Overview of Land Use/Cover Change Dynamic Monitoring Methods

With the emergence of global environmental change issues,Land Use/Cover Change(LUCC)issues have received increasing attention.Therefore,the dynamic monitoring of LUCC has also become very important.In this paper,preliminary exploration was made to the research progress on the dynamic monitoring technologies for LUCC as well as their advantages and disadvantages,and prediction was made to the development trend of future monitoring technology.

Effect of climatic change on surface environments in the typical region of Horqin Sandy Land

The town of Agura,a typical region in Horqin Sandy Land,was selected as the study area in this paper.Using 12 remote sensing images and climatic data from the past 20 years,the effects of climate change on surface environments were analyzed.The impact indices of climatic factors,along with their corresponding ranks,were used to characterize the responses of different types of surface environments to climate change.Results show that in the past 20 years,the surface environments of the study area have been deteriorating.Furthermore,there is a positive relationship between the changes in surface environments and those in climatic factors.Various climatic factors influence surface environments in different ways and at different levels.The most sensitive factor is relative humidity,followed by precipitation and evaporation.Overall,moisture is the key factor that affects the changes in surface environments of arid and semi-arid areas.

Monitoring Land Use and Infrastructure Changes in Industrial Complex Using Geo-Informatics Technology in Gujarat State, India

In the present study, detailed investigations have been carried out in Petroleum, Chemicals and Petrochemical Investment Region (PCPIR) area in Vygra and Bharuch Talukas in Bharuch district of Gujarat State. Indian Remote Sensing Satellite (IRS-P6) LISS-III, LISS-IV and CARTOSAT digital data covering PCPIR area in Bharuch district for the period of January & February of 2011, 2012 and 2013 was analyzed for land use/land cover mapping and monitoring the changes in land use. Various thematic land use/land cover maps were prepared and GIS database for various thematic layers have been generated using satellite and ground based information. The results indicate that the major land use in the PCPIR area is agriculture with crop lands ranging from 61 to 63 per cent of the total area. Crop land has decreased from 64.7% during 2011 to 62.7% during 2013 in the PCPIR region. Area under plantations in PCPIR area has also decreased from 5.5% during 2011 to 5.2% during 2012. The industrial area has increased from 6.0% to 7.6% of the total area of the PCPIR region. The total built-up area (industries & village area) has increased from 7.1% during 2011 to 8.7% during 2013. Tree plantations in the area of around 42 ha were carried out by GIDC during 2012 and 2013 to increase the green cover in the PCPIR area.

基于2次全国制图的土壤可蚀性因子变化趋势

2011年第1次全国水利普查水土保持专项普查基于全国各省(区、市)土壤类型图和土种志剖面数据,制作首张全国土壤可蚀性因子分布图(简称2011版K值)。为了提高土壤侵蚀评价的准确性和可信度,2022年利用全国土系调查数据和随机森林制图方法对中国土壤可蚀性因子分布图进行更新(简称2022版K值)。以全国水蚀区2011版和2022版的土壤可蚀性因子(简称K值)为研究对象,分别在流域尺度和不同土壤类型下对K值大小及空间分布进行研究。结果表明:2022版全国平均K值(0.0298 t·hm^(2)·h/(MJ·mm·hm^(2)))略低于2011版K值(0.0323 t·hm^(2)·h/(MJ·mm·hm^(2))),说明全国水土流失治理发展状况有向好的趋势。其中栗钙土、暗棕壤、盐碱土等土壤类型K值的降低幅度最大,潮土、褐土、黄壤等土壤类型的K值则有所升高。K值降低主要与退耕还林、土壤改良等政策措施的出台和布设有关,升高则与集约化耕作及坡地侵蚀有关。该结果可为水土流失动态监测及治理成效评价提供科学依据。

贵州草海生态监管平台研究与实现

立足贵州草海湿地生态系统的特点和治理管理需求,通过创建地理信息大数据条件下的环境监管技术框架,建立统一的环境监管数据库,构建基于全样本分析的生态异常自动变化监测技术体系、基于深度学习的自动或半自动要素提取技术体系以及大数据统计分析技术体系,研发“一张云图”共享平台及人类区域活动监测平台,为贵州草海的全数字化监管提供了坚强的科技支撑,助力草海实现“水清、山绿、景美、人和、鸟欢”目标。

