资源一号02C星遥感影像融合分析

资源一号02C星搭载了我国民用遥感卫星最高分辨率的多光谱相机,同时还搭载有分辨率高达2.36m的高分辨率相机。基于Gram-Schmidt变换的遥感图像融合方法得到的融合图像,空间分辨率大大提高,同时与原多光谱波段的光谱信息相关性高,光谱保真能力强。相较于主成分分析方法、HSV变换、Brovey方法其更适用于资源一号02C星遥感数据的融合处理。     

CE318型太阳光度计定标方法研究

太阳光度计定标值在气溶胶光学厚度的计算中至关重要,广泛采用的 Langley定标法对大气环境要求苛刻,用以计算定标值的数据筛选困难,基于此提出一个基于数理统计的筛选流程,形成一套自动、普适的太阳光度计定标流程。首先对原始数据进行质量检验,粗筛选去掉明显不能用于定标的数据,通过三重稳定性检验去除观测中的不确定值;将日观测数据分为上、下午分别进行Langley定标,在拟合过程中去除离群值,筛选拟合相关性高、观测时间范围大的数据;最后对定标结果进行三倍标准差筛选,最终得到定标结果。     

冻融循环作用下含结核砂岩风化特征实验研究

为研究云冈石窟砂岩孔状风化现象的形成机理,对现场选取的含结核砂岩进行冻融循环实验,利用激光共聚焦显微镜对砂岩结核、砂岩基质、以及结核与基质交界面进行观测,分析冻融条件下含结核砂岩裂隙扩展规律,建立了含结核砂岩冻融破坏力学模型。研究表明:随冻融循环周期增加,结核与基质交界面、结核中心、砂岩基质先后出现裂隙。各区域裂隙宽度随冻融循环周期增多均呈增长趋势,但3个位置裂隙发展过程存在差异,交界面的裂隙沿交界面延伸;结核中心产生新裂隙,同时早期裂隙扩展、延伸、汇交形成裂隙网络;砂岩基质裂隙发展缓慢。结核的存在改变了砂岩物理力学性质,显著增强了砂岩的非均质性,建立的含结核砂岩冻融破坏模型,揭示了裂隙一般易发育于交界面的特点。砂岩的非均质性是云冈石窟砂岩形成孔状风化的内在因素。     

人类活动和气候变化对红碱淖植被覆盖变化的影响

利用GIMMS NDVI、SPOT VGT两种归一化植被指数(NDVI)数据和气候资料对红碱淖地区植被覆盖变化、气候变化进行了研究, 从气候变化和人类活动的角度分析了植被覆盖变化的原因。结果表明,1957—2007年期间红碱淖地区温度上升趋势显著,降水经历了由少许的增加转向减少的过程,进入了一个相对干旱气候态。1982—2007年期间红碱淖地区植被覆盖变化趋势是在波动中逐渐增加,大致经历了4个阶段：①1982—1988年植被覆盖持续增加;②1989—1998年小幅波动,相对稳定;③1999年植被覆盖迅速下降,1999—2001年维持较低值;④2002年快速增加到较高水平,2007年达最大值。气候变暖使春季生长季节提前、秋季生长期延长。春季的降水量对春季的植被覆盖影响明显,春夏之交降水量对NDVI的影响存在一个月的滞后现象。生长季的降水量变化趋势与植被覆盖的变化趋势相一致。夏季温度上升加速了地表蒸散发过程,同时降水具有减少的趋势,干旱对植被生长有抑制作用,夏季的植被覆盖却在显著增加。     

