TRMM卫星降水数据在雅鲁藏布江流域的适用性分析

以雅鲁藏布江流域为研究区,利用16个气象站点的实测降水量在月尺度和日尺度上验证了TRMM(Tropical Rainfall Measurement Mission)卫星降水数据的精度,并在此基础上基于TRMM月降水数据分析了雅鲁藏布江流域的降水时空分布特征。结果表明:在整体上,TRMM月降水数据与站点实测降水量相关系数R=0.902,斜率K=0.849,数据精度较高,数值上比站点实测降水量略微偏低;就单个站点而言,大部分站点相关系数较高,偏差较小,但波密站相关系数相对较低,江孜站和南木林站数据偏差相对较大。TRMM日降水数据与站点实测降水量相关系数R=0.466,斜率K=0.451,数据精度较低,与站点实测降水量一致性较差。在降水空间分布上,雅鲁藏布江流域整体呈现由西向东逐渐递增的趋势,不同区域间差异极其明显;在降水时间分布上,大部分降水集中在6至9月,12月至第二年2月很少有降水发生。     

大尺度生态干扰风险评估技术方法及应用研究

为实现大尺度生态干扰高风险区域的快速、有效识别,从生态易损性、干扰易达性和资源易引性三个方面选取了9个指标,构建了生态干扰风险评估指标体系和评估模型,形成了完整的大尺度生态干扰评估技术与方法.利用该技术方法,本文评估分析了全国国土空间生态干扰风险状况、空间分布格局及其成因,并结合2017~2019年全国自然保护区人类活动监测数据和《全国主体功能区规划》中生态脆弱性评价结果对生态干扰风险评估结果进行了精度分析.结果显示：超过90%的自然保护区人类活动都集中在评估得到的中高风险区域;全国生态干扰风险主要以中风险为主、低风险次之、再次是较低风险、较高和高风险区域面积最少;其中较高和高风险区域主要分布在我国中西部和东北部的秦岭、祁连山、三江源和内蒙古草原等区域,生态干扰风险空间分布格局与生态系统结构与功能状况、地形与交通条件、资源潜力等因素具有较强相关性.     

两种应用场景下NDVI时间序列数据拟合方法研究

植被覆盖指数（NDVI）时间序列数据集包含地表植被的长势、生长周期、时空变化等信息,其拟合重建结果可应用于物候信息提取、生态质量评价、人类活动扰动识别、覆被变化动态监测等方面。基于TIMESAT软件,选取物候参数提取和扰动识别2个应用场景,结合地面站点数据和Jacknife法模拟数据,对比分析非对称高斯函数拟合法（AG法）、双Logistic函数拟合法（D-L法）和Savitzky-Golay滤波法（S-G法）3种方法的拟合效果。结果表明：（1）3种方法拟合重建后提取的生长开始时间（SOS）、生长结束时间（EOS）、生长周期（LOS）等物候参数接近站点数据,AG法和D-L法保持NDVI时序曲线整体变化特征的能力较强,提取的SOS和EOS更接近站点数据;（2）人类活动扰动识别应用场景中,S-G法在滤波时能够最大限度地保留时序曲线细节变化,恢复速率相关系数达到0.618,回归估计标准差低于AG法和D-L法,因此识别精度最优。     

辽河流域非点源污染空间特征遥感解析

应用遥感技术研究了辽河流域非点源污染发生特征.将环境卫星遥感数据耦合非点源(non-point Source,NPS)污染负荷估算模型,探索基于遥感像元尺度的非点源污染估算方法,目的是分析2010年辽河流域非点源污染特征,从而明确非点源污染的重点防治区和防治措施,为辽河流域水环境污染防治提供技术支持.结果表明,2010年辽河流域总氮排放量为10.3万t,总磷排放量为0.68万t,化学需氧量排放量为13.1万t,氨氮排放量为1.8万t;目前,对于辽河流域主要的非点源污染类型为农业面源;2010年辽河流域面源污染对水质污染的贡献率表现为总氮67.4%,总磷76.4%,化学需氧量39.4%和氨氮21.9%;空间分布上辽河流域的南部是污染最严重的地区,其次是东北部.本研究结合遥感技术发展了以遥感像元为基本模拟单位的非点源污染负荷估算方法,明确了2010年辽河流域的非点源污染产生量和空间分布特征,为辽河流域污染治理防治工作提供了理论依据.     

