干旱区绿洲城市生态变化遥感评价--以武威市凉州区为例

利用主成分分析法耦合4个生态评价指标(绿度、湿度、干度和热度)构建遥感生态指数(RSEI),对干旱区绿洲城市武威市凉州区2000年~2016年的生态环境质量进行评价。结果表明:基于主成分分析的遥感生态指数能客观定量揭示区域生态变化,RSEI均值由从0.447提高到0.458,整体提高了2.46%;武威市凉州区生态环境质量整体稍有改善但变化不大,生态环境质量等级由中等向两极化发展,东北荒漠区大面积开垦耕地使得生态环境有所改善,中部地区城市扩展和新区建设使生态环境质量下降,西南部山区受人为扰动少,生态状况基本不变。     

基于遥感生态指数的神府矿区生态环境评价

采用遥感技术对矿区生态环境进行监测与评价,对矿区生态环境的保护和可持续发展具有重要意义。本文首先提出了一种遥感生态指数（RSEI）改进方案,除了采用原模型的绿度指标、湿度指标、热度指标及干度指标4个生态指标外,引入植被净初级生产力（NPP）指标,并对矿区生态环境进行各单生态指标评价分析,然后采用改进后的遥感生态指数,对神府矿区2000—2016年的生态环境变化进行综合评价。评价结果表明,2000—2016年,神府矿区的遥感生态指数呈整体升高趋势,RSEI增幅约为0.1/10 a,大部分区域植被生产力逐渐增强,生态环境得到恢复,生态环境质量逐渐提升。     

基于遥感生态指数的南京市生态变化分析

城市化进程不断加快带来一系列生态环境问题,遥感技术可以快速、客观、定量地评价生态环境变化。选取1990、2002、2013年Landsat遥感影像提取湿度、绿度、干度、热度4个评价指标,通过主成分分析方法计算遥感生态指数RSEI,进行南京市生态环境变化定量分析评价。结果表明1990~2013年南京市生态环境质量有一定程度的下降,生态环境变好的区域主要分布在以明城墙为范围的老城区及周边,生态环境变差的区域分布在新近建设的"一城三区"。进一步分析发现,在4个分指标中,代表干度的指标NDBSI对于生态指数RSEI的贡献度最大,说明生态环境质量的下降与不透水面的大幅增加密切相关。     

基于Landsat-8的城市建成区生态环境质量研究

城市化与人类生存环境之间的矛盾日益突出,准确、快速、定量的监测城市生态环境质量已成为客观了解城市生态状况的一个研究重点.利用遥感影像反演土地覆被指数、地表温度、地表裸露度和湿度等自然生态参数,构建城市生态环境质量评价的指数体系,并将之运用于德阳市城市建成区生态环境定量评价.在此基础上,利用均值-标准差对研究区生态环境进...     

天津市生态环境质量评价与时空演变分析

生态环境质量是衡量一个区域宜居水平的关键指标,动态监测区域的生态环境质量变化,可为保护生态环境提供科学依据和决策支持。为探究天津市近年来生态质量变化,利用天津市2014、2017和2020年的遥感影像,在遥感生态指数(RSEI)指标的基础上,加入人口密度(PD)、气溶胶光学厚度(AOD)两种指标,利用主成分分析法构建改进型遥感生态指数(MRSEI),对天津市的生态环境质量变化进行分析。结果表明：(1)MRSEI有一定合理性,可更加全面地评价生态环境质量。(2)绿度(NDVI)和湿度(WET)与MRSEI呈正相关,而热度(LST)、干度(NDBSI)、PD、AOD与MRSEI呈负相关。(3)天津市2014、2017和2020年的MRSEI分别为0.59、0.54和0.67。(4)天津市生态质量向南扩展。南部生态环境偏差,北部生态环境偏好,但差距正逐渐缩小。(5)林地的MRSEI均值为0.75,灌木为0.73,耕地为0.68,草地为0.57,不透水面为0.43,荒地为0.28。综上,本文基于改进型遥感生态指数更加全面地评价了天津市2014—2020年的生态环境质量,为区域的生态治理提供了参...     

