基于ENVISAT ASAR数据的东洞庭湖湿地植被遥感监测研究

针对湿地资源监测的需要，以东洞庭湖湿地为研究对象，开展基于ENVISAT ASAR数据的湿地植被遥感监测研究。湿地遥感影像分类是湿地遥感研究的一大难题，通过分析雷达影像的后向散射系数发现，由多时相的同极化、交叉极化波段合成的雷达影像对湿地地物的区分能力最强。研究表明：将基于原图像的灰度级共生矩阵所提取的Contrast纹理特征与滤波后图像的灰度特征组合用于分类，以此实现相干斑噪声的抑制，同时减少地物固有结构信息的损失，实验结果证明该方法可以提高湿地分类精度，其总体精度达到8759%，Kappa值为0822 8，将东洞庭湖湿地划分为水体、芦苇（荻）滩地、草滩地（苔草、虉草等）、森林滩地（杨树、柳树等）、优势种不明显的植物滩地和沉水植物、裸露泥滩地.     

东洞庭湖湿地生态系统健康状态与水位关系研究

基于CBERS卫星遥感影像数据，以东洞庭湖国家级自然保护区为研究区，通过光谱特征分析建立决策树分类模型，提取东洞庭湖湿地的地物类型。以生态系统健康理论为基础，依据东洞庭湖湿地的特点，综合湿地生产力、组织结构、弹性和功能4个方面，建立湿地生态系统健康状态评价指标体系和评价模型，利用GIS技术，分析东洞庭湖湿地在2000～2006年10个时相的生态系统健康状态。结合城陵矶水文站的水位数据，探讨了东洞庭湖湿地健康状态与城陵矶水位之间的相关性，并利用2007年两个时相的数据进行检验。研究结果表明：东洞庭湖湿地健康状态与城陵矶水位之间存在着较大的相关性，当城陵矶水位达到30 m左右时，东洞庭湖湿地健康状态达到最佳值     

东洞庭湖湿地景观变化研究

在遥感和地理信息系统的支持下,对东洞庭湖1989和2001年两个时段的TM（ETM）卫星影像进行了遥感解译。应用景观生态学的理论和方法,对不同景观类型的斑块和面积大小、形状特征进行分析,计算了湿地景观多样性、优势度、均匀度、破碎度及斑块分形维数。定量分析和〖HJ〗研究了1989~2001年东洞庭湖湿地景观的动态变化,结果表明,由于泥沙淤积,东洞庭湖湿地的面积正在日益缩小,湿地景观多样性和均匀度下降,景观优势度和破碎化程度增加,说明东洞庭湖部分湿地景观逐渐从以小斑块、多种景观类型共同控制的景观格局向大斑块、类型较单一的景观格局演变。     

基于中低分辨率遥感影像的分类方法对比研究——以鄱阳湖水鸟栖息地遥感分类为例

选取中国鄱阳湖南矶山湿地为研究范围,通过分析候鸟在越冬期的栖息特征,构建适宜于提取候鸟栖息地的湿地分类系统。以Landsat8卫星OLI遥感影像为数据源,采用面向对象分类方法,通过多尺度分割、特征提取和决策树建立等关键步骤,实现湿地信息的快速提取;通过与传统像元法的分类结果对比,系统分析了面向对象方法在基于中低分辨率遥感影像的湿地信息提取中的有效性。研究表明:在面向对象湿地信息提取中,构建不同等级的分割尺度,在多个尺度上提取同一地物,可以更好识别复杂的湿地景观类型;相比仅依据像元光谱特征进行分类的传统像元方法,面向对象方法综合利用光谱、空间、形状和纹理等多种特征,因此可以获得更高的精度(总体分类精度达到87.64%,Kappa系数为 0.855 2);基于中低分辨率遥感影像,采用面向对象分类方法,能够获得较高精度的湿地景观分布,是一种成本较低且行之有效的技术手段。     

