南方冬季湿雪的光谱特征分析

使用Field Spec4便携式地物光谱仪获取了南京地区冬季湿雪的光谱数据,并从太阳高度角、坡度、坡向、下垫面及混合雪几个方面进行了分析.结果表明:积雪的反射率在可见光区变化平稳,在近红外区下降迅速,1 020 nm、1 250 nm附近是积雪反射率的吸收区;湿雪状态下,太阳高度角增大的同时积雪反射率逐渐降低,而在水湿雪状态下太阳高度角对反射率影响减弱,积雪含水率成为其变化的主要影响因素;积雪反射率随着坡度的增大而增大;积雪在朝阳坡的反射率远高于背阴坡,背阴坡积雪反射率在可见光谱区受影响较大;当积雪厚度达到一定值后下垫面的差异对反射率影响有限,否则会对反射率产生较大影响;在可见光波段纯雪反射率最高,近红外波段植被/积雪混合反射率最高,林下雪的光谱反射率较低.南京地区湿雪光谱测量和分析对了解南方湿雪光谱特性和变化规律,以及对于积雪定量遥感及其参数反演具有重要意义.

中国水稻产量受水分胁迫影响的Meta分析

运用整合分析(Meta-analysis)方法,定量研究大尺度空间和时间范围内不同程度水分胁迫对我国水稻产量与千粒质量的影响,同时定量研究水稻在不同生长阶段受到水分胁迫所造成的减产效果,用科学手段应对季节性干旱或突发性旱灾,从而在最大程度上避免水稻大量减产。通过检索并收集国内外主流期刊的共93篇文献的试验数据,完成水稻产量和水分胁迫数据库的建立,从而实现了运用Meta-analysis方法比较分析水分胁迫对中国水稻产量的影响。与常规灌溉相比,不同生长期水分胁迫对水稻产量均有不同程度的减产效果,且土壤水势越低,减产效果越明显。在营养生长阶段,水分胁迫造成水稻平均减产19. 11%(95%置信区间减产16. 86%～21. 30%);在营养生长与生殖生长并进阶段,水稻平均减产26. 07%(95%置信区间减产24. 73%～27. 38%);在生殖生长阶段,平均减产13. 71%(95%置信区间减产7. 90%～19. 15%)。可以看出,营养生长与生殖生长并进阶段是影响水稻结实的关键时期,保证该阶段水稻供水充足是确保水稻产量的重要措施,避免水稻在该时期遭遇旱灾是降低水稻减产量的有效手段。

时间升尺度方法对城市地表热岛强度计算的影响研究

时间升尺度方法多用于减轻或消除卫星观测数据的缺失对城市热环境遥感研究的不利影响,然而不同时间升尺度方法对城市地表热岛强度计算是否存在差异,且该差异在多时间尺度上如何变化尚不明确。针对上述问题,该文对SMW平均法、ATCS和ATCE模型法3种时间升尺度方法进行了系统比较,总结了3种方法对城市地表热岛强度计算的影响及规律。结果发现:模型法(ATCS和ATCE)与SMW平均法的时间合成数据存在较大差异;晴空像元比例对基于3种方法生成的热岛强度影响显著,但随比例增加,热岛强度值愈加接近;多时间合成尺度下,SMW平均法和模型法计算的年内热岛强度最大值出现在不同的季节;随时间合成尺度的增大,SMW平均法的热岛强度变化较大,而模型法的热岛强度变化较稳定。总体表明:当卫星观测数据较多时,SMW平均法能够有效监测城市热环境;若卫星观测数据较少,应优先选择ATCE模型法。

