基于“DEM-NDVI-土地覆盖分类”的天山博格达自然遗产地山地垂直带提取与变化分析

本文基于Landsat影像数据获取天山博格达自然遗产地土地覆盖分类,结合归一化植被指数（NDVI）和数字高程模型（DEM）构建“DEM-NDVI-土地覆盖分类”散点图分析研究区植被受海拔和坡向的水热空间变化影响的分布特征,通过概率统计分析提取博格达遗产地山地垂直带,并结合研究区的气温、降水数据和NDVI变化特征分析垂直带变化的原因。研究结果表明：① 本文利用“DEM-NDVI-土地覆盖分类”散点图,揭示了研究区1989年和2016年的NDVI值和分类类别随着海拔上升的变化特征,其中NDVI值随着海拔上升呈现“倒U形”变化,而不同分类类别在一定的海拔区间内呈现出聚集效应,且不同分类类别有明显的高程界限。② 1989年和2016年博格达遗产地山地垂直带分带上限分别为：1278 m和1185 m（温带荒漠草原带）、1784 m和1759 m（山地草原带）、2706 m和2730 m（山地针叶林带）、3272 m和3293 m（高山草甸带）、3636 m和3690 m（高山垫状植被带）。③ 博格达遗产地1989年和2016年山地垂直带受区域气温升高和降雨增加的影响有较为明显的改变,其中温带荒漠草原带最为敏感,其上限变化最大,向下收缩93 m;山地针叶林带的分布范围则向两侧扩张49 m;山地草甸带带宽基本保持不变,但整体上移了约20 m;冰雪带则受到全球气候变暖的影响向上退缩54 m。     

基于DEM-NDVI的高山植被带定量刻划

根据不同高山植被类型具有不同归一化植被指数响应的特点,通过对NDVI的分析来定量刻划高山植被带的海拔分布。首先,利用DEM、NDVI构建DEM-NDVI散点分布图;然后,结合地面调查资料与WorldView-2高分遥感影像对DEM-NDVI散点分布图进行统计回归分析;最后,利用分析结果定量刻划高山植被垂直分带结构。将该方法应用于四川卧龙大熊猫保护区的卧龙关沟,结果表明：① NDVI随海拔升高而呈“Z”字形变化;② DEM-NDVI散点图比样本点DEM-NDVI分布图能更完全地表达高山植被NDVI随高程变化的特征;③ 卧龙关沟东北坡高山植被带海拔高度为3255~4415 m,西南坡高山植被带海拔高度为3193~4473 m,与地面调查得到的区域代表植被的分布高度基本一致。     

岫岩陨石坑的成坑过程与形貌特征研究

利用陨石撞击形态学理论与撞击推演模型,基于遥感影像、数字高程模型,钻孔资料,区域地质图与野外观测等多元数据,对岫岩陨石坑的撞击形成过程与形貌特征等进行了研究.模拟计算表明,岫岩陨石坑撞击成坑瞬时直径为(1406±12)m,瞬时坑深为(497±4)m;撞击完成后最终坑的直径约为(1758±15)m,坑深为(374.5±3.5)m,角砾岩堆积透镜体厚度为(188.5±0.5)m,与前人钻孔揭示的数据基本一致.初步估算出形成岫岩陨石坑的陨石直径:若为铁陨石,直径为55 m左右;若为石陨石,直径为115 m左右.基于数字高程模型数据揭示了岫岩陨石坑的侵蚀与退化特征:坑深/坑径的比值为0.143,与Meteor撞击坑的特征值相似,从而定量地刻画了该坑属于简单坑的特征;坑缘轮廓的圆度值为0.884,表明该坑已受到了一定程度的风化与侵蚀作用.高分辨率SPOT彩色影像解译得到岫岩陨石坑坑内裂隙分布特征,放射状裂隙在NW-SE和WNW-ESE方位上表现出优选性,裂隙控制坑内水系的发育与演化.     

新疆天山自然遗产地景观格局动态演化及其生态健康评价

喀拉峻-库尔德宁区域是新疆天山自然遗产地的重要组成部分，其生态健康状况将影响该自然遗产地的突出普遍价值。目前从景观生态学角度，通过景观格局动态演化过程反映自然遗产地生态健康研究较少。本研究以喀拉峻-库尔德宁区域为例，基于多源遥感影像，提取景观信息进行定性与定量分析，并结合景观格局指数，从景观动态特征、类型水平和景观水平分析景观格局演化特征，评价景观健康状况，形成自然遗产地景观数据的获取方法，探索景观格局与生态过程的关系，为相关研究提供借鉴。结果显示：裸地增加，冰雪、针阔混交林等景观减少；类型水平上，针阔混交林受人为干扰严重，中和低覆盖度草地呈破碎化；景观水平上，景观聚集度、连通性、分形状况稳定，景观多样性提升后维持稳定；总体景观生态健康，突出普遍价值（OUV）维持稳定，但对针阔混交林需要进行重点保护。结果可为研究区综合管理和生态健康分析提供有效数据。     

