不同地表参数变化的上海市热岛效应时空分析

研究地表参数变化与热岛效应的关系对优化城市功能分区以及城市可持续发展具有重要意义。采用上海市2000、2005、2009年3个时期的Landsat ETM+卫星遥感影像,使用归一化不透水面指数(NDISI)、基于指数的植被指数(IVI)、归一化差异水体指数(MNDWI)分别从遥感影像中提取不透水面、植被和水体;然后从时间、空间角度并采用回归分析方法分析了上海市地表参数在这9 a中发生的变化及其对城市热环境造成的影响。结果表明:9 a中城市不透水面面积大幅增加,不透水面增加的代价是植被和水体大范围减少,形成了城市的热岛。上海市整体热岛强度是先增强后缓慢减弱的趋势,且热岛分布从集中型向分散型发展。     

太浦河水面和岸线利用遥感监测分析研究

以太浦河为研究对象,利用2014年国产高分一号卫星2 m全色/8 m多光谱影像,结合地理信息技术(GIS)技术,对太浦河流域面积和长度及离岸200 m区域内土地资源利用现状进行遥感监测,得到太浦河总流域面积、长度,分析得出流域内城镇村及工矿用地面积较大,农业结构多元化,且分布较均衡。研究结果表明,遥感监测能准确、全面地监测河道及两岸的土地开发利用情况及空间分布状况,是进行大范围、周期性水面和岸线利用监测的理想数据源,具有很大的应用潜力。     

缅甸蒙育瓦铜矿生态环境和社会经济影响遥感监测

矿产资源的持续开发会对当地生态环境产生一定破坏。为贯彻绿色矿山理念,及时修复采矿对生态环境的影响,需要对矿区的生态环境状况进行监测分析。遥感技术是矿区生态环境监测较为有效的手段之一。文章利用Landsat系列卫星影像、高分遥感影像和夜间灯光遥感影像,对缅甸蒙育瓦铜矿不同开发时期的生态环境状况和社会经济状况进行遥感监测分析。结果表明,矿区的开发建设虽然对周边的生态环境造成了一定程度的破坏,但是由于生态风险防范得当,对周边生态环境造成的损失较小。矿区及周边水体面积变化不大,工业水体主要集中在矿区,没有对周边水域造成污染。期间灯光指数出现较大增长,由矿区和城市向周边乡村地区延伸。与外国公司开采时期相比,中国公司2011—2018年在矿区生态环境保护方面和经济发展方面取得了更好的成效。     

利用多源数据分析呼伦湖地表与地下水的动态变化

湖泊对揭示区域环境演变特征与规律具有重要意义。为研究近30 a呼伦湖地区地表水面积与地下水水储量的变化,利用Google Earth Engine（GEE）云平台处理了1986~2018年间所有Landsat卫星影像。结合卫星测高所获得的水位数据,得到呼伦湖的水体面积长时间变化序列,并将其划分为4个阶段：2000年之前的平稳扩张阶段,2000~2012年的骤减阶段,2013~2015年为迅速回升阶段,2016年之后的稳定阶段。在此基础上,综合利用降水、蒸发以及河流流量等模型数据对其变化原因进行了全面分析,揭示了3个因素在4个阶段所发挥的不同作用。最后,利用水量平衡公式推算出地下水储量变化,分析了（1986~2013年）呼伦湖地下水水储量变化趋势,结果表明该地区地下水水储量持续减少。     

高分三号卫星影像在黄河洪水监测中的应用

高分三号（GF-3）卫星是我国首颗C频段多极化高分辨率合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）卫星,尝试利用高分三号（GF-3）卫星对黄河2017年第1号洪水开展遥感监测工作,获取了7月28日18时42分和7月29日6时52分的黄河小北干流河段遥感影像。经过影像处理和遥感解译,高分三号（GF-3）卫星影像清晰,层次分明,对河流水体、沙洲、以及河道整治工程、桥梁等反映明显,能够较好地识别洪水淹没范围信息。应用表明,高分三号（GF-3）卫星具有良好的编程成像能力,可以全天候全天时获取洪水遥感影像,在洪涝灾害监测和防灾减灾领域具有较大应用潜力。     

