海岸带土地利用／土地覆被变化研究进展

海岸带地区作为海洋、陆地和大气相互作用的区域,其环境具有复杂性和多变性的特点,海岸带地区土地利用/土地覆被变化(LUCC)研究是海陆交互作用(LOICZ)研究的重要组成部分。介绍了海岸带LUCC研究的目标、内容以及海岸带LUCC研究在全球变化研究中的地位和作用,综述了国内外海岸带LUCC研究的进展,指出目前在海岸带LUCC研究中主要存在的问题:即驱动力模型和机制研究相对欠缺;对气候、水环境等的影响机理不明确;对环境脆弱地区的LUCC研究甚少等。今后应该加强海岸带地区LUCC物质通量研究、海岸带地区环境之间的影响模式以及与海岸带区域可持续发展之间的关系模式研究。

水体红波段反射光谱对叶绿素浓度变化的响应

在不考虑叶绿素荧光效应的前提下，基于水体光学活性因子藻类叶绿素、有色可溶性有机物及非藻类颗粒物的吸收和后向散射系数，根据前向辐射传输模型模拟水面以上遥感反射率，分析了藻类叶绿素红光峰强度和波长位置随浓度的变化规律。结果发现：叶绿素浓度为1～50 μg·L-1时，红光峰强度和叶绿素浓度呈较好的线性关系，随叶绿素浓度的增加，线性关系越来越不明显。当叶绿素浓度为1～1 000 μg·L-1时，则呈现较好的对数关系;随叶绿素浓度的增加，红波段反射峰波长位置按对数规律逐渐向长波方向移动，不同水色组分的水体，其叶绿素在红波段的光谱反射特性随浓度的变化规律是一致的;此外，对比研究显示红波段反射峰特征不同于荧光光谱。

基于实测光谱的烟台四十里湾水体叶绿素a遥感反演

水体叶绿素a含量是二类水体水色遥感反演的主要参数之一。通过分析烟台近海水体实测反射光谱曲线,选取了特征波段及波段组合,建立了研究区叶绿素a含量遥感反演模型。通过对比不同反演模型可知:三波段模型是烟台近海水体叶绿素a遥感反演的最优模型,决定系数为0.660 8,均方根误差(RMSE)为0.59μg/L;其次是归一化荧光高度模型和反射峰面积模型,决定系数分别为0.621 3和0.558 9,RMSE分别为0.62μg/L和0.67μg/L。

广西2000-2013年岸线变化及驱动力分析

岸线是一种重要的国土资源。岸线资源的不合理利用会给海岸带生态环境带来严重的污染和生态破坏。为了研究广西海岸带区域岸线的分布和利用状况,合理开发和利用海岸带岸线资源,通过利用不同时期遥感影像,结合水陆边界识别技术及临岸地物类型、结构等信息对广西岸线空间分布和属性信息进行遥感识别和提取,对岸线变化的驱动力进行分析,获取了广西不同时期岸线及围填海的空间分布及岸线属性信息。通过分析研究不同时期的岸线分布状况、围填海状况及岸线属性信息,结果表明:广西岸线类型丰富,自然岸线以生物岸线、淤泥质岸线为主;人工岸线以港口、码头、养殖等类型为主,养殖围堤是该区最显著的岸线类型。13年间自然岸线逐渐减少、人工岸线逐渐增加,岸线总长度增加102.86km,其中岸线变化最大的时期是2005-2010年;广西沿岸13年间围填海面积为66.74km2,围填海主要的增长点是钦州市钦南区及防城港市港口区。港口、码头及工业园区建设是广西岸线及围填海的主要驱动力。本文研究结果对该区域岸线资源的合理开发利用、生态环境的保护、港口合理布局等方面均具有较好的指导意义和作用。

塔里木盆地西部卤水地球化学特征及成钾远景预测

在塔里木盆地的地质发展史上,尤其是在白垩纪和第三纪,经历了多次新特提斯海的海进和海退,带来了大量成盐物质,再加上后期持续干旱的气候条件和适宜的岩相古地理条件,使塔里木盆地沉积了一套厚层石盐岩、膏泥岩、碳酸盐岩以及泥质岩等,为钾盐资源的形成奠定了一定物质基础,同时由于受地质构造和中生代盆地断裂的控制所形成的若干次级盆地,加上适宜的古地理环境,使其具备了钾盐矿床形成的基本条件。通过野外实地考察取样,采集岩盐及卤水样品共300多件,用于实验分析的共142件(卤水43件)。通过对塔里木盆地西部卤水的地球化学特征分析,讨论了寻找钾盐的直接指标K+含量和各种地球化学特征系数,探讨了塔里木盆地的成盐模式、卤水浓缩阶段和成钾可能性,得出:塔里木盆地的钾盐远景区是喀什凹陷和阳霞凹陷;依据溴和硼含量以及各种特征系数值与正常卤水浓缩值比较,可知塔里木盆地是溴和硼等微量元素含量较少的地区,不能完全依靠这些特征参数来判断塔里木盆地的卤水浓缩程度和钾盐资源状况,同时也说明了塔里木盆地是一个成盐环境相对比较复杂的地区。

