应用空间统计学理论解译遥感影像信息“缺失”区

借助图像处理软件ERDAS、地理信息系统软件ArcInfo以及空间统计分析软件ILWIS ,在对TM遥感影像进行分类的基础上 ,运用空间统计学理论以及Kriging插值技术 ,内插了影像真实信息“缺失”斑块的信息 ,插值结果通过了精度检验。为解译影像信息“缺失”区 ,提供了一种手段和方法。     

无人机激光雷达人工林林分高估测模型分析EI北大核心CSCD

中国人工林面积居世界第一,精确地对人工林结构进行监测具有重要意义。本研究以内蒙古自治区赤峰市旺业甸林场内的落叶松和油松人工林为研究对象,利用无人机激光雷达LiDAR(Light Detection And Ranging)离散点云数据和地面样地调查数据对人工林林分高进行建模,通过点云特征变量与地面测量的6种林分高(包括:Lorey’s高、算术平均高、最大高、优势树高、中位数高和树冠面积加权高)间的Pearson’s相关性筛选自变量,然后利用全子集回归构建不同林分高估测模型,并采用交叉检验法进行精度评价。结果表明:激光雷达点云高度百分位数与不同林分高相关性均较高,通过一元线性回归构建的不同林分高结果最优,且估测模型的自变量均为高度特征变量。Lorey’s高(R^(2)=0.91—0.97,rRMSE=2.75%—3.96%)、优势树高(R^(2)=0.86—0.97,rRMSE=3.72%—3.83%)和树冠面积加权高(R^(2)=0.86—0.96,rRMSE=3.81%—4.73%)估测精度最高,算术平均高(R^(2)=0.85—0.94,rRMSE=4.52%—6.07%)和中位数高(R^(2)=0.80—0.95,rRMSE=5.37%—7.34%)次之,最大高(R^(2)=0.69—0.87,rRMSE=6.19%—8.09%)最低。针对不同森林类型,落叶松人工林林分高估测精度最优,优于不区分森林类型模型的估测精度(ΔR^(2)=0—0.05,ΔrRMSE=-0.69%—1.97%),优于油松林林分高模型的估测精度(ΔR^(2)=0.06—0.18,ΔrRMSE=-1.90%—1.13%)。无人机激光雷达可以用于估测北方温带针叶林的林分高,能够满足人工林资源调查快速、精确的要求。     

戈壁分类体系与编目研究

建立统一的戈壁分类和编目体系,是进一步深入研究戈壁的理论基础,也是合理开发利用戈壁资源的前提。到目前为止,只有少量文献或著作提到戈壁或戈壁类型,关于戈壁编目的研究更鲜有报道。为了促进戈壁研究的规范化,本文在参照现有戈壁分类基础上,结合戈壁科学考察成果,根据戈壁的形成原因、地表物质组成与植被类型,分三级建立了戈壁分类体系,并对每一级每一类的戈壁特征进行了较为详细的阐述。在戈壁分类基础上,提出戈壁编目设想,以期为进一步深入开展戈壁研究奠定基础。     

基于决策树的戈壁信息提取研究

 戈壁是我国西北干旱地区的一种主要地表景观类型。由于戈壁所处地带自然条件恶劣,人烟稀少不便于实地调查研究的开展,所以目前关于戈壁的研究资料非常少。本文以戈壁典型分布区内蒙古自治区额济纳旗为例,以Landsat TM遥感影像以及30 m DEM作为基本数据源,首先借助DEM数据,在GIS中,提取出非戈壁分布区,然后,在分析不同典型地物光谱特征基础上,建立基于知识的决策树信息提取模型,利用该模型实现了侵蚀型戈壁与堆积型戈壁信息的自动提取,戈壁信息提取总体精度达到91.57%,研究为使用遥感影像快速获取戈壁信息提供了技术支持。     

中国戈壁综合自然区划研究

中国戈壁广泛分布于北方的干旱与极干旱区域,直至目前尚未系统地开展戈壁分区研究。本文在综合分析戈壁特征与形成发生机制关系后认为,我国戈壁的最主要特征是地表砾质覆盖;表层具孔状漆漠结皮,其下具棕红色紧实层及石膏层;植物覆盖度极低,生长旱生极旱生灌木—半灌木。戈壁形成发生的区域仅限于干燥度4以上的干旱、极干旱区域。根据戈壁特征及发生条件的区域分异,选取干温指标、区域地质地貌建造指标、地表物质成因形态指标,将中国戈壁分布区划分为温性干旱极干旱戈壁区、暖性干旱极干旱戈壁区和青藏高原北部亚寒干旱极干旱戈壁区3个一级区(区),其下按区域地质地貌建造特征划分出9个二级区(地区),再按戈壁地表物质成因与形态差异划分出19个三级区(亚地区)。还可根据土壤和植被的地域分异进一步划分出若干个四级区(小区)。     

