利用3S技术综合研究新疆塔里木河流域中下游11年生态环境变化与成因

介绍了综合运用RS、GIS和GPS（3S）技术对新疆塔里木河流域中下游土地覆盖与土地利用、植被指数、人口经济等主要生态环境要素的遥感时序信息提取、GIS数据分析和GPS野外定点检测。总结出塔里木河流域中下游地区从1990-2000年的11年间农业用地面积增加了505.433km^2，整个自然/半自然植被的面积减少了943.089km^2，水体面积增加了80.477km^2，塔河中下游天然植被大面积衰败和死亡，尤其是胡杨林面积锐减，致使沙漠化面积不断扩大。初步提出了生态环境修复和治理建议。通过研究还建立了新疆塔里木河流域中下游3S生态环境动态监测系统。     

塔里木河下游流域输水工程生态效应评价研究

采用2002-2014年塔里木河下游的长时间序列野外调查资料和卫星遥感解译成果数据,对输水后研究区内地表覆盖时空变化、地下水、植被覆盖及其景观格局变化特征进行了综合分析。同时,利用收集到的气象和水利工程数据对流域生态环境变化原因进行了初步探讨。结果表明,经过10余a的治理,塔里木河下游流域的植被覆盖情况有所改善,研究区植被整体生长状况有所好转。     

中国西部地区生态环境现状遥感调查

针对“中国西部地区生态环境现状遥感调查”的需要,综合运用景观生态学理论、生态系统服务功能理论、可持续发展理论、遥感和地理信息系统技术,研究中国西部地区生态环境现状遥感数据的处理与集成,开展中国西部地区土地覆被和生态要素结构变化分析、沙漠化和水土流失强度评价、生态脆弱特征及时空分布规律分析、基于遥感调查的生态环境质量评价、基于多时相遥感数据对比的典型区生态环境遥感分析和生态环境变化成因对策分析等综合性的研究,并以量化和可视化的形式系统地反映西部地区生态环境现状及其变化的空间分布、空间统计和空间特征规律。     

利用遥感和GIS研究塔里木河下游阿拉干地区土地沙漠化

新疆塔里木河流域受人类活动的影响,特别是由于水资源利用的不合理,不同区域出现了一系列生态环境问题,下游地区普遍存在的沙漠化现象表现得尤为突出。通过应用多时相（１９５９年、１９８３年、１９９２年）、多波段、多平台的遥感信息,在野外调研的基础上编制阿拉干地区不同年代沙漠化类型图,并在ＡＲＣ／ＩＮＦＯ软件支持下,对图件进行编辑处理,制作沙漠化动态图;通过ＧＩＳ数据库提供的资源环境定量数据,应用系统论、信息论及控制论的观点分析阿拉干地区沙漠化的演化过程,并借助于ＧＭ（１,１）模型,预测阿拉干地区土地沙漠化的发展趋势。     

应用ZY-3监测博斯腾湖地区生态环境变化

通过ArcGIS平台对博斯腾湖地区资源三号卫星高分遥感影像数据进行生态环境因子识别提取,计算出2014年荒漠化土地面积为3 957.27 km2,湿地面积为1 242.93 km2。对比2007年遥感监测成果数据,荒漠化土地面积减少208.60 km2,年变化率为-26.08 km2/a;湿地面积增加12.33km2,年变化率为+1.54 km2/a。综合分析近年来博斯腾湖地区气候变化及人类活动,表明博斯腾湖生态环境的变化受到自然因素和人类活动的共同影响。地表径流的增加促进林草的生长,优化了湿地生态系统,抑制了荒漠化的发生与发展,人类活动的增强使湖泊的自然功能逐渐转成水库功能。加强博斯腾湖水资源及其他自然资源的科学管理与合理利用,对协调、平衡该区域生态环境系统具有重要意义。     

山东省生态环境遥感监测

 利用遥感与GIS技术，对山东省生态环境现状及其动态变化进行了监测，建立了山东省生态环境遥感监测数据库，分析了山东省生态环境时空变化特征。结果表明，山东省生态环境动态变化的主要特点是耕地面积明显减少，城乡居民点和工矿用地面积大幅度增加。     

三峡库区建成前后洞庭湖湿地动态分析

在遥感和地理信息系统技术的支持下,对洞庭湖区TM遥感影像进行处理,获取1999年、2003年、2005年3个年份的洞庭湖区湿地类型分布面积,进行相应统计分析。结果表明,三峡库区拦坝蓄水,枯水期增加下泄量,及时补给下游河湖,提高了洞庭湖区冬季水位;长江上游拦截泥沙,向下游输沙量减少,入湖泥沙含量降低,洲滩湿地面积增长变缓,有利于湖泊湿地的调蓄功能;洞庭湖湿地呈萎缩状态,这一现象是水利工程建设、气候变化、湿地自然演替以及人类活动等多因素长期共同作用的结果。     