塔里木盆地西部含盐系地层成盐元素的地球化学初步研究

钾矿是我国目前紧缺的矿种之一 ,钾矿的寻找对我国有着十分重要的意义。塔里木盆地是我国第三系地层的广泛发育区域 ,有一定的找钾远景 ,尤其是库车、莎车等地区。通过对塔里木盆地 (坳陷 )西部的区域地质概况、成矿条件等的介绍 ,运用地球化学的分析测试手段 ,对塔里木盆地西部采集到的样品作了地球化学分析。论述了该区成盐沉积的地球化学特征 ,并讨论了该区形成钾矿的可能性。

塔里木盆地地质环境演化及钾矿寻找研究进展

描述了我国钾盐资源的现状,总结了世界上大型钾盐矿床的分布和形成规律:物质基础、地质构造、岩相古地理及气候条件。分析了塔里木盆地的基本概况,阐述了在晚白垩—古近纪这一历史上重要的成盐期,塔里木盆地的地质环境演化历史,分析了塔里木盆地晚白垩纪和古近纪沉积相特点,确定了塔里木盆地的两个浓缩中心——库车凹陷和塔西南凹陷,综述了塔里木盆地的地质找钾状况,为钾盐的找矿工作做了良好的地质铺垫。

环渤海围填海遥感监测及对策建议

针对环渤海地区不合理的围填海状况,选取不同时期的遥感影像对该区域围填海状况进行了遥感提取和分析。通过分析环渤海不同时期围填海状况可知自1982-2014年环渤海地区围填海面积总计是2803.51km2,年均围填海面积是87.61km2。32年来环渤海地区年均围填海面积逐渐增加,2000年之前,年均围填海面积较小;2000-2010年年均围填海面积较快增加;2010-2012年迅猛增加,以后年均围填海面积呈现快速降低的趋势;2012年之后年均围填海面积逐年下降。

基于GF-WFV的厦门海域水体悬浮物浓度反演

为利用遥感技术快速、及时的掌握厦门近岸海域水体中悬浮颗粒物的总体分布情况,现场测量了厦门海域水体的下行入射辐射、天空光以及经过水气界面后反射回的辐射,计算了该海域水体表面的离水辐射获得了水体表面以上遥感反射率;同时采集了与光谱信息同步的水体样品,并分析了水体中的悬浮颗粒物质量浓度,获取了对应站位的水体反射波谱曲线和采集样品的浓度数据.通过研究不同站位水体的反射光谱数据,依据GF-WFV波段设置,对现场实测的光谱数据进行了拟合,并创建了基于GF-WFV拟合波段的悬浮颗粒物浓度经验反演算法.通过研究发现拟合(Rrs3+Rrs4)/Rrs2(其中Rrs1、Rrs2、Rrs3、Rrs4分别是GF-WFV第1、2、3、4波段的遥感反射率)同实测水体悬浮颗粒物质量浓度之间的决定系数为0.655,依据研究得出的反演算法反演该海域水体悬浮颗粒物质量浓度,其均方根误差为11.03 mg/dm3,相对误差为8.40 mg/dm3.利用同步的GF-WFV遥感数据对厦门近岸水体中总悬浮颗粒物质量浓度进行了研究,获取了研究区水体悬浮颗粒物的空间分布情况,结果表明GF-WFV遥感数据能很好的反映厦门近岸水体悬浮颗粒物浓度分布状况.

基于MODIS的烟台近海水体叶绿素浓度分布

利用实测光谱数据及水体叶绿素浓度数据建立了基于MODIS数据的叶绿素反演模型,并利用MODIS L1B数据对研究区的叶绿素浓度进行了反演。通过分析烟台近海水体叶绿素浓度分布得出,烟台近海水体叶绿素浓度由沿岸向海延伸,叶绿素的浓度逐渐增加;通过不同月份的叶绿素浓度分布状况发现,夏季水体叶绿素浓度含量最高,冬季最低。

