基于Landsat-8影像的北极地区入海冰川流速监测

Landsat-8 OLI因其空间分辨率较高、重复周期适中、高辐射分辨率、高图像获取率(图像质量)的特点,在北极地区大范围冰川流速监测研究中有较大优势.利用2017/2018年格陵兰岛、斯瓦尔巴群岛、北地群岛、法兰士约瑟夫地群岛、德文岛5处北极区域的Landsat-8全色波段数据,采用特征追踪方法提取入海冰川消融期流速...     

利用Landsat-8和Worldview-2数据进行协同岩性分类

提出了一种对Landsat-8和Worldview-2协同后的岩性分类方法。首先对Landsat-8和Worldview-2影像进行协同:在对Landsat-8全色波段与其多光谱进行自协同后,与Worldview-2多光谱第8波段数据协同,将协同后的Landsat-8中短波红外数据与Worldview-2数据进行叠加,得到最后协同结果。对协同后的数据进行岩性分类:利用基于最大似然法(maximum likelihood,ML)进行初始分类,由马尔科夫随机场法(Markov Random Field,MRF)对结果进行优化得到最终分类结果。采用新疆西昆仑地区遥感数据进行了实验,结果证实协同后数据的分类结果具有更高的分类精度。     

基于MODIS数据的西藏干旱自动监测系统实现的关键技术研究

干旱是一种危害较大的自然灾害, 影响范围大、持续时间长. 随着经济发展和人口的增加, 水资源短缺现象日益严重, 这也导致了干旱范围的扩大和干旱化程度加重. 为降低业务人员负担, 提高业务工作效率, 探讨了基于MODIS遥感数据的西藏干旱监测系统实现的关键技术. 首先, 阐述了MODIS 轨道数据快速投影处理的正向投影处理技术原理, 然后分析了温度植被干旱指数算法(TVDI)及其实现, 最后, 将干旱监测方法集成到业务系统软件, 最终实现西藏全区的干旱遥感监测业务工作. 通过与传统手工干旱监测方法进行对比, 发现干旱自动监测系统具有速度快、自动化等优点, 具有十分重要的实践意义.     

利用MODIS数据产品进行全国干旱监测的研究

利用MODIS植被指数和陆地表面温度产品建立全国3个农业气候区NDVI-Ts、NDVI-ΔT和NDVI-ATI空间,并由NDVI-Ts、NDVI-ΔT和NDVI-ATI空间分别建立温度植被干旱指数(TVDI)、温差植被干旱指数(DTVDI)和表观热惯量植被干旱指数(AVDI)3个干旱评价指标研究全国干旱分布,利用实测土壤含水量对3个干旱指标进行检验评价.NDVI-ΔT空间中的湿边基本与横坐标平行,表明当土壤水分处于饱和状态或植被完全无水分胁迫条件下,植被和土壤对缓冲环境温度变化的能力大体相当;由NDVI-ATI空间看出,随着植被覆盖增加,表观热惯量有增加的趋势.对比3个干旱评价指标表明:当监测范围较大,区域内地形复杂时,由NDVI-Ts空间计算的TVDI评价干旱最合理,由NDVI-ΔT空间计算的DTVDI在干旱监测中也具有一定的价值,而由NDVI-ATI空间计算的AVDI已经不能合理评价干旱.     

基于FY-3 A/VIRR数据的藏西北干旱遥感监测研究

藏西北地区生态环境脆弱,由于地形复杂、气候独特,该区的观测资料非常缺乏。利用遥感技术开展藏西北地区的干旱监测,能获取在空间上连续变化的地表干旱情况,对于指导该区农牧业生产具有重要的意义。基于FY-3A/VIRR的一级数据和标准旬产品（地表温度、植被指数）,采用温度植被干旱指数（TVDI）进行藏西北地区的干旱监测研究,并将监测结果分别与基于EOS/MODIS数据监测的结果、同期的野外实测土壤水分数据以及气象站点的降水量数据进行了对比分析。结果表明：利用FY-3A/VIRR数据的TVDI遥感监测结果与实测土壤水分、气象站累计降水量数据均呈显著的负相关关系,通过了0.01水平的显著性检验;利用FY-3A/VIRR数据与EOS/MODIS数据估算的TVDI干旱等级空间分布特征基本一致,FY-3A/VIRR数据可以代替EOS/MODIS数据在藏西北地区开展干旱遥感监测,可为指导藏西北地区农牧业生产提供数据支持。     