内蒙古1991—2020年风速变化及其人为影响因素

选用内蒙古118个气象台站1991—2020年年平均风速与台站沿革信息、2010年与2020年人口普查资料,根据城市人口增长率、台站迁移、仪器高度变化、探测环境变化等影响地面风速的信息,将站点分为4类分析。结果表明:内蒙古平均风速北部大于南部,西部大于东部;年平均风速整体呈减小趋势,各站差异很大;台站变化和城市化对风速的影响均比较明显,后者大于前者;探测环境对风速的影响非常可观,约为区域背景风速变化趋势的1~3倍;城市化程度越高迁站后风速的变化幅度越大;在各站风速资料突变点中,约63.2%是台站变化引起的。

2000—2021年图木舒克市生态环境质量动态监测与评价

为客观评价新疆图木舒克市驱动因素对其生态环境质量的影响,选取图木舒克市2000、2011年和2021年3期Landsat影像数据,耦合归一化植被指数(NDVI)、土壤湿度(WET)、干度(NDSI)、地表温度(LST)4个指标,分析主成分构建遥感生态指数(RSEI),结合研究区自然因素和社会经济因素,对图木舒克市近22 a来生态环境质量进行动态监测与评价。结果表明:(1)图木舒克市近22 a来RSEI均值从0.406升至0.476,生态环境质量变好面积远大于变差面积,改善区域主要分布在研究区中部、东南、西北地区,近22 a生态环境质量得到有效改善。(2)通过对图木舒克市驱动因素进行分析,当地生态环境质量受人口、国内生产总值(GDP)、耕地面积、气候等因素影响,在驱动因素中社会经济因素对当地生态环境质量有显著影响。(3)通过构建RSEI并分析其驱动因素对生态环境质量的影响,可以高效、准确地对当地生态环境质量进行动态监测与客观评价。

矿山生态环境定量遥感监测与智能分析系统设计与实现

矿山生态环境监测与治理是国家生态文明建设和“双碳”目标下的重中之重,其信息化、智能化建设在新一代信息技术革命的助推下成为数字中国建设的重要一环,也是当下时代发展的必然趋势。然而,现有矿山生态环境监测系统仍然停留在单一专题、要素不全、基础量测、本地管理的初级阶段,无法满足现实环境中对矿山生态环境多要素、长时序、高频次监测与分析的需求。基于此,提出一种B/S架构下的矿山生态环境定量遥感监测与智能分析系统——矿山生态天眼,并详细介绍了其研发需求、技术架构、关键技术及核心功能。系统依托卫星遥感技术及其他监测手段,获取并聚合不同来源、信息丰富的矿山生态大数据,形成矿山分布一张图和数据资源服务;进而基于定量遥感反演矿山生态环境各生态参数,形成一套长时序、多要素的矿山生态监测产品,涵盖人类活动、自然地理条件和“植−土−水−气”各生态要素;在此基础上,系统提供GIS时空分析、统计分析及综合定量评价等工具集,分别实现对矿区土地利用、归一化植被指数(NDVI)等参数伴随采矿活动在空间上的变化监测,对土壤含水量、水体悬浮物浓度等生态要素历史统计值在不同时空位置和区域下的查询与可视化,对顾及多项生态因子的矿山生态环境质量综合定量评价,并最终形成矿山生态扰动与治理监测报告。矿山生态天眼的应用将服务于矿山生态环境全过程变化监测、数据管理、智能分析和决策应用,有望提高矿山生态环境监测与治理的效率和智能化水平,为推动生态文明信息化建设提供参考方案。

