基于Landsat 8遥感数据的天津市地表温度反演

以Landsat 8遥感数据为数据源,进行天津市地表温度反演研究。首先采用单通道算法反演地表温度,并利用均值标准差法进行温度分级。然后建立不同温度等级面积比例的估算模型。再通过随机样点,从不同温度等级和土地覆盖类型2个角度,分别建立并比较不同类样点的地表温度与各指数的拟合模型。结果表明:次高温区域面积比例与人口密度、人均GDP都具有较高的决定系数;地表温度与NDVI、BAEM的二元线性回归决定系数高于地表温度与单一指数的决定系数;将样点分类后,低温点与MNDBI的决定系数高于其他温度等级样点,水域和植被样点与各种指数的决定系数高于其他地物类型样点。     

北京气态污染物变化与空中水汽变化的比较研究

气态污染物(SO2、NO2、CO)是形成PM2.5的主要来源。水汽是影响天气变化的关键要素,也是导致霾灾害天气发生的关键因子。水汽的变化是否影响空气中气态污染物的质量浓度变化?该文通过北京2013年地面气态污染物和无线电探空水汽的比较,发现:秋冬春季节PWV变化与SO2、NO2、CO变化呈显著正相关(相关性0.5),与O3变化呈负相关;这一相关性在降水较多的夏季并不明显。秋冬春季节无线电探空分层水汽与气态污染物变化的比较中,第3、4、5层水汽变化与气态污染物变化的相关性最佳,由此推断:空中水汽层在较为湿润的时候是地表气态污染物(SO2、NO2、CO)无法向上扩散;而O3与大气层水汽相互融合,因而呈现负相关特性。根据这一推断可知:在少雨的秋冬春季节,当空中水汽层较为湿润,地表气态污染物(SO2、NO2、CO)无法向上扩散,因而形成地表霾天气。     

基于GPS的北京市2007-2012年地面沉降变化研究

利用经验模态分解(EMD)方法处理2007-2012年的北京GPS数据,并通过与地下水埋深比较分析近年来的地面沉降。首先通过2007-2012年的年沉降速率,发现北京沉降中心连片,形成了中东部的沉降漏斗。DSQI累积沉降量达到510 mm,DSQI、CHAO、NLSH三站点的年沉降速率分别为85 mm/a,41.7 mm/a和20mm/a。其次采用EMD方法提取DSQI、NLSH的垂向序列的趋势项,分析其沉降趋势。最后,对地下水埋深和GPS站点沉降趋势之间的关系进行了对比分析,地面沉降变化趋势与地下水水位变化具有较好的一致性,地下水水位变化是地面沉降发生发展的主要诱因。     

多尺度分割与特征优选下的盐碱地提取

土地盐渍化作为一种土壤灾害,严重制约着社会经济与农业的发展。对盐碱地进行实时监测,可为盐碱地的评价改良提供科学依据。由于盐碱地的信息复杂、提取精度不高,因此本文以高分六号（GF-6）卫星遥感影像为数据源,采用分形网络演化算法（fractal net evolution approach,FNEA）进行影像对象的多尺度分割,从面向对象的角度减少高分影像分类结果中的椒盐噪声问题,通过计算图像对象的局部方差和变化率来确定适宜的盐碱地分割尺度。利用基于特征选择的相关性算法（correlations-based feature selection,CFS）与Relief F算法分别对由光谱、纹理、形状、遥感指数构成的初始特征空间进行特征优选,精简特征子集,解决特征数量冗余问题,以此来优化随机森林对盐碱地提取精度。结果表明：CFS约简后的特征子集更小,精度更高,说明在盐碱地提取过程中,筛选特征数目能够减小冗余数据对提取精度的影响。CFS优化后的随机森林对盐碱地的提取效果较好,该方法总体分类精度达到83.7%。     

基于GIS的区域干旱灾害风险区划研究——以武陵山片区为例

根据灾害系统理论,以连片特困区-武陵山片区干旱灾害为例,分别从孕灾环境敏感性、致灾因子的危险性和承载体的脆弱性3个方面,选取地形地貌、土壤类型、植被覆盖类型、水资源、降雨量、人口密度及耕地面积等指标为旱灾风险评估指标因子,利用熵权法确定各因子权重,建立武陵山片区干旱灾害风险评估模型,并进行风险区划,为武陵山片区区域防灾、减灾和区域扶贫措施的制定提供参考依据。研究结果表明:武陵山片区区域整体处于中、高风险区,空间分布呈东南-西北向条带状分布;东南区域处在干旱灾害高风险区,西北区域处在干旱灾害中等风险区,而东北区域处在相对较低的风险区。     