基于GEE的石嘴山地区生态环境质量时空演变特征研究

以石嘴山市为研究对象，基于GEE平台选取30年的Landsat影像数据，提取绿度、湿度、干度、热度，并加入符合地区特点的盐碱度指标共同构建改进后的遥感生态指数(RSEI),采用长时间序列的趋势分析方法，对1991—2021年石嘴山地区的生态环境变化进行综合评价。1991—2021年研究区的RSEI指数与绿度、湿度呈正相关，与盐碱度、干度、热度呈负相关，生态环境质量呈现出“下降-快速上升-缓慢上升”的趋势。1991—2021年石嘴山市的生态环境质量呈明显改善趋势，生态环境质量显著上升区域面积为4 787.8km²,占比71.0%,显著下降区域面积为117.4 km²,占比1.7%。在1991—2021年，除主城区及周边地区生态环境质量下降以外，其余地区较之前都有明显上升，尤其是在沙湖以及黄河两侧。研究表明区域生态环境质量下降的主要原因是城市扩张，上升的主要原因是内陆湖以及土壤盐渍化改良工程对生态环境的积极改善作用。     

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。     

贵阳市花溪区城市生态环境变化研究

遥感因为其具有大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性的特点,在城市生态环境评价与监测方面得到了广泛应用。通过选取贵阳市花溪区1997年、2005年和2013年3个时相的Landsat系列卫星影像,提取湿度、干度、绿度、热度4个评价指标,经过主成分分析后组成新型的遥感生态指数(RESI)来研究贵阳市花溪区16年间的生态环境变化。研究发现花溪区的生态环境逐渐变好,自1997年到2013年RESI均值从0.439 039上升到0.597 317,RESI均值上升了约36%,增幅较大。其中NDVI的荷载值逐年增加,呈现了与RESI很好的对应关系,表明了植被覆盖度是影响生态环境的关键性因素。     

应用遥感生态指数评价生态环境质量

遥感生态指数(RSEI)是一种可靠、高效的城市生态质量评价方法，本文利用Landsat8卫星数据提取湿度、绿度、热度以及干度信息，构建遥感生态指数评价模型，对宁波市生态质量进行研究。结果显示，宁波市2015、2017和2020年RSEI均值分别为0.84、0.83和0.78,评级在一般及以上的面积比例对应为85.94%、85.66%、85.19%,说明2015—2020年宁波市生态质量变化总体较为稳定，略微呈下降的趋势，RSEI类型变化检测以不变为主，变差为次。     

改进型遥感生态指数及干旱区生态环境评价

利用遥感影像对大尺度区域生态环境质量进行长期、定量、动态监测可为区域可持续发展提供有力的决策支撑。基于遥感生态指数（RSEI），针对干旱区生态环境的地域特点和应用需求，从耦合生态系统组成要素的角度出发提出一种改进型遥感生态指数（ERSEI），即在顾及绿度（NDVI）、湿度（Wet）、干度（NDBSI）、热度（LST）因子的同时，引入综合盐度指标（CSI）和水网密度遥感估算模型（EMW），将盐度和水网密度（WND）纳入生态环境质量评价。在Google Earth Engine(GEE)云计算平台上实现ERSEI并将其应用于地处西北干旱区的呼包鄂榆城市群，结果表明，ERSEI可充分体现干旱区地表细节特征，有力突显了水网对周边环境辐射影响的渐变信息。由呼包鄂榆城市群范围内2000年—2020年间ERSEI的空间测度和时序演变分析发现，生态环境质量较好的区域主要分布在河套平原、大青山一线以及靠近吕梁山的一侧，较差的区域主要集中分布在蒙古高原、库布齐沙漠附近以及毛乌素沙地部分地域，且生态环境质量呈现持续性下降，应作为生态风险预警区加强治理。ERSEI为干旱区生态环境质量常态化监测提供了一种快速有...     

尺度变化对城市生态环境与人类活动关系的影响研究

针对空间尺度对城市生态环境与人类活动影响的研究，以南昌市为研究区，划分了300×300、500×500、700×700共3种格网尺度。使用遥感生态指数RSEI（目标向量）量化城市生态环境质量，结合POI点、微博签到点与道路网数据（特征向量），利用随机森林回归模型分析不同尺度下两者之间的拟合效果。结果表明：①3种尺度下RSEI与POI点、微博签到点与道路网均呈现较强的负相关性；且负相关性最优的为RSEI和微博签到点数据，最差的为RSEI和道路网数据。②300×300尺度下随机森林回归模型的拟合效果最好。随着尺度的变大，拟合的效果会越来越差。③无论尺度如何变化，利用随机森林回归拟合的标准化残差ε均呈正态分布；且随着尺度的变大，ε值空间分布的随机性也逐渐增大。随机森林回归模型为度量尺度对城市生态环境与人类活动的关系研究提供了有效的途径，也为城市生态文明建设提供了科学的依据和参考。     