TRMM降水数据在气象干旱监测中的应用研究

针对热带降雨计划卫星(TRMM)的降水数据在气象干旱监测中还未有应用的现状,论文利用TRMM 3843降水数据产品,以2008年10月～2009年2月间我国北方冬麦区气象干旱为监测实例,采用降水距平百分率指数对干旱的空间演变过程进行了监测.监测结果显示:(1)累积降水距平百分率,由于充分考虑了前期降水的累积效应,其气象干旱监测结果与实际情况极为吻合.(2)在2008年10月～2009年2月期间,我国北方冬麦区气象干旱先后经历了一个不断加重到逐渐缓解的过程.其中,2009年1月份的干旱程度最高,干旱核心区主要分布在北京南部,天津、河北中南部,山西大部,陕西北部,山东西部,河南中北部,湖北北部以及安徽北部等广大区域;至2009年2月底,受多次有效降水过程的影响,我国北方冬麦区的抗旱压力则得到极大缓解.(3)TRMM降水数据较地面气象站点观测,具有较好的时空连续性,在全国性及区域性宏观气象干旱监测中具有较好的应用前景.     

基于Landsat-8影像的陵水—三亚湾水深与海表温度的相关性研究

遥感技术能够快速、大面积获取数据,为水深反演和海表温度反演提供新的方法。为探究陵水—三亚湾地区水深与海表温度的相关性,笔者根据水深实测点数量较少且水深较浅的问题提出水深实测点外推实验并进行了精度验证。依据外推点与实测点进行了统计相关模型、BP神经网络模型与支持向量回归这3种方法的水深反演实验,通过辐射传输方程法进行海表温度反演并建立研究点,提取BP模型反演水深值与海表温度值进行相关性分析与关系模型的构建。结果表明：BP神经网络模型进行水深反演精度最高,水深值与海表温度相关性较高,关系模型的精度达到0.928。     

基于Landsat 8遥感数据的东洞庭湖湿地变化监测与分析

基于2013~2018年Landsat8-OLI 9个时相的遥感数据,采用湿地三类分级系统,以决策树分类法提取不同时间的湿地类型,结果表明:2013-2018年东洞庭湖湖泊草洲、泥滩地和水域面积呈现动态变化,其中草洲面积平均714km²、泥滩地面积平均81km²、水域面积平均502km²;湖区草洲和水体面积占比大,且此消彼长,草洲面积平均占比55.1%,水域面积平均占比38.7%,泥滩地面积最少平均占比仅6.2%;水位变化是湖区草洲出露面积的主控因素,随水位升高,草洲出露面积逐渐减小,且在典型高低水位下草洲空间分布差异明显,高水位下主要分布在南部柴下洲和北部藕池河一带地形较高区域,而低水位条件下湖区大部分草洲面积分布广泛,其面积占湖区总面积的74%。成果进一步验证了东洞庭湖不同水情下的湿地景观格局。     

IMERG卫星降水数据在嘉陵江流域的干旱监测效用评估

针对嘉陵江流域存在雨热同期,水旱灾害频发的现象,为快速且准确地把握流域内降水与干旱情况,利用覆盖范围广且分辨率高的网格化IMERG卫星降水数据对嘉陵江流域进行多时空尺度反演,并基于卫星降水数据采用标准化降水指数(SPI)对流域实行干旱监测。结果表明：1)根据分类指标与统计指标的计算结果,三种卫星降水数据中的IMERG-F能更准确地反映流域内的日降水量,与地面降水数据CC达0.737,整体高估地面降水2.6%,具有在干旱监测方面的应用潜力。2)三种卫星降水数据驱动的SPI指数在干旱监测方面存在一定的差异,IMERG-F驱动的SPI指数与地面降水数据驱动的SPI指数保持较高的一致性(CC>0.9),较近实时产品IMERG-F更能准确地呈现出流域的干湿特征。3)卫星识别降水与干旱监测的能力受地形地貌的影响,IMERG卫星降水数据在平原丘陵地带具有较好的适用性。     