天津市不同土地利用的碳排放特征及空间格局研究

调整土地利用结构、控制碳排放量是减小温室效应的有效途径之一。在对天津市2008—2012年土地利用变化规律进行分析的基础上,探讨了天津市及其各区县的碳排放变化特征与空间分布格局。结果表明:研究时段内,天津市建设用地面积增加,耕地和林地呈现减小特征;建设用地为天津市碳排放的主要来源,林地为碳吸收量的主要来源;耕地的碳排放量呈正空间自相关效应,高值高聚集区域集中在宝坻区;林地的碳排放量呈负空间自相关效应,低值低聚集区集中在东丽区和塘沽区。该研究以期为未来天津市进行土地利用结构调整和编制土地利用规划提供数据支持。     

基于权重因子模型的建筑荷载作用下地面沉降危险性评价

针对于城市化进程中建筑荷载引发地面沉降的问题,以天津市局部地区为例,应用权重因子模型对其危险性进行了分析和评价。文中根据该区域的建筑物密集程度、建筑的结构和基础形式、土壤物理性质、水文地质条件等基础数据,应用GIS空间分析的方法分别提取了建筑容积率、土壤竖向应力、压缩层厚度、土壤压缩模量、地下水埋深、地下水渗透性六个诱发因子,经过条件独立性测试,将相互独立的因子组合成六种形式,然后,通过统计对比每个因子的权重值进行叠加分析,绘制了危险性分布图,从而进行地面沉降的危险性评价,最后,评价结果通过受试者工作特征曲线(ROC)验证,表明在使用全部因子进行危险性评价的情况下,分析精确度能够达到85.15%,在使用其他因子组合的情况下,分析精度均超过70%,说明这种评价方法具有较高的准确性和适用性。     

咸海流域地表水变化长期监测及驱动因素分析

咸海流域是绿色丝绸之路经济带的重要枢纽.但是地表水的逐年减少,对咸海流域的生态环境产生了恶劣的影响,严重阻碍了绿色丝绸之路经济带的建设.本文基于Google Earth Engine(GEE)平台上的1992?—?2018年Landsat影像,采用水体频率的方法提取咸海流域地表水信息,对咸海流域地表水的时空变化进行了研究,并绘制分布图.同时采用LandTrendr算法生成了地表水面积变化图.通过线性回归模型分析咸海流域地表水面积变化与气候变化、人为因素之间的内在联系.结果表明:咸海流域的地表水面积呈现递减趋势,其中以咸海为主的全年水体面积减少最为明显.2010年之后,整个流域地表水的减少趋于稳定.影响咸海流域地表水变化的主要驱动因素为气候因素中的温度.本研究可为后续确定咸海流域地表水减少的成因、影响,以及水资源保护研究提供有力的技术支持.同时也为绿色丝绸之路经济带的建设提供科学支持.     

水汽和风速对雾霾中PM2.5/PM10变化的影响

依据北京2013年PM2.5/PM10、GPS水汽和无线电探空风速资料,发现水汽变化与PM2.5/PM10变化呈正相关,风速变化与PM2.5/PM10变化呈负相关。在风速较小情况下,水汽变化与PM2.5/PM10变化呈显著正相关,水汽上升对应了GPS水汽变化与PM2.5/PM10质量浓度的上升,水汽下降则对应了PM2.5/PM10质量浓度的下降。分析了水汽与PM2.5/PM10变化显著正相关的原因。     

北京APEC会议期间GPS水汽与PM2.5/PM10的相关性比较

北京APEC期间的空气质量优良,GPS水汽变化与PM2.5/PM10变化是否存在正相关特性?针对此问题,通过2014年11月4-16日北京GPS水汽数据与PM2.5/PM10观测资料的对比分析研究发现,PM2.5/PM10与GPS可降水量呈明显的正相关性,相关系数大于0.5,个别时段的相关系数达到了0.91。研究结果表明,在空气质量优良状况下,水汽变化与PM2.5/PM10变化存在明显的正相关性。