秦岭森林物候时空分布特征及对水热条件的响应

大量观测数据分析表明，全球气候正逐步变暖。植物物候现象是全球自然环境变化的指示器。物候对气候变化的响应是研究全球气候变化的重要手段之一。森林是全球生态系统的重要组成部分，森林物候特征变化是反映气候变化对森林生长影响的综合性生物指标。利用2001—2018年MOD09A1卫星数据重建了秦岭地区增强型植被指数（EVI）序列，采用最大变化速率和阈值法结合提取了秦岭森林物候参数，结果表明：（1） Whittaker滤波法在灌木、农田、森林3种生态样地重建中稳定性较好，在秦岭山地有较好的适用性。（2） 秦岭地区物候多年均值分布同秦岭地区水热条件密切，由高海拔高山区到农耕区，生长季始期(Start of Growth Season,SOG)逐渐提前，生长季末期(End of Growth Season,EOG)逐渐推迟，生长季长度(Length of Growth Season,LOG)由高海拔区向低海拔区逐渐加长。秦岭浅山区和东部伏牛山农耕带生长季（SOG）开始较早，出现在3月上旬，高山区针叶林带生长季开始的较晚，出现在5月上旬到中旬（120～135 d）之间。生长季末期（EOG）集中出现在10月~11月初（270～310 d），高山区针叶林带生长季结束较早，浅山区植被生长季结束较晚，普遍出现在11月（300 d）以后。生长季长度（LOG）分布在150～200 d之间，低海拔地区LOG较长，大于180 d，高海拔林区生长季较短LOG集中在150～170 d。（3） 年际变化特征：2001—2018年生长季始期（SOG）呈现提前趋势,其中高海拔区提前明显，南北麓海拔低于500 m部分区域和东部伏牛山少部分区域出现推迟。生长季末期（EOG）呈现推迟趋势，其中秦岭北麓和东部中低海拔区域推迟明显，生长期长度（LOG）总体呈延长趋势。（4） 秦岭地区近17 a气温呈现上升趋势，变化率为0.02 ℃·a^-1，降水呈现不明显的上升趋势，日照时数则呈现明显的下降趋势，变化率为14.6 h·a^-1。（5） 秦岭地区物候参数同0 ℃、5 ℃和10 ℃界限温度、降水、日照时数相关性分析表明，全球变化下的升温作用是影响秦岭森林物候变化的主要因子，升温作用导致SOG提前，EOG推迟、LOG延长，主要集中在秦岭南北麓1 000~2 000 m之间，秦岭东部伏牛山低海拔区境内相关性最低，表明受温度制约较小。     

红碱淖面积时空演变规律及保护措施成效

红碱淖是中国面积最大的沙漠淡水湖，也是全世界最大的遗鸥繁殖和栖息地，2012年被列为全国重点保护湖泊，保护工作对于当地的生态环境和重点保护鸟类繁衍都具有十分重要的意义。在遥感和观测数据的基础上，构建了1986—2018年高精度的长时间序列湖泊面积连续监测数据集，并在此基础上研究其时空演变规律以及与自然因素和人类活动的耦合关系，同时实现了针对2012年以来实施的保护措施的成效监测。结果表明：（1）1986—2018年红碱淖面积经历了波动期-萎缩期-增长期，总体呈现萎缩趋势。（2）红碱淖的萎缩原因以人为为主，自然为辅。其中人为因素主要由上游河流建设水库、工业发展用水和植被生长所需用水增加组成。（3）从水量平衡的角度分析，湖泊萎缩期自然因素贡献率为18.26%，人为因素贡献率为81.74%。湖泊面积增长期气候因素贡献16.76%，人为因素贡献83.24%。（4）2012年以来实施的保护措施，已经初步取得成效。主要体现在通过人工增雨和上游水库地面生态补水促使红碱淖面积在2016年出现了2006年以来的首次正增长。建议人工增雨和地面生态补水常态化，来有效抑制红碱淖面积的萎缩，使湿地生态得到长期持续性恢复。     