塔里木河中游耕地扩张及景观破碎化研究

采用遥感技术、GIS和景观格局分析方法,利用2007~2015年中高分辨率遥感数据对塔里木河中游耕地扩张过程及景观破碎化进行定量分析。结果表明,研究区耕地年平均扩张面积为0.25×104ha,塔里木河中游南岸耕地扩张面积大于北岸。在耕地扩张的同时,景观破碎化程度加剧,这对保护生态系统和生物多样性带来了更大的挑战。     

RS和GIS支持下的生态风险评估——以塔里木河下游为例

目前为止,生态风险评估还没有一套完整的方法体系。本文以我国最大的内陆河-塔里木河下游区段为研究区域,将遥感、地理信息系统等先进技术手段与模糊数学方法相结合,根据ERA框架和层次分析思想建立塔河下游植被的生态风险评估指标,运用模糊综合评判的方法进行塔河下游植被生态风险的遥感定量评估;在评估结果的基础上进行可视化分析。结果表明:在流域生态风险评估缺乏有效的定量评估方法的情况下,Fuzzy集合论与AH P方法结合的模糊综合评判方法是可行的,具有较高的科学性;运用遥感、地理信息系统等先进的技术手段,实现了评估结果的定性、定量和可视化。     

毛乌素沙地变化监测

开展沙漠地区的沙漠化监测,进行时空变化分析,有利于掌握沙漠内部及周边各种土地资源的数量和质量的演变。以遥感影像、基础测绘数据为基础,通过遥感解译,精确划出毛乌素沙地范围并计算其面积,并对2000—2013年沙地沙化程度变化情况进行监测。监测结果显示,毛乌素沙地面积略有下降,内部沙化程度明显好转。通过监测掌握毛乌素沙地近年来的变化情况,为毛乌素沙地治理提供科学数据。     

遥感解译与地理国情相结合的石漠化监测

考虑到地表石漠化的复杂性，借鉴林业部门的石漠化状况与程度评定方法，充分利用地理国情地表覆盖与DEM成果，结合遥感监测技术，计算地表的基岩裸露度与植被综合盖度，以野外实地调查为佐证，获取研究区域石漠化监测评定因子，确定研究区域石漠化的状况与程度，构建一套基于遥感解译的石漠化监测技术方法。结果表明，研究区自2008-2016年，石漠化发生率明显下降，区域生态环境逐步恢复；本文研究的技术方法可行，在节约人力资源的基础上，可快速获取石漠化状况与程度。     

流域尺度景观生态耗水研究

笔者将景观生态学、遥感蒸散计算技术等应用于流域生态耗水研究,先利用1980年、1990年、2000年、2005年的4期遥感数据,研究流域土地利用演变特征,并对流域景观生态进行分区。然后利用MOD IS数据和平流干旱模型,计算2005年生长期蒸散分布;再结合流域水资源评价成果,计算景观生态消耗的水资源、不可控水资源和可控水资源;最后又结合规划目标,对白杨河流域生态保护系统2020年与2030年生态需水进行了预测。通过研究,弄清了流域景观生态对象、功能、格局和过程、弄清了其消耗的水资源类型、数量和时空分布,为优化配置水资源、实现流域可持续发展开辟了新途径。     

基于OLI数据的云南禄劝县石漠化敏感性评价

石漠化敏感性指的是区域在自然状况下发生石漠化现象的可能性大小,开展石漠化敏感性评价对区域生态环境的建设和可持续发展具有重要意义。本文以OLI影像为数据源,选取植被覆盖率、裸岩率和坡度作为评价指标,以地理信息技术为支撑开展禄劝县石漠化敏感性评价。评价结果显示:禄劝县轻度敏感面积为2 091 km~2,占总面积的57.492%;中度敏感面积为1 470 km~2,占总面积的40.418%;重度敏感面积为75.46 km~2,占总面积的2.075%;极度敏感面积为0.533 km~2,占总面积的0.015%。从空间分布上看,轻度敏感区主要分布于中西部地区;中度敏感集中分布于北部及南部地区;重度敏感主要分布于北部金沙江流域、东南部普渡河流域和云龙水库内流河沿线区域;极度敏感区主要分布在普渡河下游地区。总体而言,禄劝县石漠化敏感性相对较高,在区域开发与保护过程中应引起高度重视。     

