基于ArcEngine的海域定级系统的设计与实现

海域定级是采用定性和定量的方法将同一类型用海划分为不同级别,是海域管理最基础性的工作,对于科学合理地开发和利用海岸带资源至关重要。本研究以Visual Studio 2010为开发平台,采用C语言,结合嵌入式ArcEngine组件库,集成设计实现海洋领域具有较高专业性和实用性的海域定级系统。该系统采用海洋公益领域专家制定的指标体系,通过数据的管理、集成和分析,实现了海域定级相关方面的功能。该系统将海域定级原理与地理信息系统(Geographic Information System,GIS)技术相结合,为海域基层部门提高工作效率、实现海岸带资源科学有效管理提供了依据。

浙江省森林信息提取及其变化的空间分布

如何利用遥感技术提取森林信息是遥感应用的重要领域之一。以不同时相的Landsat TM/ETM+为数据源,采用面向对象和基于多级决策树的分类方法得到浙江省2000年、2005年以及2010年的森林植被覆被图。经实地采样点验证,2010年分类精度达到92.76%,精度满足要求。介绍了浙江森林信息的快速提取方法,即统计不同森林类型的Landsat TM影像原始波段和LBV变换值以及各种植被指数在各时相上的差异,经过C5决策树训练,选取合适的规则和阈值实现森林信息的提取。结果表明,面向对象分割与决策树算法结合可以作为森林信息提取的有效方法。最后,通过对3期森林专题图进行空间叠加分析,得到了森林资源动态变化的空间分布,并以此为基础对林地变化的类型及原因进行分析,结果显示浙江省森林资源变化主要分布在浙西北山区、浙中南山区以及沿海地带,这一结果可以为有关部门的决策提供依据。

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。

江苏省海域养殖增殖用海定级研究

海域分等定级为海域估价、征收海域使用金和制定海域利用规划提供科学依据。研究以0.01°×0.01°栅格为评价单元,通过对海域自然环境条件、海水理化性质、海水营养盐含量、生物资源丰度、区位条件以及海水污染物和政策等限制因子的综合分析,采用综合指数加权求和法对江苏省海域养殖增殖用海进行了评估,评价结果等间距划分为7个等级。如果不考虑限制因素,较低级别海域(1—3级)占整个研究区域的30.72%,较高级别(4—7级)占69.28%。如果考虑污染因素,4 638 km2的海域不适合用于养殖;经过调整后较低级别的海域(1—3级)占整个研究区域的27.79%,较高级别(4—7级)占56.71%,等外级占15.50%。如仅针对海洋功能区划中划定的养殖增殖用海(5 655 km2)海域定级,68.70%分布在4—7级,另外有24.88%的养殖增殖用海位于污染物超标区域(等外级)。

基于多源卫星遥感的高分辨率全球碳同化系统研究

2016年4月签署的"巴黎协定"的目标是到21世纪下半叶全球人为碳排放与生态系统碳汇持平,为了实现这一目标需要精确计量全球不同地区的碳通量,而全球碳同化系统是有效的技术手段。为此,国家科学技术部在"十三五"期间部署的国家重点研发计划"全球变化及应对"专项资助了"基于多源卫星遥感的高分辨率全球碳同化系统研究"项目。将发展生物圈和大气圈关键参数多源遥感协同反演技术体系、多源卫星与地面观测数据联合碳同化算法,进而建立耦合生态系统模型的高分辨率全球碳同化系统,联合同化多源观测数据,优化生态系统模型关键参数、光合和呼吸碳通量、重点区域人为源碳通量,定量揭示全球陆地生态系统和重点区域人为源碳通量时空格局、生态系统碳源汇驱动机制,为全球变化与应对专项目标的实现和国家决策提供技术与数据支持。

基于多源卫星遥感的高分辨率全球碳同化系统研究进展

大气中CO2浓度上升是全球气候变暖的重要原因,陆地生态系统碳汇显著减缓了大气中CO2浓度上升和全球变暖的速度,但具有明显的时空变异性。全球碳同化系统是精确监测全球不同地区陆地生态系统碳汇的有效技术手段。本文将介绍全球碳同化系统的发展动态,国家重点研发计划项目“基于多源卫星遥感的高分辨率全球碳同化系统研究”的目标和主要研究内容,以及已经取得的主要进展,并展望了未来应用前景。

2004—2013年山东省森林碳储量及其碳汇经济价值

森林作为陆地生态系统的主体,其林分碳储量及其碳汇经济价值的估算是全球碳循环研究的热点和重要内容。基于2004—2008年和2009—2013年山东省森林资源清查数据以及实测样地数据改进的生物量蓄积量转换参数,利用生物量转换因子连续函数法,估算2004—2013年山东省森林碳储量及其碳汇经济价值动态。研究结果表明,2004—2013年山东省森林面积、碳储量和碳密度分别从2004—2008年的156.12×10~4hm^2、34.75Tg C和22.26Mg C/hm^2增加到2009—2013年161.44×10~4hm^2、43.98Tg C和27.24Mg C/hm^2。人工林是森林面积、碳储量和碳密度增加的主要贡献者,人工林和天然林对森林生物量碳汇的贡献分别为97.3%和2.7%。两次森林清查期间,杨树和硬阔软阔类森林的碳储量之和分别占全省总量的70.2%和69.6%,杨树的碳储量和碳密度增加最为显著。各龄组森林碳储量由大到小依次为:幼龄林>中龄林>成熟林>近熟林>过熟林。森林碳汇经济价值从2004—2008年的243.37亿元增长到2009—2013年的253.42亿元,年均增长2.01亿元,杨树的碳汇经济价值占全省所有森林类型的60%,赤松单位面积碳汇经济价值最强为2.08万元/ha。

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。

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。