蓬生长密度遥感定量反演。研究发现:(1)翅碱蓬生物量湿重与各植被指数的相关性比干重更为显著,基于转换型土壤调整指数(transformed soil-adjusted vegetation index, TSAVI)的二次多项式回归分析模型是翅碱蓬生物量遥感反演的最优模型;(2)本研究基于实测数据构建的翅碱蓬生长密度模型,对不同覆盖情况的翅碱蓬群落均具有较好适用性,实测验证R^(2)>0.97,符合生长密度遥感反演精度要求,且算法中的土壤线系数具有一定的鲁棒性。本研究可为滨海湿地保护修复效果评估提供技术支持。

滨海核电厂温排水空间分布无人机遥感识别及驱动力分析

随着滨海核电厂装机容量的不断增加,温排水的海洋环境影响备受关注。针对《海水水质标准》(GB 3097-1997)中温升4℃以上的水体,于夏季大、小潮期间共获取红沿河核电厂周边海域共8个潮情的无人机热红外航测及现场同步实测数据,开展不同潮情下温排水温升强度空间分布的遥感识别,并分析潮汐、风场等驱动因素对温排水空间分布变化的影响。结果显示:(1)无人机航测SST经二次多项式校正后,平均绝对误差(MAE)为0.4℃,可用于温排水识别应用;(2)相同潮情下温排水空间分布特征相似,不同潮情下,涨憩和落憩潮情温升面积高于涨急和落急潮情,且离岸更近的高温升等级面积变化幅度较小,离岸较远的低温升等级面积变化幅度较大;(3)大潮落急潮情最有利于温排水扩散,而小潮涨憩潮情扩散效果最差;(4)潮汐较风场对温排水的空间分布有更大影响。

基于遥感的长江经济带邻近海域滩涂生态承载力评估

建立资源环境承载能力监测预警机制已列为中央全面深化改革的一项重大任务。滩涂作为长江经济带邻近海域的优势资源,其生态承载力评价是海洋生态承载力整体评估中重要的一部分。采用多源多时相遥感数据,构建基于遥感的滩涂生态承载力评价指标体系,以滩涂面积保有率和典型生境植被覆盖度变化率来反映滩涂生态系统变化状况,进而综合分析滩涂生态承载力。结果分析显示:长江经济带邻近海域滩涂生态承载力分为超载、临界超载和可载3个类型区,占比分别为44%、28%和28%,人为因素是造成生态承载能力超载的主要原因。本研究揭示了长江经济带生态承载力评价现状,为进一步研究长江经济带邻近海域生态环境提供了先进的技术手段和科学的数据基础。

基于多种植被指数信息与联合稀疏表示的红树林种类识别

红树林种类识别对于研究红树林生态系统的变化具有重要意义。本文以广西铁山港红树林区为研究区域,以国产资源三号测绘卫星数据为数据源,分析区内各种红树林的光谱特性,并结合多项植被指数(RVI,NDVI,VARI和NDGI)信息,采用联合稀疏表示分类器进行红树林种类遥感识别。本文主要分析了桐花树、海漆、白骨壤、红海榄、秋茄、海桑、木榄这7种红树林种类以及陆地灌丛、泥滩、草地这些非红树林种类的几项植被指数,并结合多光谱图像的几何空间与光谱特征空间,采用联合稀疏表示算法进行红树林种类分类。利用组合光谱和4种植被指数信息进行分类可以达到最好的分类效果,总体精度为95.37%,kappa系数为0.9347。实验结果表明:光谱特征结合植被指数信息进行分类能提高分类精度,四种植被指数中NDVI对于区分红树林种类具有更大的贡献,联合稀疏表示分类器在红树林种类识别中表现出优异的分类效果。

基于改进光谱角法的红树林高分遥感分类方法研究

传统影像分类方法多利用影像端元光谱进行地物分类,影像的空间结构信息被忽视,本研究结合面向对象分类方法思想以提高红树林遥感分类精度。本研究提出了一种结合端元类型选择、像元提纯等混合像元分解手段及分水岭图像分割算法的改进光谱角影像分类方法,并以山口红树林国家级自然保护区为研究区,利用GF-1号遥感影像数据,在光谱特征分析和地面调查的基础上,对红树林生态系统进行分类,并对分类精度进行分析。研究结果表明:改进的光谱角分类方法对GF-1影像分类效果较好,既兼顾地类光谱组成较复杂时的特殊性,又有效避免结果的破碎化现象,且总体精度达到95%(KAPPA系数0.944),证明了其在红树林遥感影像分类及信息提取方面的应用潜力,为红树林生态系统业务化遥感监测奠定了基础。