2019—2022年海南省居民健康素养水平变化情况及其影响因素分析

目的分析2019—2022年海南省居民的健康素养水平状况及其影响因素,为促进健康海南行动和海南省人均预期寿命提升行动提供参考依据。方法采用分层多阶段抽样方法,抽取海南省15~69岁常住居民进行入户问卷调查。采用多因素Logistic回归模型分析影响居民健康素养水平的主要因素。结果加权调整后,2019—2022年海南省居民的健康素养水平分别为18.20%、20.15%、22.28%、23.51%,呈上升趋势(χ趋势2=107.245,P<0.001)。多因素Logistic回归结果显示,女性居民的健康素养水平较男性高,OR值为1.162(95%CI:1.099~1.229);15~岁年龄组的居民健康素养水平较65~69岁年龄组高,OR值为3.097(95%CI:2.432~3.943);大专/本科及以上文化程度的居民健康素养水平较不识字/少识字文化程度高,OR值为9.084(95%CI:7.174~11.503);公务员/教师职业的居民健康素养水平较农民/工人职业高,OR值为4.093(95%CI:3.423~4.893)。结论2019—2022年海南省居民健康素养水平整体呈上升趋势,未来政府应根据不同地区、文化程度、职业在健康知识普及上的异质性,为居民提供更加个性化的健康教育与健康促进服务。

河西走廊水资源-生态环境-社会经济系统耦合关系及时空分异

推进水资源、生态环境与社会经济系统协调发展为促进区域经济增长、社会进步和生态和谐与高质量发展提供技术支撑。文章基于修正耦合协调度模型评价河西走廊水资源-生态环境-社会经济系统耦合协调水平,运用灰色关联度模型和泰尔指数揭示驱动因素和空间异质性,并利用趋势面映射耦合协调度全域分布。结果表明:(1)由经济发展带动水资源-经济-生态系统综合发展水平逐年上升,综合发展指数由2006年0.29增长至2021年0.65。(2)河西走廊水资源子系统、经济子系统、生态子系统两两之间的耦合协调度呈不同趋势上升,水资源-生态-经济系统耦合度发展处于颉颃阶段向磨合阶段升级;协调度经历“轻度失调衰退-濒临失调衰退-勉强协调发展-初级协调发展-中级协调发展”五个阶段。(3)区域空间异质性逐渐发展为减小趋势,2021年空间分布表现出东南部发展优于西北部格局,金昌和张掖逐步成为河西发展优势区域。(4)城市化率、排污总量、节水灌溉面积对河西走廊水资源-生态环境-社会经济耦合发展起到较大的驱动作用。研究结果对河西走廊经济-生态-水资源系统协同发展具有一定的借鉴意义。

生态环境治理下大气污染物浓度变化特征监测研究

大气污染物监测越来越受到重视,因此提出生态环境治理下大气污染物浓度变化特征监测。介绍长江中下游某区域基本情况并且根据污染现状,分析数据来源,改善该区域的大气污染物浓度。布置监测设备收集该区域的大气污染物浓度变化特征,同时使用KZ滤波法分析污染物浓度时间尺度特征,利用多元线性回归模型分析污染物浓度关系。监测结果显示,经过生态环境治理,该区域二氧化氮浓度明显下降;二氧化硫污染物浓度出现显著季节、月度和气象变化特征;PM_(2.5)和PM10的浓度变化呈现出月度变化特征和季节变化特征。

杭州市主要茶园酸化趋势与控制因素分析

土壤酸化已成为制约茶产业发展的一个重要因素。以促进杭州地区茶园的可持续发展为目标,作者在杭州主导的茶园中设立了30个持久固定的监测点,通过连续8年的观察和监测,分析了土壤酸化的现状、酸化速率以及它们与酸雨、土壤特性的关系。研究结果表明,有90.0%的茶园面临着土壤酸化的严重问题,其中pH<4.0的严重酸化茶园占到了50.0%;相比于2015年的基准监测数据,有29个茶园的土壤pH出现了不同程度的降低,只有1个茶园的土壤pH有所上升。平均酸化速率每年下降0.022个单位。茶园土壤酸化程度与酸雨的强度和成土条件有关,其pH的下降速率与有机质、阳离子交换量及交换性盐基总量呈极显著负相关。