基于土地利用变化的镇赉县降水入渗量研究

针对镇赉县土地利用变化的特点,运用ArcGIS的非监督分类功能及目视解译对研究区TM影像进行了解译分析,该区土地利用变化呈现"二增、三减"的规律,耕地和盐碱地逐年增加,草地、湿地和水域面积减少.选择土地利用变化显著的地类进行降水入渗量的计算,将区域已有研究成果与研究区环境特征相结合,确定了主要地类的入渗系数,依据对研究区主要地类的入渗系数计算了土地利用变化下的区域降水入渗量变化值.     

基于植被指数和土地表面温度的干旱监测模型

干旱是一种周期性发生的自然现象,其发生过程中有关参数如地表覆盖度、温度和土壤表层含水量等可以通过遥感的途径进行定量反演,而这些参数客观地反映了地表的综合特征。综述了运用遥感反演产品---土地表面温度和归一化植被指数在干旱监测中的应用前景和进展,分析了距平植被指数、条件植被指数、条件温度指数和归一化温度指数等干旱监测方法的优缺点,在前人研究的基础上,提出了条件植被温度指数的干旱监测模型,探讨了其应用前景。     

基于方差分析的Landsat8数据高温目标识别方法研究

基于Landsat8遥感数据源采用方差分析的方法进行各波段数据的可分性度量研究,从而筛选出高温目标识别的最佳波段。通过对不同地表覆盖类型样本光谱进行分析,提出多种光谱波段的组合方式并对其进行可分性度量分析,得出研究区高温目标识别的最优光谱指数形式。通过地类样本数据,检验高温目标的识别精度为91.3%,达到了较好的识别效果。研究表明:采用Landsagt8遥感数据构建高温目标光谱指数可以实现地表高温目标的有效识别。     

基于Landsat-8数据南海近岸悬浮泥沙与叶绿素a浓度定量反演

为了对南海近岸海域海水悬浮泥沙与叶绿素a进行浓度估算,基于Landsat-8数据确定悬浮泥沙与叶绿素a的敏感波段并构建估算模型。结果表明,Landsat-8数据第一、二、四波段对悬浮泥沙浓度较为敏感,第一、二、三波段对叶绿素a浓度较为敏感,而以上单波段仍不能单独用于准确提取该区悬浮泥沙与叶绿素a,故建立多种形式的统计模型。由第一、二、四波段线性组合形成的悬浮泥沙浓度反演模型的相关系数达到0.904,平均相对误差为10.24%,反演精度为89.76%。由第一、二、三波段线性组合形成的叶绿素a浓度反演模型的相关系数达到0.886,平均相对误差为11.27%,反演精度为88.73%。     

基于大数据的煤矿水害远程监测预警系统研究

在充分挖掘煤矿地质与水文地质资料的基础上,分析煤矿主要突水模式及影响突水关键因素,与煤矿水害动态实时监测数据相结合,依托云计算和大数据技术建设水文地质数据库,基于现有煤矿水害监测技术,进行煤矿水害监测预警系统总体设计。结合大数据技术,研发系统功能模块,实现煤矿水害监测预警系统。系统应用表明,该系统功能完备,界面友好,能充分利用实时监测数据,快速有效反应实际情况,为煤矿的安全生产提供有力保障。     

基于长期监测大数据的地面沉降成因机理研究

以西安市近50年地下水及地面沉降监测数据为基础,开展地面沉降与地下水位、地层岩性相关性分析,提出西安市地面沉降主要受控于岩土体性质及承压水开采量,认为：砂与黏性土的互层结构是关中盆地产生地面沉降的内因,超量开采地下水是地面沉降的外部诱发因素,两者共同作用决定了地面沉降的易发性、分布范围和沉降量;本文探索地面沉降机理研究新方法,对掌握地面沉降发育规律、预测地面沉降发展、有效开展地面沉降防治有积极意义。     