基于实测数据与遥感影像的鄱阳湖水体光学分类

鄱阳湖是我国最大的淡水湖泊,受季风气候影响其水体空间动态变化大,且广阔的水域内部差异也较大,因此湖泊水体光学分类对反演湖泊水质参数及监测湖泊水质有着重要意义。以鄱阳湖为研究区,根据实测的反射光谱数据形态特征将鄱阳湖的水体分为4类:特别浑浊、中等浑浊、轻度浑浊和清水区,并分别对每一类结果进行分析。考虑到实测光谱数据局限于湖区某些离散点的情况,不足以观测整个鄱阳湖区域内所有不同水体类型的空间分布和动态变化,从而将该方法利用于遥感影像以便观测整个湖区水体类型。在Landsat OLI遥感影像上任意选取采样点,根据其波谱形态建立基于斜率的分类算法,并应用决策树模型把鄱阳湖水体分为5类:特别浑浊、中等浑浊、轻度浑浊、清水区和特别清澈,影像的分类结果图与实地考察的情况相一致。把模型应用于其他时期的遥感影像进行鄱阳湖水体分类,对比影像的分类结果图表明:2002、2005和2009年鄱阳湖区分别出现3种、4种和4种不同的水体类型,且水体浑浊范围呈现出动态变化。研究表明水体光学类型分类可以更好的监测湖泊水质的时空变异性。     

江汉平原土地利用对钉螺分布的影响研究

分析了江汉平原2009年易于钉螺孳生的3种土地利用类型（滩地、河渠和水田）比例与钉螺密度的关系。首先，在ERDAS9.2和ENVI4.7软件中对江汉平原2009年的Landsat5TM遥感影像进行了预处理。在已有的多期土地利用数据的基础上，借助eCognition软件利用向量相似度指标来提取土地利用变化区域，结合目视解译经验并运用遥感指标通过建立规则集对变化区域进行分类，将变化区域的分类结果更新2000年数据，得到了该区域2009年的土地利用数据。接下来，整理了江汉平原2009年螺情资料并计算出村级钉螺平均密度，绘制了2009年钉螺分布图。将绘制的钉螺分布图与土地利用分类图叠置分析，并结合收集的螺情数据确定了钉螺易于孳生的3种土地利用类型，分别为滩地、河渠和水田。最后，将钉螺密度与这3种土地利用比例进行线性回归分析。研究结果表明，钉螺密度与这三种土地利用类型比例存在线性回归关系，模型精度为R2=0857。该结论对通过遥感影像来估算钉螺密度具有指导意义，另外也可以为湖北省提出合理用地和灭螺并重的土地利用模式提供一定的科学参考     

长江中游大型通江湖泊湿地景观格局演变特征

鄱阳湖和洞庭湖湿地是长江中游仅有的两个天然通江湖泊湿地,具有不可替代自然和人文价值。近年来,尤其是三峡工程运行以后两湖湿地景观格局发生改变,对区域生态系统平衡和社会经济发展产生重要影响。以Landsat 7为数据源,通过决策树分类及高斯回归的方法定量评估了三峡工程运行前后两湖湿地景观格局的演变特征及其差异性,旨在正确认识大型水利工程的生态效应,为湿地保护与重建提供科学依据。结果表明:2000~2014年,洞庭湖枯水期水位变化不明显。从历史演变特征来看,虽然有少部分植被挤占泥滩和水体,但总体上3种湿地景观类型面积变化不大。相比之下,三峡工程运行后鄱阳湖枯水期水位显著下降,水体面积萎缩近14%,植被面积增加约8%。与2000年相比,2014年鄱阳湖植被分布高程下降了1 m多。不同程度的干旱胁迫是形成两湖湿地景观格局差异性演变特征的主要原因。     

洞庭湖区湿地景观指数选取与格局分析

在遥感与地理信息系统的支持下，从2000年的LANDSAT TM影像中提取洞庭湖湿地信息，结合景观结构分析软件FRAGSTATS计算湿地景观指数，采用主成分分析法与方差矩阵分析法选取最能表征湿地结构及功能的核心景观指数，分析洞庭湖区湿地的景观结构特征及功能状态。研究表明：Shannon多样性指数、斑块面积标准差、斑块丰富度密度与景观类型平均分维度最能反应湿地景观的信息及特征；研究区景观格局的空间差异性与组织结构状态具有明显的不均衡性，湿地景观类型比例不均，水田与湖泊景观优势显著；以洞庭湖核心区滨湖的县市和远离湿地核心区的县市为两大群体，在景观格局复杂性和多样性状态中表现出两大群体相似的特征。     

