2001—2015年天山北坡植被覆盖动态变化研究

利用天山北坡2001-2015年植被生长比较旺盛月份(6-9月)的MODIS NDVI产品数据,结合像元二分法进行植被覆盖度提取,并对其空间分布特征、随时间及地形的动态变化和面积加权重心进行分析。研究表明:(1)天山北坡6-9月多年平均植被覆盖度介于0.4-0.5,以低、中低植被覆盖度为主,各等级植被覆盖度大致呈西北-东南向相间分布;(2)2001-2015年间,植被覆盖度有逐渐上升的趋势;植被覆盖改善区域(54.42%)大于退化区域(45.58%),西部较东部改善更为明显;植被覆盖度变异类型以弱变异和中等变异为主,植被覆盖度变化类型以稳定型为主;(3)天山北坡区域植被覆盖度变化受海拔高度影响明显:随着海拔高度的上升,较低植被覆盖度比例呈现先上升后下降再次上升趋势,较高植被覆盖度则与之相反;海拔3880 m以上低植被覆盖度占绝对优势,较高的植被覆盖度占比逐渐下降直至几乎绝迹;(4)各等级植被覆盖度面积加权重心集中在沙湾县、石河子市、玛纳斯县及呼图壁县;并呈现由集中到相对分散的趋势。

丝绸之路经济带核心区城市化水平与生态环境耦合协调关系综合测度

利用熵值法建立丝绸之路经济带核心区--新疆维吾尔自治区城市化和生态环境之间的耦合协调模型,并针对2个子系统建立相应的评价体系进行测度和分析。结果表明,2007-2016年新疆城市化水平上升速度较快,在此期间人口、经济、社会和土地城市化共同推动新疆城市化进程;而生态环境子系统表现出先降后升的"V"字形发展趋势。从2007-2016年2个子系统耦合度的时序特征来看,新疆城市化-环境系统耦合度处于0.240~0.500之间,经历了低水平耦合、拮抗并即将达到磨合阶段,基本处于中低水平。新疆城市化与生态环境在2007-2016年的耦合协调度经历了低强度低耦合阶段、中强度低协调阶段和中强度中协调阶段,基本处于中低水平,但也在逐渐提高,说明随着新疆城市化水平的逐渐提高,人地关系也在逐步协调。

PM2.5遥感研究热点分析

选取2004年-2017年被中国知网学术期刊网络出版总库(CNKI)和Web of Science(WOS)核心合集收录的遥感研究PM2.5的文献为数据源,以遥感(Remote Sense、Remote Sensing、RS)和PM2.5为主题进行检索,利用文献计量和共词分析的方法对检索到的文献数量、关键词、收录期刊、作者等进行研究状况和趋势分析,对遥感研究PM2.5的热点进行归纳,总结的研究热点如下:(1)通过遥感手段研究PM2.5主要是利用传感器获取的气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)数据,建立AOD和PM2.5之间的相关关系,对PM2.5浓度进行估算,NASA的MODIS气溶胶产品是采用最为广泛的数据;(2)PM2.5与PM10之间存在着时空上的相关关系,与雾霾的形成息息相关;(3)遥感技术的迅猛发展,实现了对PM2.5多方式实时监测,未来PM2.5遥感监测手段将更加便捷、丰富多样;(4)遥感技术对于由PM2.5污染引起的地方性疾病的监测将发挥越来越大的作用;(5)PM2.5的分布与城市化息息相关,结合多源遥感影像对城市化的进程进行分析,建立两者之间的相关关系;(6)由于遥感本身具有一定的局限性,要加强实地监测以便对PM2.5进行更有效的分析研究.

乌鲁木齐市土地生态安全综合评价

土地生态环境是人类生产生活的重要场所,其安全状况与人类社会的可持续发展息息相关。通过选取干旱区城市乌鲁木齐市为研究对象,针对乌鲁木齐市2017年土地生态环境现状,应用生态系统服务价值(ESV)评估、景观生态安全指数(LES)、压力-状态-响应(PSR)模型共同构建乌鲁木齐市土地生态安全评价体系。结果表明:(1)2017年乌鲁木齐市ESV为220.70×108元,97.48%的区域为中低ESV区域,ESV最重要的贡献来源是林草地,最主要的贡献区域是乌鲁木齐县和达坂城区,不同区域ESV差异明显。(2)乌鲁木齐市具备典型的干旱区城市景观特征,景观整体分布相对协调,但具备生态优势的景观分布还较少。景观生态安全(LES)指数从空间上表现为“西低东高”,且总体水平偏低,同时各区域的LES指数还有一定的分类组团特征,高值区域集中在达坂城区、乌鲁木齐县、米东区等边缘区域,中心城区的LES指数普遍较差,受人类活动影响深刻。(3)乌鲁木齐市各区域土地生态安全主要分布在敏感级和相对安全级之间,整体处于中等水平,边缘区域普遍高于中心区域,边缘区域中乌鲁木齐县的土地生态安全水平最高,中心区域中高新区土地生态安全水平最高。随着城市扩张和人口增长,土地侵占、资源消耗等矛盾加剧,部分区域的土地生态安全已经受到一定程度的破坏,能够维持现有水平,主要凭借乌鲁木齐市各区域的自然本底(状态),人类活动的恶劣影响(压力)和积极改善作用(响应)尚不明显。