利用遥感数据研究红层丘陵区地下水赋存规律

利用遥感数据对地物进行识别是获取地物信息的一种重要手段。在重庆荣昌县红层丘陵严重缺水区地下水勘查新技术应用课题研究中,选取Landsat ETM数据和彩红外影像为数据源,以影响丘陵区地下水赋存的主要因素为研究对象,建立解译标志,分析研究遥感影像特征,计算机自动划分微地貌类型,采用监督分类与非监督分类方法对红层丘陵区地表水体、土壤湿度信息进行识别。在此基础上结合常规水文地质调查方法,对地下水补、径、排条件进行分析,划分出适宜于分散家户打井的区域。     

武汉地区环境卫星气溶胶光学厚度反演

针对难以及时、准确掌握中部地区气溶胶污染状况的问题,选用适用于城市等亮地表区域的结构函数法,结合环境一号A/B卫星CCD影像数据,开展武汉及周边地区气溶胶光学厚度反演研究。首先对卫星遥感数据进行预处理,然后根据结构函数法的原理和模型,选择了合适的结构函数公式、窗口范围和距离值。通过选取研究时间范围内的"清洁日",在原始影像预处理的基础上使用归一化植被指数剔除水体影响,实现环境一号卫星CCD影像的武汉地区气溶胶光学厚度反演。通过CE318实测数据、湖北省环保厅的大气污染数据、MODIS产品检验结果,对反演结果进行了对比验证,从精度、准确度、空间分布和时间分布趋势等方面验证了模型反演的可靠性。     

重点河湖控制断面生态流量监测预警系统设计及应用

针对我国河湖生态安全保障面临严峻形势,现有生态流量监测系统存在覆盖河湖范围有限、预报不及时等问题,为进一步加强河湖生态流量管理,基于水利部国家水资源监控管理信息平台,依托其水资源数据库、水文实时雨水情数据库、水利部一张图服务及管理信息等数据,设计和研发全国重点河湖控制断面生态流量监测预警系统。生态流量监测预警系统包括生态流量断面的基础信息、实时监测数据、指标值及阈值告警的综合展示,以及生态流量达标情况判别等功能。目前,生态流量监测预警系统已接入全国重点河湖104个控制断面,断面生态流量满足程度达到96.2%;龙川监测断面分析结果显示,自 2021 年 1 月以来该断面生态流量满足情况差于 2020 年同期,与取用水量增加及天然来水减少存在一定联系,可为保障重点河湖控制断面生态流量提供有力信息支撑。     

基于资源一号02D高光谱卫星影像的青海湖悬浮物浓度反演研究

水体悬浮物浓度是描述水体光学特性的一个重要参数。卫星遥感具有大范围、快速、高频次动态监测的优势,有助于加强对青海湖水环境质量的监测,降低监测成本。而资源一号02D(ZY1-02D)卫星高光谱影像作为新的数据源,具有高空间分辨率、高光谱分辨率的优点,为湖泊的水质高精度监测提供了可能性。为了验证ZY1-02D高光谱相机在水质遥感监测应用中的适用性,以ZY1-02D高光谱影像为遥感数据源,同时辅助实测数据,构建青海湖悬浮物浓度反演模型,并进行精度验证,评价模型的准确性,最后将模型应用于青海湖悬浮物浓度反演。研究结果表明：青海湖悬浮浓度反演模型平均相对误差为21.1%,均方根误差为0.296 mg/L,精度较好,青海湖悬浮物浓度反演结果呈现湖心低岸边高的特征,与同期Sentinl-2和同期Landsat 8数据反演结果进行对比,反演结果保持一致,说明ZY1-02D高光谱影像能够作为悬浮物浓度遥感反演的数据源之一。     

全国重点监测湖库可视化分析平台

为改善传统水资源监测范围小、对象单一、自动化与分析能力较差等不足,以水利部信息中心在全国范围内的重点监测湖库为研究对象,基于高分卫星影像,综合利用遥感和WebGIS技术设计并实现全国重点监测湖库可视化分析平台,实现湖库矢量和影像数据管理、多时相矢量查询与可视化、在线制作专题图等辅助监测分析功能。试验结果表明,系统能够实现从水体矢量到湖库动态监测产品的流程化管理,协助水利部门快速、直观地掌握我国重点湖库的基本情况和变化趋势,为全国湖库水情分析、水文水资源监测评价和生态环境保护提供科学依据。     