卫星遥感洞庭湖主汛期水体时空变化特征及影响因子分析

基于1989~2011年的长时间序列卫星遥感数据,利用综合水体信息提取方法提取了洞庭湖区6~9月主汛期的水体信息,通过较高分辨率卫星遥感数据验证,水体面积提取精度达到90%以上。洞庭湖年平均径流入湖量、NCEP再分析资料计算的湖体上空和流域累计月平均降水量分别与水体面积变化的关系进行分析,结果表明: 1989~2011年间洞庭湖水体面积最大值主要分布在7和8月,这两个月也是洞庭湖区域发生洪涝灾情的高风险期;洞庭湖水体面积与年平均径流入湖水量的相关系数为0.67(置信度为95%);2003年以前,洞庭湖主汛期间水体面积波动比较大,2003年三峡水库运行后,洞庭湖的面积波动有所减少;洞庭湖上空累计月平均降水量对于水体面积存在正相关性,相关系数为0.68(置信度为99%);2003年以前,洞庭湖流域累计月平均降水量和水体面积相关系数为0.50(置信度为90%),2003年三峡水库运行后,两者相关性有所减弱。     

洞庭湖洲滩地年淹水天数和面积变化

研究了洞庭湖洲滩地年淹水天数和面积变化。利用洞庭湖代表性水文站1952~2000年的逐日水位资料,分析了洞庭湖洲滩地的多年平均淹水时间（天数）。结合20世纪70年代和90年代不同水位时相卫星图像的解译数据,通过插入法和相关分析,得出了20世纪70和90年代不同淹水天数的洲滩地面积。结果表明,区内不同区域变化各异,东洞庭湖不同淹水天数的洲滩地均减少,南洞庭湖中位的洲滩地增加,但高位和低位洲滩地减少,西洞庭湖不同淹水天数的洲滩地均增加。表明东洞庭湖在70~90年代发生了逆向演替,南洞庭湖以正向演替为主,西洞庭湖发生了正向演替。为此,提出中低位洲滩地不宜发展杨树,获、芦生产的重点应该逐步地由东洞庭湖向西、南洞庭湖转移。     

基于淹水特征的分时段湿地生态系统管理——以南洞庭湖万子湖为例

利用2013年遥感影像和地形图制作地势图,将万子湖湿地洲滩分为27 m以下、27~28、28~29、29~30、30 m以上共5级地势阶梯。利用1983~2013年万子湖逐日平均水位数据分析不同地势阶梯洲滩在春汛期、洪水期、退水期、枯水期等4个时段的淹水特征,结合生物特性和人为干扰分析,确定万子湖湿地生态系统管理的边界范围和策略。研究表明:4个时段中的生态系统管理边界分别为29、31、29、28 m地势阶梯分界线,3个重点时段和管理区域为:春汛期,管理目标是产卵亲鱼保护,28 m以下洲滩是重点管理区域;退水期,管理目标是保障鱼类洄游,28 m以下洲滩和湖槽洄游通道是重点管理区域;枯水期,管理目标是洲滩上鱼类产卵场、幼鱼索饵场和越冬候鸟栖息地的恢复与保护,28 m以下洲滩是重点管理区域。而生态系统管理重点则是去除过度人为干扰(包括洲滩过度开发、过度捕捞),恢复湿地生态系统整体性功能,应坚决停止重点区域内滩涂水面的养殖承包、引淤抬洲、洲滩植树等系列干扰性活动。     

人类活动影响下的四湖地区湿地景观格局分析

湿地景观空间结构研究是湿地生态研究的核心之一，景观功能性的性质和发挥，影响着湿地的物质流、信息流和能量流的特征，进而影响湿地区域的资源开发利用与保护。运用景观的空间格局指数，在遥感和GIS技术的支持下，结合江汉平原四湖地区的湿地农业的区域特点，确定了 四湖地区湿地景观分类系统，为了更好地定量分析四湖地区湿地景观格局的特点，我们选取了三类景观格局指数来定量描述于景观空间格局，即基本空间格局指标（多样性、均匀度及优势度）、景观空间构型指标（聚集工、破碎化）及斑块特征指标（斑块分维数），比较系统地分析四湖地区湿地景观空间格局。在此基础上探讨了人类干扰对四湖地区湿地同的结构和空间演替的影响。     