基于RSEI和地理探测器的西昌市生态环境质量时空演变特征及其驱动力分析

生态环境保护对于推动社会经济可持续发展非常重要,对生态环境质量进行及时有效的监测可为城市发展规划提供依据。本文选取西昌市2001-2020年5期Landsat TM/ETM+/OLI时间序列影像为研究数据,耦合绿度、湿度、干度、热度构建遥感生态指数RSEI,并结合研究区气候、降水量、人口密度等驱动因素探究西昌市生态环境质量变化规律。结果表明:20年间,西昌市生态环境质量得到了有效改善;生态环境质量恶化区域主要位于中部流域耕作区、主城区周边及西部山脉,改善区域主要分布在海拔稍低的山区;由单因子探测分析可知,土地利用、年平均气温、年平均降水量对RSEI影响较大;由多因子探测分析可知,各因子交互作用对RSEI均有增强效果,其中年平均气温在土地利用交互作用下表现出了更强的解释力。

基于ARCGIS和IDRISI的荆州市土地利用变化及其影响分析

以湖北省荆州市为研究对象,基于遥感影像数据和统计数据,采用土地利用类型转移模型、马可夫模型、生态足迹模型和灰色关联度分析等方法,分析了2019—2021年间的土地利用变化特征、驱动因素、影响效应和未来趋势,为该市的可持续发展提供参考。结果表明:①荆州市土地利用变化显著的是建设用地和裸地,体现了该市城市化水平的提升;土地利用变化的主要特征是耕地、湿地和水域减少,而林地和草地增加,体现了该市生态化水平的提高。②荆州市土地利用变化的主要驱动因素是人口增长、经济发展、城镇化进程和政策制度,这些因素通过影响土地利用需求和供给,促进了建设用地的扩张,抑制了耕地、湿地和水域的保持,有助于裸地的改善,支持了林地和草地的增加。科技进步也是一个重要的驱动因素,它通过提高土地利用效率和质量,改善了裸露地表覆盖状况,促进了植被恢复和生态建设。③荆州市土地利用变化对生态环境产生了负面影响。一方面,土地利用变化导致了耕地、湿地和水域等重要资源的减少,降低了生态系统的生产力和稳定性;另一方面,土地利用变化导致了建设用地等高耗能资源的增加,增加了生态系统的负荷和压力。这些影响导致了荆州市生态足迹的增加和生态承载力的减少,造成了生态赤字的扩大和生态失衡的加剧。④荆州市土地利用变化对社会经济产生了正面和负面的影响。一方面,土地利用变化促进了建设用地的增加,提高了经济发展水平和城镇居民生活水平,增强了城市的功能和竞争力。另一方面,土地利用变化抑制了耕地、湿地和水域的保持,降低了农业发展水平和农村居民生活水平,削弱了农业的基础和后盾。这些影响表明荆州市在研究期间存在着城乡发展不平衡的问题,需要协调好城乡之间的关系和利益。

核电厂外围辐射环境监测数据异常自适应预警

针对核电厂周围的环境因素复杂多样和当前预警方法的虚警率较高的问题,提出核电厂外围辐射环境监测数据异常自适应预警方法。根据核电厂外围辐射环境监测数据的属性分布对数据进行修正处理,以提高数据的有效性。对于监测数据进行离散化分解,以获取数据属性的一阶滞后变量,结合数据之间的相似性度量识别数据的异常特征,并构建数据异常自适应预警模型,将模型输出的预警因子与预设值相比较,以此实现数据异常预警。以某核电厂运维系统作为研究案例对所提方法的预警性能进行测试,结果表明:该方法可以有效实现监测数据的异常预警,虚警率较低,预警效果好。

基于国土变更遥感监测的土地资源利用分析:以贵州省铜仁市为例

以贵州省铜仁市为研究对象,采用遥感技术和地理信息系统(GIS)空间分析方法,结合土地变化趋势分析以及核密度分析等可视化分析手段,对贵州省铜仁市2021—2022年的国土变更进行全面监测和定量分析。通过分析得出,随着铜仁市城市化进程的加快,2021—2022年全市发生变化的区域面积达167.862 km^(2),其中,新增建设用地变化达80.348 km^(2),占总变化的47.87%,整体呈现扩增趋势;耕地变化达66.283 km^(2),占总变化的39.49%,整体呈现流失趋势。同时表明,铜仁市变更主要集中在城市扩张和农业用地变化方面,但随着城市化进程的快速推进,农业用地持续减少,整体生态经济的发展处于下调趋势。