城市地表温度遥感:从方向温度、全表面温度到三维表面温度

城市地表温度是城市下垫面能量收支和局地气候变化的重要参数,较大范围的城市地表温度一般通过遥感技术手段获取。城市地表显著的三维结构,使其具有较强的热辐射方向性。热红外遥感通常可以提供传感器在特定方向视场中所有组分表面的平均温度(即方向温度),方向温度随传感器观测角度变化,且与城市表面温度的真实分布状况存在差异。为更好地表征城市下垫面与大气的能量交换,已有研究常采用“全表面温度”代表城市表面温度特征。目前,“全表面温度”仅在描述城市表面温度的平均状况方面有所突破,但无法体现城市表面温度的高时空分辨率特征,不能满足精细城市热环境评估的需求。本文梳理了城市地表温度从“方向温度”(二维)到“全表面温度”(2.5维)再到“三维表面温度”(三维)的发展脉络;概括了目前利用遥感方向观测获取城市地表不同维度温度的进展;厘清了不同维度城市地表温度的差异及其相互关系;阐述了不同维度城市地表温度的应用。在总结存在的问题的基础上,指出了城市地表温度遥感的未来发展趋势:(1)面向应用的城市三维表面温度定义;(2)面向城市三维表面温度重建的立体化观测;(3)三维表面温度产品与城市气候模型的耦合。

面向自然岸线抽稀的改进道格拉斯—普克算法

针对已有的矢量数据压缩算法应用于方向线生成过程中会忽略国家海疆权益的问题,该文提出了一种面向自然岸线抽稀生成方向线的改进道格拉斯-普克算法。首先提取自然岸线凸点作为备选分段点集,进而根据凸点与相邻两点组成的三角形面积大小筛选分段点,接着利用相邻分段点作为道格拉斯-普克算法的首尾点,以基于最小二乘法的拟合曲线选定最优距离阈值,并作为初始阈值,进行逐段抽稀。实验结果表明,利用本算法抽稀所得面积比、压缩率均比传统道格拉斯-普克算法有所提升,且大部分情况下误差面积也有所减少。

局地气候分区框架下城市热岛时空分异特征研究进展

局地气候分区(LCZ)框架自2012年提出以来,在城市热岛研究领域备受重视,但目前对LCZ框架下城市热岛(简称LCZ城市热岛)时空分异特征仍缺乏系统性总结。本文以统计和"荟萃分析"为手段,系统梳理了2012—2019年LCZ城市热岛研究在数据获取手段、时空格局和影响因素3个方面的进展,并对今后研究进行了初步展望。结果表明,迄今为止全球范围内已在超过130座城市开展了LCZ城市热岛研究,这些城市主要集中于中纬度(35°N^55°N)的亚洲和欧洲地区,且主要聚焦于以近地表气温表征的"冠层热岛"和以地表温度表征的"地表热岛"。具体而言:①在温度数据获取方面,站点观测(文献数量占比42.5%)、模型模拟(38.3%)与移动测量(19.2%)是获取气温的主要方法,其中模型模拟方法占比逐年升高。而卫星热红外遥感是获取地表温度的主要手段(86.5%)。②在时空格局方面,就全球而言,LCZ气温的类间极值差(均值为3.1 K)显著低于地表温度的类间极值差(9.8 K),且该极值差通常在夏季或冬季较大;冠层热岛与地表热岛均存在显著的"LCZ类内热岛"现象。③在影响因素方面,多数研究局限于定性分析地表结构、覆盖、材质和人类活动的影响,而普遍忽略了建筑布局与邻近LCZ类型等潜在因素的作用。本文将有利于从整体上更好地把握LCZ城市热岛的研究进展与今后的发展趋势。

一种基于边界搜索的栅格矢量化算法

栅格数据的矢量化是GIS领域重要的研究内容。针对栅格数据矢量化准确率低和效率低等问题,该文提出了一种基于边界搜索的矢量化算法,通过对栅格图像的一次遍历,提取结点和中间点,生成弧段,构建多边形;并在构建多边形中,提出了一种简单易行的最右侧方向判断方法,综合运用最小外接矩形和射线法判定逆时针多边形的归属。实验表明,该文提出的矢量化算法能够较准确矢量化复杂的栅格图像,具有较好的效率,可为多值栅格图像快速矢量化及相关研究提供借鉴。