塔里木盆地西部盐矿点卤水地球化学特征及成钾预测

在塔里木盆地的地质发展史上,发生了多次的海进和海退,带来了大量的成盐物质。而且,由于极度的干旱,沉积了大量的岩盐,有望在塔里木盆地找到钾盐。通过野外工作,发现在塔里木盆地西部有大量石盐和盐泉卤水出露。笔者基于地质概况和岩相古地理特征的介绍,通过对采自塔里木盆地西部卤水样品的化学分析,讨论了其地球化学参数及成钾可能性。根据卤水样的分析结果得出:大多数卤水都是从厚层的岩盐中淋滤出来的,岩盐主要是氯化物型,这种类型的岩盐表面上都没有达到钾盐沉积的阶段;其次,根据Br和K含量表明WSKL(乌克沙鲁)已经有钾盐沉积的显示,是一个值得注意的地方,应该把重点放在这个区域;最后,由于原始沉积的原因,塔里木盆地Br含量普遍很低,这一点通过实验结果和收集到的资料已经得到了证实,不能单纯地依据Br指数来判断岩盐的沉积阶段,必须寻找除海相成钾以外的其他的成钾模式。

辽宁省岸线及围填海变化分析

针对辽宁省岸线利用和围填海状况,选取不同时期的遥感影像对该区域岸线和围填海状况进行了遥感信息提取和变化分析。通过分析辽宁省不同时期岸线变化和围填海状况,得出2014年辽宁省岸线总长度为2446.81km,32年间增加了720.27km,但是自然岸线却减少582.71km,人工岸线增加1302.98km;辽宁32年间围填海总面积为969.82km2,年均围填海面积是30.31km2,大连围填海面积最大,其次是盘锦和锦州,围填海面积分别是417.64km2、176.68km2及175.11km2;围填海主要集中在2010-2014年,年均围填海面积是101.98km2,其次是2000-2005及2005-2010年年均围填海面积是38.23km2,1982-2000年间年度平均的围填海面积最小,为9.98km2。

黄土粒度组成的古环境意义研究进展

中国黄土高原的黄土与古土壤序列完好地记录了250万年以来的全球气候变化情况,被认为是反映第四纪古气候和古环境的重要载体。阐述了黄土粒度研究现状与进展,黄土的粒度组成、磁化率、粒度分形等及其所反映的古环境意义。

花青素对植物反射特性的影响及遥感估算:叶片尺度

花青素是植物三大色素之一,与植物的生长发育、生长状态以及生长环境状况密切相关,花青素动态变化对生态环境的监测和预警具有重要意义。对叶片光学特性与色素关系的深入理解是估算色素浓度的前提,然而花青素对叶片光学属性的影响并未能得到系统地分析,极大地限制了植物花青素的反演和监测。该研究从机理出发,采用包含花青素参数的新一代植物叶片辐射传输模型PROSPECT-D,结合改进的Sobol’算法,获取输入参数协同变化条件下叶片的光学表现,计算模型参数的全局敏感性指数,全面分析花青素对叶片光学属性的影响,探索花青素的光学敏感波谱区间,在此基础上,以地面实测的叶片波谱和色素数据为样本,发展并探讨叶片尺度花青素的遥感反演方法。结果表明,Sobol’全局敏感性分析结果受样本量变化的影响,总敏感性指数在样本数为3 000时达到稳定;花青素主要影响400~689 nm波谱范围的叶片反射特性,叶片对光子的反射能力随花青素含量的增加而降低;叶绿素、类胡萝卜素与花青素对叶片的反射存在协同作用,在467~589 nm波谱区间,花青素对叶片反射的贡献高于其他参数,花青素总敏感性指数在509 nm处最高(86.64%);基于叶绿素、类胡萝卜素对叶片反射能力的贡献程度,花青素的波谱敏感区间可分为三个部分:467~505 nm(花青素、叶绿素、类胡萝卜素共同影响区)、 506~541 nm(花青素、类胡萝卜素影响区)、 542~589 nm(花青素、叶绿素影响区);叶片花青素含量与敏感区间的高光谱窄波段、波谱指数之间存在显著的线性关系。在所有的窄波段中,样本花青素含量与560 nm的叶片反射率的相关性最好,相关系数为0.948,但由于花青素与叶绿素、类胡萝卜素光谱吸收波段重叠,考虑其他色素干扰的波谱指数ARI、 mARI(Sentinel-2波段参考)与花青素表现出了好的相关性(相关系数分别为0.953 2, 0.953 6),但由于波段设置的差异,不同卫星的波谱指数表现并不一致。该研究可为未来更大范围的花青素遥感估算奠定重要的理论基础。

塔里木盆地西部古岩盐地质地球化学特征与成钾条件分析

塔里木盆地是我国重要的成盐盆地,为我国最有远景的找古钾矿地区之一。本文通过多年野外实地调查和大量岩盐样品的化学分析,特别是岩盐中可以指示沉积阶段的Br×103/Cl系数等区域分布特征,联系前人研究资料,分别从构造环境、地层和岩相古地理、地球化学特征等方面进行了成钾条件分析。结果表明,莎车盆地西部喀什坳陷和库车盆地中部拜城坳陷宏观地质特征均有利于钾盐沉积;岩盐地球化学组成相对于正常海相沉积表现出明显的贫Br特征,属海陆交互相或海源陆相沉积。相比之下,莎车盆地的喀什次级坳陷是目前最有前景的找钾远景区。