高速铁路周界入侵监测设备性能测试方法

针对高速铁路周界入侵报警前端监测设备上线应用前要对其性能进行充分验证的需求,通过分析高速铁路运行环境,明确了路基段、桥头、隧道口等周界入侵典型应用场景和人员、落石、泥石流等主要入侵行为,提出了主要入侵行为及雨、雾、风等干扰因素的模拟方法;根据监测设备的监测范围,针对视频+振动光纤、视频+激光雷达、视频+毫米波雷达三种测试技术,分别设计误报和漏报的测试用例。基于机械设计、测试技术、电气控制等搭建了测试环境并开展应用。结果表明:降雨对毫米波雷达影响较大,大雨时毫米波雷达漏报率高于50%;降雾对激光雷达影响显著,强浓雾时激光雷达漏报率已达98%。本文提出的测试方法能够准确评价不同监测设备性能,具有科学高效的优点;设计的测试环境可定量模拟雨、雾、风等干扰因素及人员、落石、泥石流等入侵行为。

北京市矿山生态环境监测系统助力首都韧性城市建设

北京市大部分矿山位于生态涵养区及水源地上游,矿山开采及闭坑后产生的生态环境问题,涉及地表植被、生物多样性、水环境、土壤环境、地质灾害等内容,需要做到全域和全要素监测。通过北京市矿山生态环境监测系统的智能化和信息化技术、方法采集数据,分析矿山生态环境现状及变化趋势,推进矿山生态环境治理进程,增强山区涵养水源、水土保持、净化空气、防灾减灾等功能,协助构建山区地质灾害防治体系,进一步提升城市的支持服务和调节服务能力。监测系统未来不断完善和智能化发展,更好地服务密云水库上游空间保护规划及中国山水工程——西部篇,助力首都韧性城市建设。

基于奉贤区地表水水质时空变化分析的水环境评估

以上海市奉贤区不同河流、不同断面的酸碱度、化学需氧量(COD_(Cr))、氨态氮、温度、溶解氧、高锰酸盐指数(COD_(Mn))、挥发性酚、石油产品、总磷含量、全氮以及生化需氧量(BOD_(5))等作为评价因子,评价奉贤区地表水环境质量的时空变化规律,结果表明时空变化趋势较为明显。结合监测数据对不同断面进行了健康评估,结果显示健康水平差异较大,健康水平受土壤本底、特定气象或人为因素等多重影响。

黑河中游荒漠化地区植被动态变化及其自然驱动因素分析

对2019—2023年黑河中游4个类型荒漠区样地植被生长状况和监测区气温、空气湿度、蒸发量、土壤含水率等自然因子进行监测,分析监测区植被动态变化及其与自然驱动因素的相关性。结果表明:降水量大、空气湿度大、蒸发量小、风速低的年份和月份,植被状况相对较好,盖度、高度、密度和生物量都比较高;相反,降水量小、空气湿度小、蒸发量大、风速高的年份和月份,植被状况相对较差。从年际变化趋势看,各样地植被变化规律很不稳定,总体来说由于降水、气温、空气湿度等关键气象因子数据的不稳定性,植被变化规律也表现出很大的不确定性。从月际数据分析,各样地均表现出5月、6月、7月、8月和9月盖度、生物量、高度较大的特性。4个样地之间植被状况存在很大的差异性,说明气象因子对不同类型荒漠化土地植被的影响是不同的。单从2023年数据看,4个样地植被状况和往年纵向相比有明显长势变弱的趋势,2023年出现持续高温、少雨现象,植被生长量下降,一些植物受高温、干旱影响而死亡,造成植被盖度降低。5年监测数据显示,土壤含水率不论年际还是月际数据变化都没有明显的规律性,只随降水量和蒸发量的变化而变化;土壤含水率明显降低的年份和月份,植被生长也相应缓慢,植被高度、盖度、密度和生物量均受到不同程度的影响。各类数据均表明,样地2土壤含水率明显高于其他3个样地,说明盐碱区(沼泽草地)土地的持水能力要好于其他土地。