海岸带人类活动强度遥感定量评估方法研究——以广西北海为例

海岸带人类活动强度定量化和空间化是实现人类活动对海岸带生态环境影响识别的关键问题,本文在前人研究的基础上,考虑到人类活动强度的叠加效应和距离衰减效应,对已往评价方法进行改进,借助遥感技术和空间分析技术建立了海岸带人类活动强度综合指数(human activity intensity index,HAII),并利用该模型对广西北海红树林海岸进行了应用,定量评价了北海海岸带人类活动强度单因子和综合水平人类活动强度空间分布特征,结果表明该方法能够有效地对区域人类活动强度进行定量评估,该方法具有数据易获取、易操作,具有较强的业务推广价值,HAII评估方法的建立为进一步深化人类活动强度空间评价起到重要的推动作用。

“短板效应”理论在资源环境承载能力评价中的应用及优化研究

"短板效应"是管理学中普遍被接受且具有较强实践性的一个理论,在资源环境承载能力评价中也被广泛采用。本文通过资源环境承载能力的影响机制及案例分析,指出现有的评价方法对"短板效应"的应用过于简化,且"短板效应"只是资源环境承载能力多种效应机制之一而非全部。建议基于整体论思想,突破原有范式,系统分析资源环境承载能力中的多种效应机制的叠加及其演化规律,在此基础上将承载能力的分析评价数学模型化,构建创新性资源环境监测预警方法体系。

海岸带红树林生态系统质量评价指标诊断、内涵及构建

红树林生态系统监测与评价是生态系统管理的基础,逐渐成为学者与政府关注的焦点,本文综合分析了目前国内外红树林生态环境质量、健康及干扰评价现状,系统总结了红树林环境质量、健康及干扰评价内涵,并分析了目前关于红树林生态系统评价指标诊断方法及指标选择,识别了目前红树林生态系统评价指标选择的科学依据。基于红树林评价现状,本文给出了红树林生态系统质量评价内涵,并从生态系统干扰、生物要素、环境特征方面选择典型性、代表性指标构建红树林生态系统质量评价指标体系,以期综合反映生态系统结构、组织、功能及恢复力等方面的综合质量,为管理部门红树林生态系统质量业务化评价提供理论基础。

围填海生态干扰度综合评价方法研究:以辽宁省为例

围填海作为改变海域自然属性的开发活动,其实施过程伴随着较强的生态环境干扰。面对围填海持续活跃和生态环境约束日益趋紧的双重压力,科学识别围填海活动的生态干扰度,对有效实施海域资源环境监管具有重要意义。在构建围填海活动干扰强度和区域生态敏感度定量评估指数模型的基础上,建立围填海生态干扰度综合评价模型,并以2016年辽宁省新增围填海为例,对围填海活动生态干扰度和空间分布特征进行分析。结果显示:辽宁省新增围填海生态干扰度区域差异显著,生态干扰度指数在0到2.35之间,高度干扰类型的围填海有8个,分布在锦州南部沿岸、大连西部金州湾、大连东部沿岸和丹东沿岸;中度干扰类型的围填海13个,在锦州、盘锦和大连沿海均有分布。评价方法能够有效地对围填海活动的生态干扰度进行定量评估,可为围填海活动的监督管理实施提供技术支持。

基于高空间分辨率的热污染遥感监测研究进展

综述了卫星遥感热红外海表温度反演原理,并对海表温度中的"皮温"和"体温"进行了界定;着重总结了热红外遥感海表温度反演的主要方法—单通道法、分裂窗法、多角度法等;详细介绍了具有较高热红外通道空间分辨率卫星传感器Landsat TM/ETM+、CBERS-02 IRMSS、ASTER、HJ-1BIRS的海表温度反演算法,并对各卫星热红外通道特点进行了对比;最后,对影响热红外温度反演精度的因素进行了简要分析,指出了目前研究存在的问题并对未来的研究方向进行了展望。

不同空间分辨率遥感数据在核电站温排水监测中的应用研究

近年来,我国核电事业发展迅速,随之而来的环境问题备受关注。本研究采用同时相、不同空间分辨率的MODIS数据、HJ-1B红外相机数据及Landsat-8热红外数据计算获取了红沿河核电站附近海域的海表温度分布信息,并基于校正的海湾平均温度法得到三种星源数据的核电站温排水分布。分析显示:在红沿河核电站温排水监测中,Landsat-8监测结果精度最高,且能体现最多的温升细节信息;HJ-1B与MODIS数据因受制于较低空间分辨率所导致的"混合像元"效应,监测结果精度较低。考虑到不同温排水扩散区域水文地质条件的差异,在监测工作中应综合利用不同时间及空间分辨率的卫星数据,同时,无人机载红外载荷监测方式有望成为卫星遥感监测手段的有力补充。