基于遥感与GIS的西藏草原雪灾监测与评估

该研究提出了用于西藏雪灾监测与评估的方法,该方法结合遥感与地理信息系统,以MODIS数据得到的归一化雪盖指数(NDSI)为基础,同时估算厚云区的积雪覆盖的可能性,综合考虑包括DEM、道路等区域基础地理信息系统数据,对2007年3月中旬发生在西藏南部的一次大雪灾进行了监测与评估.结果表明,该方法能够有效地提取积雪覆盖区域,并对雪灾发生面积进行估算.     

基于强度分析的湘西州土地利用变化研究

西部大开发以来，我国西部地区经济发展迅速，导致土地利用结构发生改变，为探究湘西州的土地利用格局和变化过程，从而合理利用土地资源、响应生态环境保护。以湘西州2000—2020年每十年为一期的共三期数据，利用强度分析模型自上而下对土地利用变化进行分析。结果表明，研究时段内，湘西州土地利用格局以林地为主，面积占比70%以上；间隔层上，2000—2010年变化缓慢，2010—2020年变化快速，且面积变化有相同趋势；类别层上，建设用地的变化最活跃，林地的变化最稳定，但后者变化面积最大；转移层上，耕地是林地和建设用地增加的主要来源，林地是耕地增加的主要来源，且耕地转换为林地的强度大于林地转换为耕地的强度。西部大开发很大程度上影响了研究区的土地利用变化，如何集约用地是目前开发面临的重要问题。     

“高分一号”卫星数据在冬小麦种植结构调整实施效果评估中的应用——以河北省冀州市为例

[目的]在农业部"控制农业用水总量"的明确要求下,河北省试点实施了冬小麦种植结构调整,减少冬小麦种植面积。为快速监测与评估结构调整政策的实施效果,解决大尺度冬小麦种植结构变化监测中精度与成本相互制约的问题。[方法]该研究以河北省冀州市为例,利用国产高分一号卫星(以下简称"GF-1")2m全色、8m和16m多光谱卫星数据,对全市冬小麦种植面积及种植结构变化情况进行监测,并结合高分辨率卫星数据(0.5m分辨率Pleiades数据)计算关于GF-1数据监测结果的修正系数,从而提高监测精度。[结果]研究认为,与2m/8m分辨率的GF-1融合数据相比,系数修正后的16m分辨率GF-1数据在冬小麦种植结构监测与评价业务化运行工作中更具优势。基于16m GF-1数据的监测结果显示,2015年冀州市冬小麦种植结构与2014年相比变化明显,种植面积总体呈增长趋势。[结论]种植结构空间变化具有异质性,其中,冀州市北部冬小麦种植面积保持基本稳定,中部地区呈集中减少趋势,南部地区呈集中增加趋势。冬小麦种植结构变化的主要原因是受到棉花种植面积减少,以及种植习惯、种植模式变化等因素的影响。     

基于Landsat的黄河口地区土地利用类型研究

[目的]对黄河口地区的土地利用情况进行分类分析,为科学规划黄河口地区生态布局和进一步揭示人类与环境之间的发展关系及其相互影响提供理论依据。[方法]基于Landsat遥感数据利用3S技术对近20年来5景覆盖黄河口地区的卫星遥感数据进行解译分析,在科学制定分类标准基础上,结合目视解译和监督分类法提取研究区域内的土地利用类型,同时应用最小二乘法原理对各土地利用类型的变化趋势进行研究。[结果]近20年来,黄河口地区天然湿地和人工湿地的区域及面积均发生了不同程度的变化;黄河口地区滩涂湿地主要分布在东部区域和北部区域;受河流改道等影响,黄河口地区东部滩涂湿地区域和面积均发生过明显改变;黄河口地区各土地利用类型中耕地面积占比最大,滩涂湿地面积占比次之,盐碱地面积占比最小;耕地、城镇及建设用地、裸地和盐碱地面积多年来均呈增长趋势,其中城镇及建设用地面积呈逐年递增趋势,其他各类土地利用面积呈不规则递增趋势;湿地总面积呈减少趋势,其中除盐田及养殖池面积呈增长趋势外,其他湿地面积均呈减少趋势。[结论]黄河口地区受人类活动影响较大的各类土地利用面积变化率大,表明人类活动对土地利用面积变化的影响起主导作用。     