塔里木胡杨自然保护区湿地景观季相分析

湿地景观变化是区域生态环境的一个重要指示器，其扩张和萎缩对区域生态环境将产生重要影响。为了准确评估新疆塔里木胡杨国家自然保护区湿地景观在枯水季与丰水季的变化规律，研究采用遥感手段，通过分析同一年份枯水期与丰水期二期遥感数据，对保护区湿地景观格局进行分析。研究得出：（1）保护区湿地面积约为13万ha，沼泽湿地是研究区湿地的主要类型，约占湿地总面积的74%，河流湿地与人工湿地占比约为13%。（2）丰水期与枯水期相比，湿地各类型面积（除人工湿地外）均呈现增加趋势。河流湿地变动最为剧烈，其中永久性河流变动幅度最大，达84.37%；沼泽湿地面积变化幅度较小，人工湿地面积基本没有变化。造成湿地面积年内变动主要是由于塔里木河中游来水量季节分配不均，洪、枯悬殊以及农业用水时段的差异造成的。（3）丰水期与枯水期相比，共有7791.25 ha发生了类型转化，其中其它类型转化为湿地占50.55%，草本沼泽面积发生转化占26.24%。季节性或间歇性河流变动最为激烈，有94.2%的面积发生转化。研究得到了保护区湿地景观格局在同一年内不同时间和空间上的变化，揭示了湿地景观季相变化动因，为保护区湿地保护政策的提出提供科学依据。     

新疆沙产业状况与水资源承载力研究

采用 2000、2005、2010、2015 年 4 期土地利用/土地覆盖遥感解译数据以及新疆水资源公报 和统计年鉴资料，旨在评价新疆沙产业与水资源承载力状况。通过计算未利用土地转化成农地、 林地、草地的数量，分析 16 a 来新疆沙产业发展状况，结合水足迹模型和区域水资源承载力评价指 标，计算新疆 2000—2015 年水足迹，对区域水资源承载力进行评价。结果表明：（1）2000—2015 年 间，随着新疆人口增长和经济的发展，新疆沙产业发展迅速，部分沙地、戈壁等未利用土地和草地 被开发成耕地、林地、工矿和城镇及农村居民用地。（2）新疆水足迹整体呈上升趋势，水足迹以消费 农产品水足迹占主体，且消费农产品水足迹量快速增加，主要原因是新疆地区大力发展沙产业，利 用未利用土地、草地进行植物、沙生药材种植。（3）新疆人均水足迹、水资源压力指数、水足迹效益 指标呈现增加趋势，但数值明显低于我国人均水平。新疆社会经济发展总体趋势向好，但水资源 利用方式仍然比较粗放，水资源未得到合理开发。因此，新疆应采取优化产业结构、调整农作物种 植比例和用水结构，以增大水资源所支撑的沙产业发展规模，研究可为区域产业结构及消费模式 调整提供依据。     

30 a来共和盆地贵南县草地时空变化分析

 草地资源分布和动态变化是荒漠化监测的重要内容。利用1976年、1996年、2001年、2006年四期遥感影像,在RS与GIS支持下解译提取了贵南县草地信息,通过动态度模型和空间变化分析了青海省贵南县草地资源变化。结果表明：30 a来青海省贵南县草地面积减少了12.62%,其中高盖度草地面积减少了28.87%;主要转化为耕地、未利用地和林地;1996—2006年,草地面积缩减趋缓。1976—1996年间有16.6%的高盖度草地退化为中低盖度草地;1996—2006年高、中、低盖度草地面积转换变化不大。通过草地斑块的重心分析显示草地空间变化向多个方向偏移。     

地形复杂山区常用植被指数的地形校正对比

植被指数能反映地表植被生长、覆盖等情况,常作为反演植物生物物理参量的有效参数。然而,在地形复杂的山区,由于地形效应的影响,导致一些植被指数适用性受限。基于以上现状,本文以贵州省江口县为研究区,采用4种地形校正模型（Teillet-回归模型、Minnaert模型、C模型、SCS+C模型）对常用植被指数（SR、MSR、NDVI、SAVI、MSAVI、EVI）进行地形校正,以评价不同坡度条件下植被指数地形校正效果。结果表明：地形校正对缓解波段比形式的植被指数（SR、MSR、NDVI）地形效应的作用有限,而对非波段比形式的植被指数（SAVI、MSAVI、EVI）效果较好。另外,随着坡度增加,地形效应显著,地形校正效果也更明显：坡度较小时,波段比形式的植被指数无需进行地形校正,而建议非波段比形式的植被指数进行地形校正;坡度较大时,建议2类植被指数都进行地形校正,但非波段比形式的植被指数可能会发生过度校正现象。此外,地形校正后非波段比形式的植被指数与森林地上生物量线性回归模型的精度明显提高。因此,建议在地形复杂山区利用非波段比形式的植被指数进行定量反演时,先进行地形校正。     

MODIS卫星影像显示的2001-2017年中国荒漠化年度状况

年度监测是及时掌握荒漠化动态的有效方法。以MODIS卫星影像为数据源，依据荒漠化土地特征和荒漠化遥感监测指标选取原则，选取了能够基于中低分辨率MODIS卫星数据反演的4个遥感监测指标，将原国家林业局第三次荒漠化监测结果与MODIS反演的4个遥感监测指标的栅格图进行叠加，参照各监测指标在不同荒漠化程度等级下的像元值，得到各指标荒漠化程度判别值。根据原国家林业局荒漠化监测气候分区规定，基于各监测指标判别值，应用决策树分类方法，实现了中国不同气候区域2001-2017年的荒漠化状况年度监测。以2009年原国家林业局第四次中国荒漠化土地监测结果与本文年度监测结果对比，吻合度达92.62%。