草地遥感估产的原理与方法

在介绍草地遥感估产的原理和方法的基础上,分析了单纯的遥感模型、遥感模型与地学模型相结合等不同估产方法及草地面积动态监测的特点和存在问题,并对草地遥感估产方法发展趋势做了总结。随着遥感技术的发展,草地遥感估产技术和方法也将继续发展,基于遥感数据和方法的草地估产模型更加趋于成熟,其应用也将向草原生态系统、草地退化监测、草地植被生长监测等领域扩展。

基于文献计量的草地遥感研究进展

以Web of Knowledge中2006年~2015年的972篇草地遥感相关文献作为数据源,运用CitespaceⅢ软件从关键词共现网络、文献共被引网络及突现分析等角度展开信息可视化分析。结果表明:草地遥感研究的发文量逐年递增,期刊刊文量前三名为International Journal of Remote Sensing、Remote Sensing of Environment和Remote Sensing,主要研究学科领域为环境科学、生态学和遥感等,刊文数量前三名的国家为美国、中国和德国。草地遥感关键词共现图谱显示,MODIS、植被指数、气候变化、土地利用变化、生物量等为起连接作用的核心关键词;中国草原、非洲草原、加拿大草原和澳大利亚草原是热点研究区域。从共被引文献聚类图谱可知,研究的知识基础聚类主要包括:生物量、灾害风险评价、LAI反演、草地退化等。近十年高突变的文献分析表明,当前研究应因地制宜的选择遥感数据源,加强产品算法和模型的改进,不断提高遥感应用的精度。

近二十年中外文草地遥感研究热点及前沿演进——基于CiteSpace的数据可视化分析

本文以Web of Science和CNKI数据库中检索到的2000—2019年有关草地遥感研究的1388篇文献为数据源,运用CiteSpaceⅤ软件从发文趋势、期刊、学科、国家、机构、作者、研究热点、活力等角度,定性定量地开展文献可视化分析。结果表明:草地遥感研究具有多领域、多学科交叉融合特点,中外文发文量均随年份的增加呈上升趋势,核心期刊以Remote Sensing为首;中国在该领域有较高的积极性,但影响力低于美国和德国;共有83个国家的488个科研机构就草地遥感领域的研究展开了793次合作,各机构国内合作交流较国际间频繁;核心作者间未形成稳定的作者群,且普通作者形成的合作群体内部交流合作远多于群体之间;中外文研究热点共同集中在草原生态治理和资源利用上,相比于外文,中文研究更加集中在解决当前草原生态问题;高被引文献半衰期较短(2.5~3.5年),文献老化速度较快。

基于文献分析的草地遥感研究进展

利用CiteSpace软件,以Web of Science中1980-2018年2121篇草地遥感领域的文献数据为研究对象,进行定性与定量相结合的文献可视化分析;回顾草地遥感领域研究发展历史,分析梳理了各国(地区)、研究机构及核心作者的研究成果,总结1980-2018年的三类热点主题,并显示出草地遥感领域研究前沿主题的三个发展阶段,预测其发展趋势,为以后草地遥感研究提供参考.

NOAA气象卫星草地遥感研究动态

NOAA气象卫星安装了改进型甚高分辨率辐射仪(AVHRR),采用相应的轨道设计.与Landsat和SPOT卫星相比,具有时间分辨率高,成象面积大,成本低,不受地理条件限制等优点,而且具备进行草地遥感的光谱波段,使其在草地遥感研究中的应用日益广泛.一、气象卫星草地遥感的基础研究NOAA/AVHRR通道1(CH1)的光谱波段为0.58-0.68μm与Landsat/MSS5(0.6-0.7μm)、TM3(0.63-0.69μm)、SPOT/HRV2(0.61-0.68μm)

喀斯特石漠化环境下空间关系分析以及草地遥感调查

本文主要探讨喀斯特石漠化环境下空间关系分析以及草地遥感调查，依照影像的颜色、影像色调和影像纹理的对应特征，进而得到喀斯特石漠化环境下，对应整体草地植被的覆盖信息数据与喀斯特石漠化的分布数据信息。选取定位观测与野外草地的样本调查共同开展验证，建设起喀斯特石漠化的恶劣环境下的草地遥感调查的解释、注译的标志：在此基础选取应用相关技术，整理、分析喀斯特石漠化的恶劣环境下与草地关联的相关信息和相关数据，可以有效实施在喀斯特石漠化的恶劣环境下的草地遥感调查，草地位于石漠化环境的地区及空间关系分析。本文主要研究草地类型区的石漠化，期待本次研究可以为喀斯特草地类型区的治理，降低喀斯特地区的生活和生态双重退化、贫困的局面，减轻水土流失，推进生态环境的改善提供有效、合理的实际指导和真实借鉴。