遥感水分收支对区域水资源估算潜能

为获得遥感水分收支对区域水资源估算潜力，利用遥感降水与蒸散发数据，通过研究中国十大水资源一级区及省区尺度上遥感水分收支平衡(降水与实际蒸散发差值)与水利统计水资源量间的关系，发现遥感降水蒸散差折合水资源量与基于统计数据的水资源量间具有较强正相关性，但总体偏低且存在区域差异，其中海河区低估最为显著，其次为淮河区、西南诸河区，西北诸河区则存在较大高估。对于地下水需求较大的区域，如海河区，地下水开采量没有被考虑作为遥感水资源量来源是造成遥感水资源量低估的主要原因。遥感降水低估、蒸散发高估也导致遥感水分收支平衡折合水资源量低于基于统计数据的水资源量。水资源时间变化趋势显示，中国水资源量总体呈增加趋势，但作为粮食主产区及人口密集区的华北地区，水资源形势严峻，呈显著减少趋势，将对经济发展及人们生活产生重大影响。     

无人机遥感技术在河湖岸线监管中的应用

为提高河湖管理效率,针对无人机遥感技术观测范围广、获取空间信息速度快等优点,在分析无人机遥感技术工作原理基础上,根据河湖水域岸线监管不同需求,从目前无人机的多种监测方式入手,结合岸线监管应用,分析适用于河湖监管的 3 种监测方式。具体应用结果表明：1)低空摄影技术适合于小面积河湖岸线日常巡察,获取航拍照片。2)常规摄影测量技术是将外业获取的影像、POS、控制点数据,采用 PhotoScan 软件生成高分辨率正射影像和数字表面模型,结合 GIS 软件,快速生成一些专题图,适合于中小型涉水侵占行为监测。3)倾斜摄影测量技术适合于大型涉水建筑监测,对涉水建筑构建真三维模型,精准获取违建区域面积、侵占防洪库容等几何信息。无人机遥感技术用于河湖岸线监测,能够有效制止侵占岸线的行为,为河湖岸线安澜提供技术支撑。     

天空地协同监测 支撑河湖精准监管

山东省河湖众多,岸线情况复杂,在全面推进河长制工作中,基于管理现状及具体需求,以"互联网+"为载体,于2018年建成面向全省的河长制湖长制管理信息系统,完善河湖基础信息,强化行业资源共享,并探索先进技术与河长制工作的切合点。利用卫星遥感、无人机航拍、视频监控等,构建天空地一体化立体监测体系,对全省省市级重要河湖开展4次水域岸线违章问题全面排查,助力河湖精准监管,实现信息化调度,大大提高单纯依靠人工传统巡河方式的工作效率。     

智慧河长系统关键技术研究与应用

为提高河长制工作效率和水环境治理能力，提出实现智慧河长系统的关键技术和应用实现方案。针对河湖监管水平较低、信息化资源共享程度低和精细化监督管理水平较低等问题，通过水质水量自动监测、工业企业污染溯源监测、视频监控、无人机与卫星遥感监测形成空天地一体化前端感知体系，研究河长制数据整合汇聚、大数据分析和 AI 图像识别等智慧河长系统关键技术，采用智慧感知层、基础设施层、大数据中心层、支撑平台层、应用系统层、用户层 6 层架构构建智慧河长系统，实现水质分析、污染溯源、岸线监管、水面异常监管等重要功能。实现河长制工作从前端感知、后台分析、辅助决策全过程智能化管理，有效解决河长制工作中河长履职监管和河湖数据整合等难题。     