基于参数优化SVM方法识别盐生植被钠离子光谱特征

新疆盐渍土地分布广、面积大,在这些盐渍土地上生长着多种类型的盐生植物,它们对改良盐渍土地、维护生态稳定、促进生态平衡具有重要的现实意义。有关研究表明,许多盐土植物大量吸收钠,钠与钾都能增加细胞渗透压,以适应高盐环境,产生膨压而促进细胞的伸长,因而对其生长是有益的,能部分代替钾的功能。因此掌握盐生植物的钠特征,有助于了解盐生植物对生态环境的长期适应和响应,使用高光谱技术实现有效诊断叶片钠特征。首先,对实测冠层高光谱数据,采用离散小波变换(DWT)和db5小波对原始光谱进行9层小波分解,求取最佳分解层数为5层。其次,对光谱数据进行5层db5小波分解,对分解后的高频分量和低频分量建立了小波植被指数,筛选出可敏感表征钠离子含量的小波植被指数。最后,利用SVR, LS-SVR, PSO-SVR和PSO-LS-SVR模型建立盐生植被钠离子含量的估算模型,并与由原始光谱构建的光谱植被指数建立的估算模型进行比较。此外,引入偏最小二乘回归模型PLSR作为对比,评价参数优化的支持向量机方法在高光谱技术估测盐生植被叶片钠离子含量的优势。结果表明:(1)5种模型预测结果表明, PSO能有效优化SVR和LS-SVR模型参数(c,g),提高模型精度和预测能力,优化后的模型具有预测精度高、泛化能力强以及稳健性能好等特点。(2)综合小波指数构建的模型是综合多尺度、多分辨率数据的反演模型,其能从不同侧面反映植被的信息,因而综合小波指数构建的4种模型优于单一小波指数构建的模型。(3)对比两种类型的植被指数反演结果,单一小波植被指数构建Na^+含量的预测模型可取得较好的预测效果,单一光谱指数估测Na^+含量效果不佳,这是因为小波变换可以减少原始光谱的噪声,凸显光谱的细节信息,增强其反演Na^+含量的精度;综合小波植被指数构建的模型精度和预测效果优于综合光谱指数构建的模型,原始光谱经小波变换后,可凸显更多的细节信息,提高高光谱反演叶片Na^+含量的能力。

2000—2017年新疆城镇体系网络结构及规模特征探析

基于城市空间网络结构和规模特征两个方面,运用修正引力模型、社会网络分析、标准差椭圆分析、中心职能模型、泰尔指数模型等,综合刻画2000—2017年新疆城镇体系区域经济的空间发展规律及变化差异。结果表明(:1)从城市空间网络结构来看,新疆城镇体系城市网络的范围持续扩张,等级分层较为突出,空间上表现为以乌昌石城镇群为核心逐级递减的单核圈层结构。联系网络的密度有所下降,但变化较小,各子城镇群的区域联系有待加强。新疆城镇体系的内部凝聚力远大于外向辐射力,整体上形成资源不断涌向核心区域的现象,正处于发展严重不协调阶段。(2)从城市规模特征来看,新疆城镇体系的区域格局主导方向为“东北-西南”,空间结构长期稳定,核心区域集中在天山中部,总体呈现“一级超强,分散组团”的发展格局,乌昌石城镇群与其他区域差距悬殊且极化现象愈加突出,各子区域间表现出明显的等级差异。同时,各地区的差距不断增大,发展也相对割裂,没有形成良好的互动,城镇职能配置不断转移,呈现显著的“虹吸”效应。总体来看,研究区的“中心-外围”特征显著,区域经济格局虽然存在一定弊端,但等级严序的分层结构,次级城镇群间差异较小等特征为优化经济格局框架创造了可能。