基于NOAA-AVHRR的黄河源地区草地变化与人文因素作用分析

利用1992-2000年NOAA-AVHRR数据,研究了黄河源地区草地变化的过程和模式.同时,通过对1992-2000年社会经济数据的分析,对黄河源地区人类活动的强度进行了相应的探讨.结果显示,在1992-2000年间,黄河源地区的人类活动不断加剧,而草地面积明显减少.对两者的相关性分析表明,草地的变化与人口密度、非农业人口数量及地方财政收入之间具有不同的线性相关关系.总体而言,人类活动的加剧是影响黄河源区草地变化的一个重要驱动因素.     

中部欠发达地区农村居民点用地变化及驱动机制研究——以湖北省咸宁市为例

我国农村居民点用地粗放,加强农村居民点用地变化及驱动机制研究,对于合理利用土地具有重要的理论与现实意义.以中部欠发达地区的湖北省成宁市为研究对象,采用1996-2006年农村居民点用地面积数据及相关社会经济数据,分析了农村居民点用地面积的动态变化和区域差异变化,并采用灰色关联模型对其驱动力进行了研究.结果表明:(1)近...     

陕西省土地利用与景观格局变化特征及驱动力分析

为揭示近25年来陕西省土地利用与景观格局的时空演变规律,以1990年、2000年、2010年和2015年土地利用数据为基础,借助ArcGIS和Fragstats软件,对其进行了分析,并在SPSS软件中运用主成分分析法探讨了景观变化的驱动力。结果表明:(1)研究区草地、耕地、林地为主体景观,三者占比在94%以上,具有重要生态功能的景观类型(林地、草地、水域)占比达67%,建设用地占比小于3%。(2)研究期内,土地利用变化幅度大,利用程度加深,类型转化频繁,耕地、未利用地、水域面积减少,林地、草地、建设用地增加,耕地向草地、建设用地、林地,草地向耕地和林地,以及林地和未利用地向草地为主要的转化类型。(3)不同景观类型之间相互融合,空间聚集程度降低,破碎化加强,形状更为规则,景观优势度降低,异质性增加,分布趋于均衡化。(4)地形地貌、气候等自然条件的空间差异限制了土地利用类型的空间分布及其转化方向,气温和降水变化引起的干旱化对土地利用景观格局变化有一定的影响,而社会经济发展、农业生产和政策导向是驱动景观格局变化的主要因素。     

基于GIS与景观生态学的土壤资源格局分析--以鲁西北地区为例

以1：5万土壤类型图为数据基础，采用景观生态学结构定量分析方法，并以GIS技术为分析手段，对鲁西北地区土壤资源在空间上的分布格局进行了定量研究。其中，主要分析了面积特征、形态特征和类型特征等三大类的景观格局指数。研究结果表明：(1)前述方法能够很好地揭示区域土壤资源的分布格局，其结果对农业生产布局、土地资源开发利用和整治具有一定的指导意义；(2)研究区面积最大的土壤类型主要分布于缓平坡地上，是主要的农业利用土壤，但因所处的地貌类型和潜水条件，在利用过程中，应灌排配套，防止地下水位升高，导致次生盐渍化，而平均形状指数较大的土壤分布主要受微地貌的影响；(3)研究区土壤资源景观类型特征存在着明显的区域差异，而区域主导土壤类型的农业生产条件的好坏将直接影响该区域的土地生产能力。     

ESDA与大数据支持下的城市化发展时空格局研究——以江苏省为例

基于江苏省地级市区、县(市)1999、2007及2016年的城市化率数据,结合腾讯点位大数据,运用探索性空间数据分析(ESDA)方法,对江苏省各县市城市化发展水平空间格局变化及其与人口空间分布之间的关系进行分析。结果显示:1999～2016年间,江苏省南北城市化差距逐渐增大,大致遵循南高北低逐级递减的分布格局;江苏省县市城市化发展水平的空间格局由分散变为集聚,高—高集聚主要为苏南地区,低—低集聚主要为苏北地区;江苏省城市化水平与人口热度呈正相关关系。     