鄱阳湖湿地植被退化原因分析及其预警

2003年以来,鄱阳湖长期处于低枯水位状态,湖盆植被面积减少600km2;洲滩土壤含水量降低,旱生植物物种入侵,占据高程15m以上洲滩,湿地植被演变成中生性草甸,使物种大幅度增加;湿生和水生植物向湖中心下移,生长空间缩减;对水深、污染物敏感的植物群落的物种、生物量减少,生物多样性退化;对水深适应性强和耐污染的植物迅速扩张。无序采砂、防火烧荒、牲畜放牧加剧了这一局面。在气候变化和人类活动影响下,鄱阳湖湿地植被正在逐步退化。为了遏制这一退化现象,正在建立鄱阳湖健康评价体系与标准,加强植物群落固定断面和针对稀有物种、对水深和污染物敏感物种、危害湖泊健康物种进行专项监测,针对发现的问题,用遥感影像辨识、实地勘测研究分析全湖变化状况,判断其危害程度,提出防治对策,向相关部门和地区提出预警建议。     

洞庭湖湿地景观格局变化以及三峡工程蓄水对其影响

通过对近20 a遥感影像的解译分析,结果表明：洞庭湖湿地景观格局变化较为迅速,在几种湿地景观类型中,芦苇分布面积稳定增长,由475 km²增至751 km²,年均增加13.1 km²,湖草的分布面积比较稳定,而水面与泥滩的分布面积则大幅减少。湿地格局演变总体上呈现芦苇挤占湖草的分布空间、湖草挤占水面泥滩的态势。分析认为泥沙淤积和湖泊水情变化改变了洲滩的淹水历时,引起植被分布的变化,是影响洞庭湖湿地景观格局的主要因素。2000年后,随着泥沙淤积减缓,湖泊水情变化对湿地景观格局影响更为重要,其中三峡水库的运行使洞庭湖中、低位洲滩提前出露,淹水历时缩短,导致湖草的分布界线明显向下延伸     

长江下游典型水域湿地近百年变化分析

湿地是水域和陆地系统交互接壤地带形成的一种特殊类型的生态系统，具有十分重要的生态服务功能。长江中下游地区分布着以湖泊和河流湿地为主的大面积湿地，同时也是人口密集区，水域湿地在近百年发生了巨大变化。选择长江下游太湖平原上的典型湿地为例，根据历史史料记载和近代精确的地形图、遥感资料，首次得出了研究区近百年水域湿地的精确面积和空间分布状况，并对影响其变化的因素进行了分析。对揭示长江下游湿地环境的变化规律做了有益的探索。     

升金湖湿地景观格局变化对越冬鹤类地理分布的影响

升金湖湿地是安徽省内的唯一以越冬鹤类为保护对象的国家级自然保护区。研究湿地景观格局变化对越冬鹤类地理分布的影响在恢复湿地生态系统、保护鹤类种群等方面具有重要参考价值。该文对升金湖湿地的白头鹤、白鹤、灰鹤及白枕鹤越冬鹤类的地理分布特征进行了分析,结合升金湖湿地1986～2017年间的8期遥感影像分析景观格局变化特征,并探讨了景观格局变化对越冬鹤类地理分布特征的影响。结果表明:1986～2017年间,升金湖湿地景观格局变化显著,斑块数量增加,景观破碎化严重。泥滩地、草滩地、建设用地、水田面积总体呈增加态势,旱地、林地、芦苇滩地及水域面积总体呈减少态势;4种鹤类数量总体呈减少趋势。鹤类主要地理分布区域为水域、水田、芦苇滩地、泥滩地及草滩地;升金湖湿地景观破碎化不断加剧,鹤类地理分布区域面积整体上在逐渐减少,适宜鹤类生境面积减少,直接导致近30年来鹤类数量逐渐减少。     

洞庭湖淤积、围垦对湖区江湖洪水影响的模拟

应用数值模拟技术，通过建立洞庭湖与长江耦合的水动力学数值模型，并利用长江沿江的宜昌、枝江、沙市、监利、螺山和洞庭湖区沿湖的南咀、小河咀、沅江、鹿角、岳阳和城陵矶等水文测站的水文资料，开展洞庭湖区湿地恢复的洪水效应模拟计算，选用1998年6月15日~8月31日洪水资料作为模型计算依据。通过模拟计算，对1952年以来洞庭湖淤积、围垦对江湖洪水的影响进行了定量评估。结果显示，1952~1998年的47年间，洞庭湖湖泊湿地围垦对江湖洪水位升高影响的相对量是湖泊淤积对江湖洪水位升高影响值的2～10倍。