探地雷达在地下考古遗存探测中的实验与应用

近年来,探地雷达被越来越多地应用于考古探查中。由于反演多解性问题的存在,雷达图像上的异常既可能是考古目标引起的,也可能是由于地下环境介质的不连续性引起的,所以探究不同类型的考古遗存在探地雷达图像上的典型异常响应,有助于准确识别雷达图像上的“真”异常,剔除一些“假”异常。首先,本文基于西北干旱-半干旱区文物埋藏环境,在河北省怀来县遥感综合试验站试验区设计实施了地下目标体探地雷达探测实验,分析了不同材质的小尺度目标体及夯土结构在探地雷达图像上的响应特征;然后,进一步将探地雷达应用于悬泉置遗址地下城墙基址的探测,对城墙在雷达图像上的响应特征进行了分析。实践表明,探地雷达技术在埋藏浅、小尺度、物性差异不大的考古探查中具有很好的效果,得到并解释了点状、线状、面状等不同考古目标体在探地雷达图像上的响应规律。     

基于“DEM-NDVI-土地覆盖分类”的天山博格达自然遗产地植被垂直带提取与变化分析

本文基于Landsat影像数据获取天山博格达自然遗产地土地覆盖分类,结合归一化植被指数(NDVI)和数字高程模型(DEM)构建"DEM-NDVI-土地覆盖分类"散点图分析研究区植被受海拔和坡向的水热空间变化影响的分布特征,通过概率统计分析提取博格达遗产地山地垂直带,并结合研究区的气温、降水数据和NDVI变化特征分析垂直带变化的原因。研究结果表明:(1)本文利用"DEM-NDVI-土地覆盖分类"散点图,揭示了研究区1989年和2016年的NDVI值和分类类别随着海拔上升的变化特征,其中NDVI值随着海拔上升呈现"倒U形"变化,而不同分类类别在一定的海拔区间内呈现出聚集效应,且不同分类类别有明显的高程界限。(2) 1989年和2016年博格达遗产地山地垂直带分带上限分别为:1278 m和1185 m(温带荒漠草原带)、1784 m和1759 m(山地草原带)、2706 m和2730 m(山地针叶林带)、3272 m和3293 m(高山草甸带)、3636 m和3690 m(高山垫状植被带)。(3)博格达遗产地1989年和2016年山地垂直带受区域气温升高和降雨增加的影响有较为明显的改变,其中温带荒漠草原带最为敏感,其上限变化最大,向下收缩93 m;山地针叶林带的分布范围则向两侧扩张49 m;山地草甸带带宽基本保持不变,但整体上移了约20 m;冰雪带则受到全球气候变暖的影响向上退缩54 m。     

基于CE-1数据的数字月海分形刻画及其动力学意义

月海是月球表面的主要地理单元。对月海地貌特征的研究能够认识月表起伏及其动力学成因。依据CE-1 影像图和全月球数字高程模型数据,提取了南北半球不同纬度地区、不同填充岩性的典型月海范围,运用盒维数法、立方体覆盖法和多重分形q-Dq语言对月海边界及其地形表面的地貌特征进行了线和面的描述和研究。结果表明：① 分形方法可以有效地描述月球地貌的复杂程度。月海边界的分维值介于1.065~1.100 之间,平均值为1.086,标准差为0.014,在双对数坐标下5 个月海区边界复杂度拟合的直线都近似平行。② 月海地形表面的分维值介于2.704~2.852 之间,5 个月海地形表面的分维值标准差为0.051,ln δ -lnN（δ）图也近似平行,但截距的离散程度相较于月海边界的高。③ 月海地貌多重分析的q-Dq曲线图总体呈现非递增趋势,Dq值在q=-10 和q=0 时基本达到饱和,但差异较小。④ 从线、面单分形以及多重分形可见,5 个月海均具有分形特征,但彼此之间差异较小。其动力学意义在于它们在形成之后,内动力作用基本停止或很小,与分形特征基本一致;而外力主要由陨石撞击作用少量地改变着月表的面貌,导致在分形特征上表现出差异性。     

基于“嫦娥一号”数据的月表撞击坑特征的多参数统计分析

撞击坑是月表最主要的地貌形态,相关研究多采用撞击坑深度和坑口直径比值作为月球形貌研究依据。事实上撞击坑的形状不是典型的圆锥,而是上大下小的截锥形。依据"嫦娥一号"影像图和全月球数字高程模型数据,获取了1000个撞击坑坑唇等效半径r₁、坑底等效半径r₂,撞击坑的深度h,进而对r₁、r₂、h三个参数进行了统计分析和聚类分析。结果表明:(1)撞击坑数目与r₁和r₂的分形维数分别为D₁=1.88、D₂=1.51,都大于地球撞击坑的分维数1.16,表明月表撞击坑复杂度受到外界的影响较地球低,且坑唇的复杂度比坑底高;(2)r₁-r₂之间具有很好的线性正相关关系,聚类结果将其分为三类,决定系数分别为R₁²=0.685、R₂²=0.886、R₃²=0.974;(3)对r₁-r₂-h三者进行线性拟合,决定系数R₂=0.968,表明三者之间同样具有显著线性关系,且月表撞击坑的形成过程以及形成之后都处于相似的动力环境下。     

从遥感考古走向空间考古——文化遗产保护时代的新任务

基于遥感考古发展历程与主要进展分析，提出从遥感考古走向空间考古的认识，构划空间考古内涵、主要研究内容与实验区选择。空间考古既是适应文化遗产保护需求的新任务、新发展与新使命，也是文化、科学与技术融合发展的一支新学科，将促进“一带一路”的建设，并为提升中国参与全球治理软实力贡献力量。