基于NDVI时序数据的华北地区耕地物候参数时空变化特征

[目的]耕地物候作为农业生态系统的重要特征之一,是进行农作物长势监测与估产、田间管理、农作物合理布局等的重要依据。利用遥感方法提取大区域尺度耕地物候参数和种植制度的时空变化特征,有助于从整体上掌握农业资源的空间分布情况,为农业生产决策和区域粮食安全评价提供服务。[方法]文章基于1999年和2013年的SPOT/VGT NDVI逐旬时间序列数据,采用TIMESAT软件集成的非对称高斯函数拟合法对数据进行平滑重构,通过比例阈值法提取了华北地区耕地物候参数(生长季开始期和结束期),分析其时空分布特征,并依据年内NDVI变化曲线峰值数目来确定耕地的生长季个数,识别耕地种植制度。[结果]华北地区作物生长开始期和结束期都存在明显的空间差异,15年来河北北部、北京、天津等地区,第一季作物返青/出苗期变化不大。而河南南部和中部地区,2013年第二季作物出苗期明显提前,由1999年6月下旬7月上旬,提前至6月上旬。我国华北地区种植制度仍以一年两熟制为主,华北地区北部受热量资源制约,仍旧保持一年一熟制不变。与1999年相比,华北地区2013年两熟制种植面积下降了21.1%,而一熟制种植面积增加了38.7%。[结论]华北地区耕地物候的时空变化与种植制度密切相关,同时也受到自然资源和人类活动的共同影响。     

基于RS和GIS的额济纳旗土地利用变化研究

基于Landsat卫星遥感数据,运用GIS方法,对额济纳旗1986-2000年以土地利用类型为表征的时空变化特征进行了研究.结果表明:14年来该区草地、林地、水域、耕地面积减少,居民工矿建设用地和未利用土地面积显著增加,土地利用动态转化过程以草地转化为未利用土地、林地转化为草地和未利用土地逆转为草地为主要特征,全旗土地利用的空间位置转换面积大于其数量变化.而气候变化和人类活动是导致研究区土地利用变化的主要因素.     

基于全极化SAR与多光谱的喀斯特山区农村林地提取

[目的]为加快推动贵州省"互联网+"林业建设,打破贵州喀斯特高原山区遥感监测瓶颈,选取了空间分辨率8m的Radarsat-2全极化SAR数据与空间分辨率6m的SPOT 6多光谱影像作为数据源,探究微波与光学遥感结合在喀斯特山区农村地区的林地提取技术。[方法]首先采用ENVI SARscape与NEST软件对SAR图像预处理。将Radarsat-2全极化数据与SPOT 6标准假彩色影像进行HSV融合。计算融合图像的平均梯度、信息熵、标准差与均值,评价出最优融合效果的极化方式。基于K均值(K-means)与最大期望(EM聚类)聚类算法分割图像,选择合适的算法,基于聚类分割的阈值进行面向对象的林地分类。最后,基于像素的混淆矩阵精度评价,结合贵州省林业厅调查数据、野外样方和航拍图,建立参考样本评价分类结果。[结果](1)融合之后,目视解译出林地边缘明显但较粗糙;对于在林地中小面积建筑物、农田中的较分散的林地小图斑能够识别,但边缘粗糙;有林地和灌木林地在色调上区分明显;在融合后的明度图中的灌木林地有明度较大的像元,此类像元为石旮旯地。(2)通过定量分析,融合之后的影像较SAR和光学数据信息量大。同极化平均梯度大于交叉极化,HH极化方式下各指标最大。图像EM聚类分割比K-means聚类更加细化。EM聚类图像的特征区分明显;(3)研究分类出了有林地、灌木林地和其他林地。面向对象的林地分类总体分类精度达到85.71%。[结论]研究将微波与光学遥感结合,为喀斯特山区中农村地区的林地提取提供新思路,与传统的林地监测相比,数据获取快捷,提高工作效率,精度准确。有助于通过遥感的手段解决地块破碎区域的林地提取问题,为提高多源遥感技术在喀斯特农村地区中的林地智能监测的能力提供借鉴。     