遥感湖泊面积MTMF提取方法及空间尺度效应研究

主要研究遥感湖泊面积亚像元分解提取方法和空间尺度效应,为遥感湖泊面积提取、检验及基于此的局地气候变化分析提供科学的基础数据。在对TM遥感数据进行升尺度处理的基础上,采用混合调制匹配滤波(Mixture Tuned Matched Filtering,MTMF)进行亚像元分解,得到不同空间分辨率的湖泊面积。进而分析不同面积湖泊随遥感空间尺度的变化。结果表明:(1)当通过对高空间分辨率的遥感数据重采样获取多尺度遥感影像进行湖泊面积提取及湖泊空间尺度效应分析时,采用最近邻法比像元聚合重采样法更合理。(2)MTMF亚像元分解法可以用于基于水体光谱特征的遥感湖泊边界提取和面积计算,但边界提取过程中容易将湖泊与河流或其他非湖泊的水体混淆。(3)遥感湖泊面积的提取结果受所用遥感影像空间分辨率的影响较大,影像的空间分辨率越低,湖泊面积提取的偏差越大,尤其对面积较小的湖泊。     

Satellite‐based assessment of the dynamics of new lakes in southern Egypt

Lakes in arid landscapes are indicators of environmental change and important sources of water for human use. In regions without in situ hydrologic measurements, remote sensing may provide the only means to monitor long‐term changes in water storage. We used a synergistic combination of multiple satellite remote‐sensing methods to provide the first comprehensive assessment of the dynamics of a newly formed chain of large lakes in the hyper‐arid Toshka Depression of southern Egypt. A total of 145 MODIS and AVHRR satellite images were used to monitor changes in lake surface area, which increased to a maximum of 1740 km² before declining to 900 km². Two methods were tested for satellite‐based measurement of lake levels and volumes, one based on analysis of a digital elevation model and one using data from the ICESat GLAS laser altimeter. This study shows the power of satellite remote sensing for long‐term monitoring of regional‐scale hydrologic transformations.     

Application to GF-2 Satellite for Road Landslides Monitoring

Global warming has profoundly changed extreme weather events,and remote sensing technology is gradually being applied to the monitoring of ecological and environmental disasters.China is one of the countries with most serious natural disasters in the world.With the development of human society and the improvement of people’s awareness of disaster risk,geological disaster monitoring and risk management has attracted more and more attention.Taking the Adjacent Area of Changsha \| Xiangtan(CXAA),which is the main part of Xiangtan jiuhua economic development zone,as the research area,the road slope and the ecological environment in the area were monitored by using the fusion image of high spatial resolution remote sensing of GF\|2 made in China on March 27,2016.Taking normalized difference vegetation index(NDVI),terrain slope index,soil index and other parameters as inputs,the comprehensive evaluation of ecological environment in CXAA was obtained by simulating the comprehensive factors of ecological environment with the comprehensive index method.We found that the ecological environment of 78.75 % of the study area was good,which indicated that the natural ecological environment on both sides of the road and the surrounding areas was basically not damaged.The road surface,water area(such as Xiangjiang river),construction land(such as Xiangtan high\|speed railway north station) and industrial areas(such as Geely automobile,Tidfore enterprise group,etc.) and other regions of the ecological environment comprehensive index is poor,on both sides of the road in some slope sections still exist the potential risk of landslide.Therefore,we suggest that during the rainy season,there is a need for more time\|phase high spatial resolution of GF-2 remote sensing satellite and other domestic GF satellite continuous monitoring,in order to more fully understand the risk of road slope landslide and provide early warning.     

Spatial-temporal Variations of Lake Area in Arid Region of Northwest China

Based on Landsat TM/ETM+/OLI remote sensing images in the arid region of Northwest China in 1990,1999,2007 and 2015,104 data of lakes with area greater than 1 km²were obtained by Normalized Difference Water Index(NDWI)and the driving mechanism of lake change was analyzed.The results show that：(1)From 1990 to 2015,the lake area in northwestern arid region was increasing,and the area of lake in 1999~2007 was the most obvious;(2)In the northwest arid region,the whole lakes showed an expanding trend,but there were obvious regional differences.The area of the lakes decreased first and then increased,and the lakes were the largest and the most widely distributed.Area of the lake continued to reduce the number of small,was distributed in the hinterland of Tengger Desert;(3)Precipitation and temperature are two important factors influencing lake change.The change of lake area is consistent with precipitation,temperature and evaporation,and the impact of human activities on the change of lake area is insignificant.While the change of plain lake area is affected by natural factors and human activities.Desert lake area is the result of climate change and groundwater recharge source changes.The results promote to improve the temporal and spatial characteristics of the lakes in Northwest China,And provide a reasonable basis for the study of lake change and environmental protection in this area.