我国草地遥感科学发展的轨迹、内涵及展望

在全面总结国内外草地遥感科学发展的成功经验和多年研究探索的基础上，提出了我国草地遥感科学的概念和体系，并系统地论述了我国草地遥感科学发展的过程、内涵与特点及前景展望，为草地遥感技术和科学的进一步发展提供了理论依据。

遥感环境综合技术系统在草地资源动态监测与管理中的应用研究──以新疆阜康县为例

本研究利用１９９１～１９９３年在新疆阜康县不同草地类型上观测到的牧草产量、环境资料与地面光谱、气象卫星资料等，进行了多重相关分析。结果表明，不同类型的草地产量与环境因子和各种绿度值间存在着显著相关性（Ｐ＜０．０５），相关系数（ｒ）均达到０．８４以上，并通过Ｆ检验。又利用作者研制开发的遥感环境综合技术系统（ＲＳＥＣＴＳ）进行了草地资源的系列动态监测与分析，建立了地学、光学、卫星遥感和综合估产模型及相应的可利用牧草估产模型等，估产精度可达９０％以上；在草地产量预报中，成功地导入投影寻踪回归（ＰＰＲ）技术，建立了牧草产量预报模型，提高了产量预报的精度与效能；并运用以上优化模型进行了实际产量预报，总体精度达到７５％以上，求得了冬季枯草产量换算系数和牧草产量年变率。同时，进一步运用ＲＳＥＣＴＳ建立了草地利用和草畜平衡监测模式及进行了草畜平衡与管理诸方面分析和论证，基本实现了从初级生产到次级生产对草地资源的遥感动态监测，解决了许多有关技术性难题，找出草畜系统管理中存在的主要问题，制定了调控措施，为草地资源的科学管理与合理利用，提供了坚实依据和可靠方法。

遥感技术在草地资源调查研究中的应用

简要介绍遥感技术在我国土地资源调查研究工作中的应用发展过程,阐明土地资源遥感的主要研究方法。以草地资源遥感为例说明遥感技术在土地资源调查研究中的应用,分析了草地资源遥感调查技术路线与技术支持、草地类型分类系统的分类原则以及草地遥感的调查方法。

喀斯特山地草地资源遥感调查及常态化监测研究——以灌阳县为例

以广西壮族自治区桂林市灌阳县为研究区,采用第二次全国土地调查成果和高分辨率遥感影像(Worldview-Ⅰ和Worldview-Ⅱ),叠加数字高程模型(DEM)、坡度和土壤等数据,利用面向对象方法遥感解译获取喀斯特山地草地资源的类型、面积及空间分布,建设灌阳县草地资源调查数据库;通过构建草地资源分类和土地利用现状分类的对应关系,借助第二次全国土地调查的年度变更调查成果,实现了喀斯特山地草地资源调查的常态化监测,拓展第二次全国土地调查及年度变更调查成果的应用领域。结果显示,2012年灌阳县草地资源面积为20829.42hm2,其中热性草丛类面积为711.09hm2,热性灌草丛类面积为16246.76hm2,热性稀树灌草丛类面积为3871.57hm2,与1986年第1次草地资源普查相比减少了32125.05hm2;借助2012-2016年土地利用变更调查成果,实现了灌阳县草地资源调查数据库的动态更新,2016年灌阳县草地资源面积更新为20744.18hm2,与2012年相比减少了85.24hm2。农业结构调整、未利用地开垦和城镇建设用地扩张等人为活动以及山体滑坡等自然灾害导致了灌阳县草地资源面积的减少。通过灌阳县喀斯特山地草地资源遥感调查和土地利用变更调查成果扩展利用的研究,实现了草地资源信息化管理和动态监测,为喀斯特山地草地资源的开发、利用及政府决策提供了可靠的数据基础。

基于遥感张家口坝上地区1980—2019年草地变化趋势与影响因素分析

张家口坝上地区为京津冀生态环境支撑区重要组成区域,草地在维持生态系统稳定、保障京津冀地区生态环境安全中发挥着重要作用。选取研究区1980—2019年间8个年份的Landsat遥感影像,定量分析了研究时段草地的时空变化趋势。结果表明:与1980年相比,2019年草地面积减少73.38%;在空间分布上,总体而言东部草地覆盖度高于西部,康保县、尚义县、张北县的安固里淖周边草地退化严重;古近系和中生界分布区域草地的发育率高于其他地质单元。分析认为:大面积的草地变耕地是造成草地锐减的主要因素;降雨量的降低、地表水的干涸、地下水位下降、大面积的土壤盐渍化是造成草地退化的重要因素;成土母岩的地质地球化学特征和赋水特性对草地生长发育有显著地影响。