基于SAR遥感的北方旱地秋收作物识别研究

在我国北方旱地秋收作物生长关键期,云雨天气影响较大,无法及时、有效地获取光学遥感数据,因此利用雷达遥感进行旱地作物识别研究非常必要。文章以河北省衡水市为研究区,选择6期RADARAST-2全极化影像作为数据源,分类方法为随机森林法。首先通过对比不同时相间的组合结果,优选出了研究区典型秋收作物(玉米、棉花)的最佳识别时相及组合方式。其次,提取最优识别时相的后向散射信息、纹理信息、极化分解等3部分信息,依据信息间相互组合的结果及随机森林算法对变量的重要性评价,文中对上述3部分信息进行了重要性评估。结果表明:利用SAR识别旱地秋收作物时应着重关注作物生长前期的时相,其中玉米在6月27日单一时相下就可获得90%以上的高精度;棉花面积小、地块破碎,但通过6月3日与6月27日两个时相的结合也得到了70%以上的精度。在玉米识别中极化信息具有较大的贡献,极化变量的加入主要增加了玉米和建筑用地的可分离性,与单纯利用后向散射信息分类相比精度提高了近7%;同样,纹理信息和极化分解信息的加入也使棉花的精度提高了3%。最后,利用随机森林算法对变量的重要性评价机制,优选出对玉米识别最为重要的5个变量,依次为:VH、Alpha、Yamaguchi4-Odd、Freeman-Vol和Mean(HV)。该研究利用雷达数据进行旱地作物识别,验证了雷达影像对旱地秋收作物的识别能力,不仅保证了数据获取与天气状况的独立性,还凭借SAR独有的数据获取方式,为光学数据提供了补充。     

遥测与地理信息系统于台湾土地利用管理之应用

台湾地区地狭人稠,如何有效运用与管理土地资源,以达到永续利用的目的,实为当务之急。而在各种土地利用监测工具及技术中,以卫星影像遥测技术结合地理信息系统,最适合作为全面性及实时性土地利用监测的工具。这项研究以山坡地为例,利用遥测影像与地理信息系统对台湾地区的土地利用变迁调查进行研究,并藉由实地的野外调查来验证执行的成果。研究中以台湾水土保持主管部门在桃园县的实际查报资料,来验证利用卫星影像侦测变异的可信度,并针对下列三种情形进行分析:卫星影像可侦测到变异而实际也有变异、卫星影像无法侦测到变异而实际有变异、卫星影像侦测到变异而实际无变异。结果说明,遥测技术与地理信息系统可有效的用来作坡地监测与管理工作。     

农业干旱灾害研究进展

［目的］文章阐述了基于不同数据源开展的农业干旱灾害研究，为明确农业干旱灾害研究的概况，便于把握农业干旱灾害研究的关键技术与问题。［方法］通过气象、遥感、统计3类数据，以使用数据源作为索引，对我国农业干旱灾害监测、评价及预警、灾害时空格局等内容进行分析。［结果］通过统计文献，了解农业干旱灾害研究的概况，分析农业干旱的基础和困境，明确国内农业干旱灾害的发展过程和最新进展，阐述未来农业干旱的研究重点。［结论］基于气象数据的农业干旱灾害研究最为系统，时间序列跨度长、空间分布范围广，在监测、预警、评价和格局分析等方面都有细致的研究； 基于遥感数据的农业干旱灾害研究主要以监测和灾害评价为主； 基于统计数据开展农业干旱灾害的研究主要集中在灾害损失评价方面； 基于多源数据的农业干旱灾害研究在逐渐增多，在监测、预警、评价等方面也有所突破。农业干旱研究的关键技术，以及研究的系统性、研究内容和发生机理等方面仍有待加强。     

河北省土地利用变化图谱特征分析

[目的]为了能够充分反映土地利用变化的时空过程。[方法]文章基于地学信息图谱理论与方法,运用ArcGIS 9.3软件,以河北省2001年、2007年和2013年3期遥感解译数据为空间数据源合成河北省耕地利用变化模式图谱,以及河北省生态功能用地与耕地、建设用地变化模式的图谱,据此揭示河北省土地利用变化时空特征及分布规律。[结果]2001~2013年河北省土地利用变化图谱主要以稳定型为主,主要表现为"耕地-耕地-耕地"。河北省耕地利用变化模式主要以后期变化模式类型主要为"耕地-耕地-草地",面积达到28.876 244万hm~2,主要集中分布在燕山-太行山地以及山前平原区,是整个变化模式中最大的单体变化类型。2001~2013年河北省生态功能用地随着时间的推移,呈现出向耕地以及建设用地转换的趋势,城市化进程的加快,不合理的经济发展必然导致生态环境日益恶化。[结论]该文为今后河北省土地资源的合理利用和科学规划提供科学的依据与指导。     