吴起县2000—2013年植被NPP变化特征

利用美国蒙大拿大学运用生物地球化学模式(Biome-BGC)估算出的净初级生产力产品(MOD17A3),研究吴起县2000—2013年植被净初级生产力(net primary productivety,NPP)的变化特征。结果表明:吴起县2000—2013年年均NPP变化范围在156.92~275.37gC·m-2·a-1,平均值为218.27gC·m-2·a-1,14a植被NPP在波动中呈显著增加趋势(P0.01);全县85.93%面积的NPP变化百分率在10%~50%,年均NPP变化百分率-10%的区域主要分布在吴起县县城周边,年均NPP变化百分率为-10%~0%的区域主要分布在吴起县西北部地区铁边城镇及王坬子乡等地,年均NPP变化百分率为0%~10%的区域主要分布在吴起县城以北及以西地区,植被NPP变化百分率50%的区域分布在吴起县南部白豹乡、楼坊坪乡及长官庙乡部分地区。     

黄河流域植被净初级生产力时空特征及自然驱动因子

植被净初级生产力（NPP）是陆地生态系统的关键指标,是地表碳循环的重要组成部分,能够用来较客观地评价生态系统变化及其可持续性。利用MOD17A3HGF数据、土地利用数据、气象数据、地形数据,应用变化趋势分析、相关性分析及地理探测器模型等方法,探讨了2000—2019年黄河流域NPP（以C计量）时空格局及演变特征,并对影响NPP的自然因子进行量化研究。结果表明：（1）2000—2019年黄河流域植被NPP整体呈极显著上升趋势（）。流域平均年NPP为281.39 g·m^-2,变化范围为270—347 g·m^-2,增速为5.75 g·m^-2·a^-1。流域NPP显著增加的区域占整个流域面积的99.53%,空间分布呈西北低东南高的趋势。（2）不同土地利用类型的植被NPP年平均值差异较大,林地是对该区域植被NPP贡献最大的土地利用类型。（3）NPP与海拔之间存在一定相关性,NPP与气温、降水显著正相关的区域分别占总面积的23.20%和44.17%,自然驱动因子中海拔、气温及降水对植被NPP的驱动作用差异明显,降水>气温>海拔,各因子之间的交互作用均为双因子增强。     

基于GIS和RS的西安、咸阳城市扩展特征研究

以1988年、2000年及2014年TM影像为数据源提取了西安、咸阳两市的城镇建设用地信息,运用扩展强度指数、年均扩展速率、景观指数、城市形态分形维数及提取城市重心等方法对1988—2014年西安、咸阳两市的城市扩张状况及其扩张的驱动力机制进行了研究。结果表明:(1)西安、咸阳两市建成区面积分别从1988年1.13×108 m2、2.37×107 m2扩张到2014年4.80×108 m2、2.18×108 m2,分别扩张了4.2倍及9.2倍;(2)所有城区中年均扩展速率最高的为西安市未央区,达38.43%,灞桥区及咸阳市两城区城市扩展速率均以两位数增长;(3)西安市城市重心转移大体上呈向北迁移的趋势,咸阳市城市重心一直向东北方向即西安市方向发展。各指数表明西安、咸阳两市总体扩展较快,西安市城三区以点的方式填充扩展,城郊区以面的方式快速扩展,咸阳市城区扩展经历了外围扩展到内部填充的过程。     

秦岭地区水源涵养能力评估

在水均衡原理基础上,提出了一种计算区域水源涵养量的方法,并利用该方法结合RS和GIS软件对2000—2012年秦岭地区的水源涵养能力强弱的空间分布及其生态价值进行计算和分析。结果表明:大部地区属于一般或者中等水源涵养能力区;强和极强水源涵养能力区主要集中在汉江流域部分地区;涵养能力弱的区域集中在嘉陵江流域、石头河流域以及黑河流域;紫阳县、汉阴县以及汉滨区水源涵养能力较好,陈仓区、眉县以及凤县水源涵养能力较弱;2000—2012年秦岭地区平均水源涵养量为7.22×1010 m3/a,水源涵养的经济价值为4.83×1010元/a。