新疆三种主要草地植被类型的高光谱反射特征研究

本研究利用便携式地物光谱仪,对新疆部分天然草地类型及植物进行了实地光谱测量,分析和比较了3种草地类型的光谱反射特征。结果表明,在可见光波段,干荒漠类草甸植被,除角果黎外,其冠层反射率要低于低地山地草甸和蒿属荒漠草地。而在近红外波段,角果黎、骆驼蓬、梭梭冠层光谱反射率明显高于低地山地草甸植被和部分蒿属荒漠草甸植被。同一类型草地中,由于植被类别间的差异以及叶片内部结构的不同,冠层光谱反射率差异较大。3类草地类型不同植被的红边特征参数表现为干荒漠类草甸的梭梭红边位置最高,低地山地草甸的博洛塔绢蒿红边位置最低;蒿属荒漠类草甸的骆驼蓬的红边斜率和红边面积最大,低地山地草甸的苔草红边斜率和红边面积最小。对6种代表性的植被指数分析得出,PRI、OSAVI、MCARI指数均表现为蒿属荒漠类草甸<低地山地草甸<干荒漠类草甸。NDVI植被指数则表现为低地山地草甸最大,而干荒漠类草甸最小。GNDVI指数表现为低地山地草甸最大,蒿属荒漠类草甸最小。总之,高光谱遥感对于草地植被的分类监测和遥感反演等具有重要的意义。

基于3S的新疆阜康典型草地产草量及草畜平衡分析

以西北干旱半干旱地区典型代表城市——新疆阜康市为例,根据遥感影像、气象资料、年鉴和前人研究结果,利用遥感分类结果和产量估测模型计算了1990年、1999年和2008年的草地地上生物量,并结合牲畜数量计算了各年份的草畜平衡状态。结果表明,1)近20年研究区草地总面积和总产量均呈现持续下降的趋势,至2008年,牧草总产量较1990年减少了4.66%;2)1949-2008年,随着研究区年末牲畜存栏数的增加,1990年、1999年和2008年的可利用牧草总储量分别为3.77×105、3.64×105和3.63×105 t,这3年的草畜平衡状态为1990年和2008年分别欠载22.81%和4.91%,而1999年超载9.67%。结合研究区遥感分类图片、气候变化和牲畜存栏量分析可知,1990-2008年研究区农业开垦侵占草地导致草地地上生物量减少,加之年末牲畜存栏量的增加,单位面积草地载畜量压力加大,直至2005年前后实施退牧还草项目后,载畜量压力才得以缓解。草地生态和畜牧业要实现双赢发展,必须加大对草地生产力和牧区生产经营方式的实时监控力度。

禁牧对盐池县草地覆被变化的影响

北方农牧交错带是我国重要的生态安全屏障和畜牧业生产基地,是典型的生态脆弱区,草地是该区土地覆被的主要类型,研究禁牧后草地覆被的时空变化及其影响因素对草地资源管理意义重大。为此,在农牧交错带典型区宁夏盐池县,运用RS和GIS技术,对全面禁牧以来草地面积及盖度时空变化进行研究,借助多元线性回归分析,明确影响草地恢复的主要因素。研究发现,全面禁牧后,盐池县草地面积显著增加,由2000年的3 760.14km2持续增加至2015年的4 250.77km2,以正南和西南方增加最多;草地覆盖度显著增加,其中较低覆盖度草地比重由74.61%下降到63.42%,中覆盖度草地比重由19.86%增加到22.18%,较高覆盖度草地比重由1.76%增加到8.71%,以东北和正北方盖度增加最明显,草地覆盖度增加过程存在一个显著的先提高再降低最后稳步提升的"N"型波动过程。回归分析显示,禁牧后,草地覆被与畜牧业经济增长率和年均温显著负相关,与年降水量显著正相关。

RSECTS开发和在草地及其它土地资源动态监测中的应用（Ⅱ）

利用１９９１～１９９３年在新疆阜康县不同草地类型上观测到的牧草产量、环境资料与地面光谱、气象卫星资料等，进行了多重相关分析。结果表明，不同类型的草地产量和环境因子与各种遥感绿度值间存在着显著相关性（Ｐ＜０．０５），相关系数（ｒ）均达到０．８４以上．并通过Ｆ检验．通过３年多研究，主要运用确定性强的遥感、环境和牧草产量及其它土地资源资料，借助于计算机和ＧＩＳ，开发和建立了遥感环境综合技术系统（ＲＳＥＣＴＳ）。利用ＮＯＡＡ气象卫星信息和ＥＲＤＡＳ软件，进行了阜康县草地类型分类、草地和土地类型图及产量分级图制作，建立了ＮＯＡＡ卫片目视解译标志。并且利用ＲＳＥＣＴＳ系统，对阜康县草地与其它土地资源进行了大面积动态监测与分析．研究发现，１９９２年该县的草地与其它土地资源比１９８２年前有较大变化，其研究结果也证明，利用ＮＯＡＡ气象卫星资料可进行草地和其它土地资源初级生产的动态监测．