基于Landsat-TM和测量地物光谱耦合分析——以开封地区为例

地物光谱数据是遥感技术之基础资料,是建立地面数据和遥感数据关系的桥梁;在对遥感机理和地物光谱理论深入理解的基础上,用回归分析思想探讨遥感影像光谱与实测相应地物光谱的耦合程度,两者的相关系数ρ=0.8689,相关性较好,因此可以将经过大气校正后的影像光谱值代替实测地物的光谱值进行相关的分析。     

河北省冬小麦—夏玉米干旱灾害风险评估

目的 通过分析河北省冬小麦和夏玉米的干旱灾害风险的时空分布格局,从致灾因子危险性、承灾体暴露性、环境敏感性、防灾减灾能力4个因子出发确定10个指标,为河北省农业防旱抗灾工作提供科学支持。方法 文章基于自然灾害理论,利用2000—2018年河北省气象站点数据,计算水分亏缺指数,并通过建立农作物减产率和水分亏缺指数的关系来确定不同干旱等级的临界阈值,建立基于信息扩散理论的干旱危险性评估模型。利用遥感数据以及统计年鉴数据,建立承灾体暴露性模型、环境敏感性模型和防灾减灾能力模型,在此基础上,对河北省冬小麦和夏玉米不同生育阶段进行干旱灾害综合风险评估。结果 （1）将信息扩散模型应用于小样本事件中,弥补资料不足带来的缺陷,可对不同级别的干旱进行风险评估;（2）干旱发生程度以轻度干旱和中度干旱为主,发生严重干旱的概率极低,致灾因子是影响旱灾程度的关键因素;（3）冬小麦和夏玉米在不同生育阶段风险的空间分布是不均的,高风险区和中高风险区呈现零星点状分布,冀中和冀南综合风险比较高,防灾减灾能力在一定程度上缓解了旱灾对该区的影响力度,而对于冀东地区来说,承灾体的暴露性以及防灾减灾能力决定了旱灾对该区的影响力度。结论 因此,建立的冬小麦和夏玉米不同生育期干旱灾害风险评估模型可有效地识别农业旱灾高风险区,服务于农业生产实践,可为防灾减灾提供支持。     

农业水循环与水环境遥感应用研究进展

农业生产受环境因素影响大,进入农耕文明以来,农业对气候的高度依赖局面没有得到根本性的改变,频繁的自然灾害给我国的农村经济发展造成了极大的困难。遥感技术是运用各类非接触的主被动的探测设备,对地面目标物的电磁波辐射与反射特性进行探测,通过其特性分析,探明其物体性质、特征及状态的综合性探测技术。它具有覆盖面积广、空间分辨率高、获取信息大、重访周期短等优点,适用于农业资源调查与自然灾害监测等农业相关领域的研究,对农业生产的指导与相关部门的决策管理意义重大。文章主要针对国内遥感技术在农业水循环与水环境的发展、应用现状进行综述与分析,并对遥感技术在农业水资源领域的发展趋势进行展望。     

基于TM与ASAR数据的矿区塌陷地信息提取

研究目的：实现多光谱数据与雷达数据的综合应用对矿区塌陷地信息的提取，评价多源遥感数据在塌陷地信息提取中的精度与优势。研究方法：主成分分析融合法、波段运算法、密度分割法等。研究结果：以ENVISAT-ASAR和TM影像数据为数据源进行研究，结果显示该方法不仅对水体本身有较好的提取精度，而且对塌陷区深浅、非积水区、塌陷区不规则边缘、植被覆盖情况等信息有非常好的提取效果，塌陷地提取精度较高。研究结论： TM数据光谱特性和ASAR波段数据微波特性的综合应用对塌陷地积水区提取有较高的精度，能够为塌陷地研究提供技术支持。