国家环境遥感监测体系研究与实现

随着国家空间基础设施的建设和发展,中国遥感监测体系研究与建设取得了重大突破,从无到有形成了国家环境遥感监测能力,并业务化实现了主要环境遥感监测要素产品的生产与服务,为新时期环境管理工作提供了有力支撑。在分析国内外环境遥感发展及中国环境遥感监测需求的基础上,阐述了中国环境监测体系建设的必要性,研究了国家环境遥感监测体系的建立与业务化运行,提出了中国环境遥感监测体系发展思路与下一步重点任务。     

河流湖泊湿地边界定位中遥感影像时相选择方法

选择高分遥感影像的时相是利用高分遥感影像精确定位湖泊河流湿地自然边界的关键问题之一。在没有或缺少水文观测数据的情况下,依据河流湖泊湿地的定义,本文提出了一种用于河流湖泊湿地边界定位的高分遥感影像时相快速选择方法,试验结果表明该方法合理、准确、有效。     

台儿庄生态敏感性GIS评价

生态敏感性评价是进行生态规划的重要依据,本文以遥感影像和生态环境调查数据为基础,选取具有代表性的8类生态因子并确定其对生态环境影响的分级标准和权重,使用GIS技术,运用加权叠加的方法,对枣庄市台儿庄区生态敏感性进行评价。通过模糊聚类和小面积图斑自动归类合并处理,将区域土地生态敏感性划分5类。研究结果表明:台儿庄区生态极度敏感区占全区面积的7.04%,高度敏感地区占全区面积的8.5%,中度敏感区占全区面积的21.63%,轻度敏感区占全区面积的51.02%,不敏感区占全区面积的11.82,生态敏感性总体较低。     

典型煤炭矿区生态健康遥感诊断

煤炭资源是我国重要的一次性能源,科学监测与评估矿区生态健康,对于维持经济发展与生态健康的平衡至关重要。本文选取位于山西省的3处典型煤炭矿区,基于2001—2021年的Landsat遥感数据,利用目视解译方法对露天矿区进行了多年用地类型演变格局分析;并分别对3处典型矿区的绿度、湿度、干度、热度进行了估算,应用知识粒度熵的权重计算方法,综合构建了矿区遥感生态指数(RSEI),完成了矿区生态健康多年遥感诊断。结果表明,两处露天矿区呈现边开采边复垦的生产模式,各有半数的研究年份RESI区域均值达到0.5以上;地下矿区的开采工作基本不造成地上扰动,其2001年以来的生态健康状况较为稳定,RSEI均值在0.7上下浮动;3处矿区2021年的RSEI均值分别为0.53、0.48、0.70。本文改进了传统的遥感生态指数构建方法,为煤炭矿区的长时序生态监测与遥感诊断提供了科学支撑。     

多源遥感数据支持下的城市生态状况评价

城市生态环境监测具有数据来源广泛、监测要素复杂、服务对象多样等特点,整合可用的资源进行城市生态的综合监测成为目前关注的热点。本文利用高分辨率遥感影像,以及地表覆盖、城市边界等遥感产品,在现有遥感生态指数的基础上,结合黑臭水体指数,构建适合综合评估城市生态状况的集成遥感监测模型,实现对城市生态环境状态的多维度监测。该方法能够较准确客观地反映城市的生态环境质量,理论上补充了基于遥感数据的城市生态环境监测方法,可为城市生态环境监测的信息化建设提供技术支撑。     

流域遥感方法与实践

未来流域一体化管理模式下,要求数据、信息和知识在管理者、科学家、工程技术人员和所有利益相关方之间自由流通。其中,流域尺度数据获取、信息提炼和知识抽象是基础。卫星遥感技术因其大范围、综合性、动态性对地观测能力,为实现这一管理方式的改变提供了新的技术手段。过去的应用中,受相对稀缺的卫星影像数据和复杂应用方法的限制,出现了常规应用相对较少,应急使用较多;行业管理部门应用较少,专业研究机构使用较多;简单实用的方法较少,需要做复杂处理和调试的方法居多;数据瓶颈依然存在等问题,严重限制了遥感技术在流域管理中的深化应用。2007年中国科学院知识创新工程重大项目“海河流域治理工程生态环境效应遥感监测与评估”课题的立项,为服务于流域综合管理的遥感应用方法研究提供了实验基础。项目执行过程中,随着遥感技术在流域下垫面监测、水循环要素反演及生态环境效应评估等方面的研究日益深入,流域遥感方法论及应用范畴逐渐清晰,使得从整个课题的角度对取得的成果进行归纳总结成为可能。本文在分析流域管理发展趋势和流域遥感应用现状的基础上,介绍了项目的立项背景及在流域遥感蒸散发估算方法、水资源监测方法与农业水管理应用和生态环境变化监测与分析等方面的取得的研究成果,指出了未来流域遥感发展的趋势和任务。