基于时序植被指数的湖北省物候空间特征分析

湖北省地貌类型多样，植被类型丰富，也是农业大省，物候信息监测对于自然生态和农业生产具有重要意义。使用MODIS MOD13Q1 产品中的归一化植被指数数据集，运用时间序列谐波分析法重构 NDVI时序曲线，并结合土地覆被数据，采用物候特征动态阈值法获取湖北省植被物候空间分布特征，分析不同土地覆被类型的物候指标。结果表明：(1)湖北省西部山区、东南部和东北部丘陵地区，多为自然植被覆盖，且植被状况良好，NDVI最大值达到0.75以上，大部分区域NDVI最小值在0.6以上。中部江汉平原和农作物区域NDVI变化受农业耕种方式影响较大，与自然植被NDVI变化特征有所差异。(2)不同土地覆被类型物候特征各异。湖北省大部分区域的植被在2月到3月进入生长季，11月到12月结束生长，襄阳地区呈现相反的特征。耕地、裸地、水体等受人类影响较大的土地覆被类型生长季长度较短，开始时间较晚，结束较早。森林、草地、灌丛等自然植被生长季长度较长，开始较早、结束较晚。(3)物候参数由于地形地貌、地表覆被类型、人类和自然因素的影响具有显著的差异，对区域植被生态状况、不同土地覆被类型物候空间分布特点的分析，结果对于植被生态保护、植被分类、农业区划等都具有参考意义。     

2000～2007年湖北省耕地变化的遥感调查与分析

以中国科学院资源环境数据库为基础，利用2005和2007年获取的遥感数据，结合地面调查，对湖北省2000～2007年的耕地动态变化进行了监测，并进行了制图分析。研究结果表明：2000年以来湖北省耕地面积在不断下降，7a间净减少125 387 hm2；水域扩张是耕地流失的最主要原因，占到耕地流失面积的54.6%，其中又有88%是转变成坑塘；耕地资源变化存在明显区域差异：江汉平原水域的扩张导致超过湖北全省的一半耕地流失发生在江汉平原，建设用地占用耕地主要发生在湖北中东部和平原地区，湖北中西部耕地减少则是生态退耕造成；2005年以来，建设用地扩张明显，是2005年以来耕地流失的主要原因。因此，今后湖北应继续实行严格的耕地保护政策，着力解决粮渔争地问题和加强对建设用地的控制，以实现湖北省耕地资源的可持续利用。〖     

基于遥感的长江中下游城市群高温热浪风险评估

由全球气候变暖以及快速城市化引发的极端高温热浪事件频发现象已经影响到人类的生产和生活。利用多源卫星遥感数据和社会经济统计资料,构建基于"高温危险性-社会经济脆弱性-风险适应性"的高温热浪风险评估体系,获取2017年长江中下游城市群250 m分辨率的典型高温热浪事件风险评估结果。结果表明:热浪风险等级高值区主要分布在城市群中心城市以及其他城市中心城区,主要是较高的城市高温和社会经济脆弱性共同作用结果,围绕中心城区向外扩散,风险等级呈逐渐降低趋势。大城市虽具有更好的高温适应性,但离应对城市化导致的高温危险性和脆弱性还显得不足,从高风险区域面积来看,长三角城市群热浪风险高于长江中游城市群,主要与城市化水平以及人口聚集程度有关。通过多源遥感信息,获取高分辨率的城市群高温热浪风险空间分布特征,能为城市化过程中城市有效应对高温风险,加强区域防灾减灾提供科学参考。     

基于局地气候区的武汉市地表热环境研究

对城市热环境与城市形态特征间关系的定量分析，能为城市国土空间规划、城市生态环境的改善提供依据。局地气候区(Local Climate Zones, LCZ)可以很好反映城市局部气候的差异，因此可以基于LCZ构建局部气候与城市形态之间的定量关系来研究城市热环境。利用Landsat-8遥感数据反演地表温度，基于Sentinel-2数据利用深度学习方法进行局地气候区分类，分析各类别LCZ的地表温度与城市地表形态的关系，以此分析武汉市地表热环境特征。结果表明，不同LCZ类别间的地表温度存在较大差异，城市形态对地表温度有较大影响。其中：(1)LCZ10(重工业)温度最高，LCZG(水体)温度最低，且夏季各类别的温差大于冬季；(2)密集型建筑(LCZ1-3)的地表温度比开阔型建筑(LCZ4-6)高，低层建筑比高层建筑的地表温度高；(3)城市形态中对地表温度影响较大的为水域比例(WSF)、建筑高度(BH)和建筑比例(BSF),其中水域比例(WSF)和建筑高度(BH)与地表温度呈明显的负相关，建筑比例(BSF)与地表温度呈正相关。     

湖北省植被覆盖度时空变化特征与影响因素分析

湖北省植被结构变化受自然和人类活动因素的影响较大,揭示湖北省植被变化的空间特征对其生态环境改善具有重要意义.基于MOD13Q1 NDVI数据计算湖北省的植被覆盖度,结合气象、DEM数据分析湖北省2000～2020年植被覆盖度的时空变化及分布格局,并探讨了其对气候变化、人类活动的响应.结果 表明:(1)2000～2020年湖北省植被覆盖度总体呈现增加的趋势,增大区域集中在湖北省的西北部,十堰、神农架林区和随州周围;(2)局部地区存在植被退化现象,退化面积呈先减小后增加的趋势.2000～2005年植被恢复区域主要集中在西北部和西南部,退化区域分布在武汉、襄阳、仙桃和黄石等地区;2005～2010年湖北省整体植被覆盖状况相对较差,退化区域分布在西北部和东南部,十堰和武汉较为明显,改善区域集中湖北省中部、神农架林区、襄阳、随州和天门;2010～2015年湖北省植被退化面积减少,分布在东部和西北部;2015～2020年植被覆盖度整体呈现下降趋势;(3)湖北省的东北部、西南部以及襄阳等地区的植被覆盖度与气温、降水呈现正相关,随着海拔的升高,气温、降水及风速和植被覆盖度正相关和负相关所占比重逐渐减少;(4)人类因素对湖北省的生态环境有正影响,对植被恢复有促进作用;负影响主要集中在武汉周边城市、襄阳、荆州等区域.     

基于EVI相似性分区的冬小麦面积提取及其动态监测

及时、准确地获取冬小麦种植面积及时空变化信息对提升作物估产精度和保障粮食安全具有重要意义。冬小麦物候期受地理条件和人为因素影响差异很大，利用遥感进行大尺度种植面积提取时其精度容易受物候差异的影响。根据MODIS EVI数据和Landsat影像，在定量评价冬小麦EVI相似性并结合高程信息对研究区进行分区的基础上，通过对比冬小麦参考时序曲线与待分类像元时序曲线之间相似性提取冬小麦种植面积，并对湖北省2009～2017年冬小麦种植面积时空变化过程进行分析。结果表明：（1）冬小麦面积提取平均精度达95.3%，R ²大于0.90，明显优于未分区提取结果；（2）冬小麦主要集中分布于中部和北部地区，其中，襄阳县、枣阳市的种植面积尤为集中；（3）冬小麦空间分布大致呈现向西北、东南部地区扩张的时空变化格局；（4）在2009～2017年期间，冬小麦种植面积先增后减，总体呈上升趋势，2017年比2009年增加了4%。基于EVI相似性的作物分区提取方法可提高种植面积精度，为大区域内冬小麦面积时空变化遥感监测提供有效方法。