基于RSEI模型的生态环境质量评价研究

随着社会的不断发展,人们对自然生态环境质量越来越重视。本文主要利用遥感技术手段,以哈尔滨市延寿县为研究区,选取2019年的Sentinel-2A影像和Landsat-8影像,利用绿度、湿度、干度、温度等生态因子指标构建遥感生态指数(RSEI)模型,对延寿县生态环境状况进行综合评价。研究结果表明:延寿县RSEI空间分布的总体特征表现为中间差、周围好的地域特征,其东北和东南部RSEI值较高,中部RSEI值较低。     

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。     

多源数据融合下的城市化与生态环境耦合协调研究

利用DMSP/OLS、NPP/VIIRS和Landsat遥感影像数据分别提取平均夜间灯光指数（ANLI）和生态环境指数（RSEI）,构建城市化与生态环境耦合协调度模型,定量分析研究区在2000-2015年的城市化与生态环境耦合协调发展状况。结果表明：① 2000-2015年的乌鲁木齐城市化水平持续上升,一带一路倡议和生态文明建设的实施,推进了乌鲁木齐城市化发展;② 2000-2015年期间生态指数平均值上升了0.119 8,增长率为30.14%。随着政府对生态环境治理力度的加大,研究区生态环境逐渐好转;③ 2000-2015年乌鲁木齐的城市化与生态环境耦合协调度范围为0.568 3~0.627 3,耦合协调度保持递增趋势。     

利用遥感和GIS研究内蒙古中西部地区环境变化

利用TM和MSS卫星遥感数据提取反映生态环境的植被、土壤亮度、湿度、热度指数，结合气候数据和其它地学辅助信息，在GIS的支持下建立环境质量评价模型；利用该模型评价了内蒙古中西部地区19876、1987、1996年跨越20年的环境变化，从区域平均环境质量指数的变化和各级指数分布的区域面积变化两方面说明了研究区20年来的环境退化；分析了气候因子对环境质量变化的影响，定量说明了半干旱地区影响环境变化的气候因子主要是湿润度，指出20年来人为因素对环境质量的影响呈现越来越大的趋势。     

RSEI应使用主成分分析或核主成分分析?

nRSEI (nonlinear remote sensing ecological index)是新近提出的遥感生态指数,它采用核主成分分析(kernel principal component analysis, kPCA)来集成模型的各个分指标。其主要根据是认为原RSEI采用的湿度、绿度、干度、热度这4个指标在北京研究区的相关关系总体为弱相关,因此需要采用专门处理非线性关系的kPCA来集成这4个指标。为此探讨了北京地区这4个指标的相关关系类型,并对新指数验证方法的有效性进行了深入分析。结果表明,北京地区这4个指标总体呈显著的强线性相关关系,因此并不适合采用kPCA集成;新指数的精度验证方法也存在明显的缺陷,不能证明新指数的有效性。同时还就遥感建模的可行性、模型的普适性、指标尺度的一致性,以及模型精度的验证方法、标准参考影像的选取和验证所需的样本量等遥感研究论文中常见的基础问题进行了讨论。     

基于DMSP-OLS和MODIS数据的宁夏城市化与生态环境耦合协调分析

科学认识城市化与生态环境耦合协调机制,对推动黄河流域及黄河所经地区生态保护和高质量发展具有重要意义。本文以宁夏回族自治区为例,采用长时间序列DMSP-OLS夜间灯光数据建立了适用于宁夏的城市夜间灯光指数（UNLI）,并利用MOD09A1、MOD11A2提出了一种面向大区域尺度的遥感生态指数（RSEI）构建方法。在此基础上,采用耦合协调度模型（CCDM）,探讨分析了2000—2012年宁夏5个地级市城市化与生态环境耦合协调发展过程。结果表明：①基于DMSP-OLS数据建立的宁夏城市夜间灯光指数与人均GDP,以及第一、二、三产业GDP相关性显著（p<0.001）,能够较好地反映宁夏城市化水平。②基于MOD09A1、MOD11A2建立的遥感生态指数能够较好地反映宁夏生态环境质量时空变化特征。③宁夏城市化与生态环境耦合协调度呈稳定上升趋势,整体处于基本协调-生态环境滞后的转型阶段。研究结果对沿黄城市生态保护和高质量发展具有重要参考价值。