青海湖南岸全新世黄土地球化学特征及气候环境意义

位于青藏高原东北部的青海湖是我国最大的内陆湖泊,通过湖相沉积进行湖区全新世环境演变研究已取得诸多成果。作者选择青海湖南岸黑马河有绝对年代控制的全新世黄土剖面,利用CaCO3、CaO、MgO和Sr元素组分以及氧、碳同位素等较为可靠的地球化学指标,尝试进行了湖区全新世黄土的分层,探讨了黄土堆积过程中的气候环境演变。结果表明,青海湖南岸的黄土按成土作用强度的不同可分为两层:上部为成土化较弱的黄土层;下部为成土化较高的古土壤层,其仍可进一步分为两个亚层。全新世湖区气候环境的波动在地球化学分布特征中有较强表现。

多时相遥感影像变化检测方法研究进展综述

近年来,随着遥感平台和传感器的发展,已经实现了对地球表面大部分区域的连续重复遥感观测,积累了海量的多源、多尺度、多分辨率遥感数据。这些数据详细记录了地表上各种地物的变化过程,使得基于遥感影像的中长期变化检测等全球变化研究成为可能,并极大地推动了遥感影像处理方法和应用的研究。但是,尽管许多学者已经开展了大量相关的研究工作,目前基于多时相遥感影像的变化检测仍然面临许多挑战,还没有形成相对完整、成熟的理论体系,对相关研究进展的系统性总结工作仍然相对缺乏。回顾了多时相遥感变化检测方法的发展现状,并根据输人数据类型和数量的不同将这些方法分成单时相分类比较法、双时相比较法和时序分析法三类,对其进展情况和特点分别进行总结分析,然后就多时相遥感影像变化检测方法研究中现存的问题加以分析,并尝试探讨了其发展趋势。

植被叶片光谱及红边特征与叶片生化组分关系的分析

以LOPEX’93数据集为基础,利用最新的叶片光学模型——PROSPECT5模型模拟了不同生化组分(叶肉结构参数、等效水厚、叶绿素、类胡萝卜素和干物质)含量叶片的反射率、透射率和吸收率光谱,并在此基础上提取植被红边特征,系统分析光谱和叶片生化组分的关系,建立光谱特征与叶片生化组分的关系模型,为生化组分反演提供一定的理论基础。结果表明,在可见光部分,叶片的光谱主要取决于叶肉结构参数和色素(叶绿素和类胡萝卜素);在红外波段,叶片的光谱主要受水分、叶肉结构参数和干物质含量的影响。不同的波段范围内,光谱对生化组分的敏感度不同。叶片的红边特征不受水分和类胡萝卜素的影响,但红边位置随叶绿素的增加向长波方向移动(红移)。红边斜率随内部结构参数的增加而增加,两者之间的关系可用二次方程描述,这为叶肉结构参数的求解提供了一个方向。

塔里木盆地西部古盐矿点卤水水化学特征与找钾研究

在塔里木盆地发展地史上,白垩纪—第三纪时曾有过多次大的海浸,带来了丰富的盐类物质成分,又由于干旱封闭的气候环境,其西部沉积了广阔而厚层的盐岩,因此一直被列为我国有利的找钾远景区。在对塔里木盆地西部晚白垩—第三纪地层出露盐矿点实地考察的过程中,采集、分析了一些卤水样品的水化学组成,通过K+含量及一些水化学系数变化特征的研究,查明了卤水的成因类型属石盐岩淋滤水,K+含量较低,没有出现显著水化学系数异常;但相比之下,塔里木盆地西南喀什坳陷构造区Br含量值明显高于库车坳陷,Br×103/Cl值等具找钾意义的水化学系数比其他地区高1～2个数量级,推测淋滤的盐层当时的成盐古卤水浓缩程度较高,Br出现相对的富积,有一定的找钾远景;另外,对比海水蒸发实验结果,发现卤水的化学成分明显不同于经典的海相成盐淋滤卤水,指示海相标志的Br、B等含量较低,反映了该区成盐环境是在海陆相互作用的复杂条件下形成的,今后的找钾工作不能局限于经典的海相成盐理论,应该结合岩盐及含盐系地层地球化学、盆地构造变形历史及构造分异特征的综合分析研究,寻找新的找钾指标,以期在喀什坳陷等更深一级次级盆地发现可能的钾盐矿床。