新疆阜康荒漠植被指数特征和时空过程分析

研究天山北坡典型荒漠区草地植被覆盖变化,对于荒漠区草畜平衡及畜牧业可持续发展具有重要现实意义。采用1990,1999和2008年同时相TM/ETM+遥感影像,经辐射校正和几何校正后,基于荒漠植被指数特征和垂直地带性特征,进行了专家知识决策树分类,研究了阜康市典型荒漠草地、农田等地物近20年间的归一化植被指数(NDVI)和面积变化特征。结果表明,1)经辐射校正后的NDVI与实际地物情况更接近,大致呈高山草甸>农田>温性草甸>平原荒漠>山前荒漠的规律;2)近20年间农区面积大量占用平原荒漠草地和山前荒漠,新增农田面积296.3 km2,是1990年耕地总面积的1.54倍;3)高山冰盖消融随即转变成为高山草甸类型的趋势明显,20年间减少冰雪区74.7 km2,是1990年冰雪区总面积的0.345倍,这也印证了近20年来全球变暖的说法。

艾比湖保护区荒漠植被时空过程变化及其植被指数影响因素分析

利用1990-2011年Landsat数据,结合了4个气象站点的年降水量、年均温数据,基于垂直地带性特征和荒漠植被指数对艾比湖保护区的遥感图像进行了专家知识决策树分类。研究了典型绿洲-荒漠交错带的荒漠草地等地物近20年的面积变化、NDVI及其与气候因子的关系。结果表明,1)近20年间植被类型的NDVI值大致呈山前荒漠>荒漠草原>盐生草甸>草本沼泽>荒漠的规律。2)近20年降水量与温度都呈上升趋势,植被NDVI和气温主体呈不显著负相关,与降水主体呈显著正相关。3)研究区在保护区建立前,荒漠植被退化十分严重,荒漠植被面积大量减小,大多向不可用地类转化,保护区建立后的生态环境有了很大改善。可见政府的政策导向对荒漠生态环境具有重要作用。

新疆阜康县草畜平衡动态监测与调控研究

本研究利用1991—1993年在新疆阜康县不同草地类型上观测到的牧草产量、环境资料与地面光谱、气象卫星资料等,进行了多重相关分析.结果表明,不同类型的草地产量与环境因子和各种绿度值间存在着显著相关性(ρ<0.05),相关系数(r)均达到0.84以上,并通过F检验.又利用作者研制开发的遥感环境综合技术系统(RSECTS)进行了草地资源的系列动态监测与分析,建立了综合估产模型及相应的可利用牧草估产模型等;—同时,进一步运用RSECTS建立了草地利用和草畜平衡监测模式及进行了草畜平衡与管理诸方面分析和论证,基本实现了从初级生产到次级生产对草地资源的遥感动态监测,解决了许多有关技术性难题,找出草畜系统管理中存在的主要问题,制定了调控措施,为草地资源的科学管理与合理利用,提供了坚实依据和可靠方法.

草场资源考察三十年

我国拥有53亿亩天然草场,仅次于苏联和澳大利亚,居世界第三位,是国家极其宝贵的资源。我国也保留了世界最丰富的天然草场类型和世界最大的野生牧草种质基因库。这些天然草场主要分布于大兴安岭—阴山山脉—贺兰山—横断山一线的西北,集中在少数民族聚居地区和边境地区。因此,在查清我国草场资源的基础上,科学地利用、保护好我国的草场资源。

Research on the Remote Sensing Monitoring of Grassland Productivity Based on TM-NDVI

By means of ground survey and ＂3S＂ technology,taking Maduo County in three river sources areas as example,the remote sensing model between biomass and normalized difference vegetation index（NDVI） in sampling points was established after calculating the NDVI distribution of TM image in Maduo County,and the grade distribution map of grassland productivity in Maduo County was obtained according to the grade division of grassland productivity in Qinghai Province,so as to monitor grassland productivity step by step.The results showed that grassland coverage area in Maduo County in 2009 was about 2.22 million hm2,and NDVI was mainly from 0 to 0.5,accounting for 88.64% of total grassland area in Maduo County;there was a significant correlation between biomass and NDVI in sampling point,with the correlation coefficient of above 0.7,and their model could be quantitatively expressed as follows,namely Biomass = 552.632 × NDVI1.137;grassland productivity in Maduo County was 750-3 000 kg/hm2 which occupied 72.1% of total grassland area;the highest grassland productivity in Maduo County was 4 500-6 500 kg/hm2,but it accounted for below 1% of total grassland area.