基于多源信息的综合干旱监测研究进展与展望

当前干旱监测已由单一要素向多要素综合方向转变,为了更好地促进综合干旱监测理论和相关模型的发展,全面系统地分析了综合干旱监测的概念内涵,梳理了综合干旱监测模型的构建方法,将其划分为水平衡模型法、线性模型组合法、多变量联合分布函数法、主成分分析法和多源信息数据挖掘法5种。进一步针对当前综合干旱监测存在的挑战与不足,提出了综合干旱监测模型未来应努力发展的方向,即在理论层面上:一是研究干旱内在机理与发生发展过程,明晰干旱影响因素间的关联关系,构建集成多要素的定量干旱综合监测模型;二是增强干旱监测模型的针对性,依据地域、下垫面、生长季等的不同,发展适宜的干旱监测模型;三是针对模型验证难的问题,构建干旱综合监测模型精度验证指标体系。在技术层面上,研究与干旱相关多源信息的集成与融合,提高其综合利用水平,为干旱监测提供丰富的数据支撑和技术保障。     

基于大范围地面墒情监测的鄱阳湖流域农业干旱

以鄱阳湖流域为研究区, 基于2011—2020年22个墒情站的逐日地面墒情监测数据、1956—2020年49个雨量站的日降雨数据及2016—2019年墒情站所在灌区的气象数据, 采用考虑植被生理状态的土壤水分亏缺指数(SWDI)表征农业干旱, 分析不同尺度下墒情、包气带缺水量和降水量的时空分布, 评估SWDI在鄱阳湖流域农业干旱监测中的适用性, 揭示该流域农业干旱时空演变特征及其对气象干旱的响应规律, 初步探讨土壤质地与农业干旱强度的相关性。结果表明: ① SWDI对鄱阳湖流域农业干旱诊断具有较好的适用性; ②近10 a该流域农业干旱呈显著加重趋势, 其中2019—2020年发生流域性重度农业干旱, 且夏、秋、冬连旱, 是近10 a的主导季节性农业干旱, 对水稻、油菜等粮食产量影响显著; ③相较于气象干旱, 农业干旱发生、结束时间分别平均约晚2.5周和3周, 历时长10.1周, 频次更低, 干旱等级更小; ④砂土持水性最差, 易发生特大农业干旱, 黏土、黏壤土保水性最好, 轻旱和中旱发生概率较大, 壤土、砂壤土和壤砂土则介于二者之间。     

基于MODIS卫星数据的中亚地区水体动态监测研究

水体动态监测是当今资源与环境变化研究的一个热点与重点。及时、准确地获得水体变化信息是对湿地资源保护、利用和可持续发展的有力支持,而遥感技术的快速、周期性等特点为湿地变化监测提供了技术手段。本文的研究区是中亚地区,结合该地区的光谱和时相特征,利用三个时相的MODIS数据,采用监督分类以及人工解译等方法获取了研究区水体分布以及变化信息,并从自然和人为两方面原因对咸水湖泊、淡水湖泊以及含水沟渠的变化情况进行进一步分析评价。     

基于Landsat 8 OLI__TIRS数据的找地下水靶区预测研究

遥感技术因为它独特的优点(宏观性、综合性、动态性、快速性)而广泛利用于地下水资源调查[1],能更准确掌握调查区域地下水形成、贮存,运动特征、水质、水量的变化规律,节省野外勘察费的大量人力、物力,为地下水资源的规划、开发和合理利用提供充足的水文地质依据[2]。以Landsat 8 OLI__TIRS的多光谱数据和热红外数据为信息源,通过各种遥感图像增强处理和波段运算,获取了与地下水富集带有关的两个重要水文要素信息——线性构造特征和地表温度信息,最终在综合分析这些信息基础上圈定出找地下水靶区,并对圈定结果与区域水文地质图进行对比验证,结果证明,利用遥感技术在缺水区进行地下水勘查,能够为快速、有效地寻找地下水资源提供技术依据,减少地下水勘查中物力和人力的大量耗费,为实际地面调查和物探工作提供依据。     

基于CBERS数据的塔里木洞下游植被遥感监测研究

文章以生态应急输水为背景,利用遥感、GIS等空间信息技术,分别选取3个时相的CE—BELLS-1CCD遥感影像作为研究数据,对塔里木河下游生态响应进行遥感监测。结果表明：遥感技术可以为塔里木河应急输水对塔里木河流域生态环境带来的影响给出定量的科学的评价指标。