黄河流域植被生态用水过程动态模拟

以黄河流域为例,通过集成RS/GIS 技术,利用生态水文评估工具中模块化生态水文综合管理系统（EcoHAT）对研究区植被生态用水过程进行定量模拟,模拟出该流域20 世纪50年代以来像元尺度上植被生态用水量,得到研究区植被生态用水时空结构差异。结果表明：在年际变化上,20 世纪60 年代和80 年代偏多,而70 年代和90 年代偏少,2000 年生长季植被生态用水量为263.5 mm;年内变化整体与降水变化趋势相一致,最大值集中在6-8 月;从植被类型看,最小是草地,其次为灌丛,最大为林地;从水资源分区上看,最小的是兰河干流区间,伊洛河流域最大。其中,兰河干流区间、河龙干流区间、内流区、湟水流域、龙兰干流区间、龙羊峡以上及洮河流域普遍小于400 mm,汾河流域、黄河下游、泾河流域、北洛河流域、沁河流域、渭河流域、龙三干流区间、三花干流区间及伊洛河流域普遍大于400 mm。     

贵州典型森林群落植被冠层的酸雨淋溶特征及缓冲作用

在贵州龙里地区开展酸雨模拟实验,并进行天然降雨连续监测,采集马尾松、灌丛冠层穿透雨,结果表明:①研究区降雨中主要阳离子浓度依次为NH4+Ca2+K+Na+Mg2+,降雨pH值大于6.0时,降雨中NH4+含量降低,Ca2+占优势;降雨中主要阴离子浓度依次为SO42-NO3-Cl-;冠层穿透雨与降雨相比,Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、NO3-、SO42-和有机酸富集,特别是K+、Ca2+、SO42-和有机酸富集倍数最大.②森林冠层对酸雨的缓冲作用体现在酸雨中H+与树叶组织中的盐基阳离子发生交换反应,淋出K+、Mg2+、Ca2+等阳离子,减少了酸雨中H+含量.Na+相对惰性,在降雨和穿透雨中的含量变化不大;K+、Mg2+、Ca2+的淋出是冠层缓冲降雨酸度的主要原因,其中K+和Ca2+作用最突出,其次是Mg2+.③贵州典型森林群落植被冠层的缓冲作用随降雨pH值而变化.对pH值接近3.0的强酸性降雨,经过冠层形成的穿透雨pH值大于降雨,典型森林群落植被冠层对酸雨的缓冲作用依次为马尾松林针阔混交林灌丛;对4.0pH6.0的降雨,马尾松林冠层使降雨更加酸化,典型森林群落植被冠层对酸雨的缓冲作用依次为针阔混交林灌丛马尾松林;对pH值大于6.0的非酸性降雨,经过冠层后被酸化,穿透雨pH值小于降雨;穿透雨pH值基本在4.0～6.0范围内.     

基于卫星遥感的生态保护红线人类活动提取方法研究

目前全国生态保护红线划定工作基本结束,开展生态保护红线监管工作事关国家生态安全,是今后我国生态保护的重要举措和重点工作。依托国家生态保护红线监管平台监管业务系统,研究基于卫星遥感的生态保护红线人类活动提取方法和流程,并以宁夏为例,验证其科学性和可靠性。结果显示:基于卫星遥感技术构建的方法精度较高,可操作性较强,为生态保护红线人类活动监管提供了思路;使用该技术方法的作业效率相比人工解译提升了2~3倍,提取的宁夏生态破坏问题图斑准确率达到66%,人类活动提取准确率更是达到95%,能够满足生态保护红线人类活动监管需求;宁夏55%的县(区、市)生态保护红线内发现新增和规模扩大人类活动,从空间分布来看,主要集中在西部和南部,北部和中部分布较少,其中彭阳县、沙坡头区和中宁县人类活动影响面积最大。     

基于高分辨率影像的固体废物自动识别技术

随着经济快速发展,工业固废、非正规垃圾、未覆盖建筑渣土等固体废物急剧增加,对区域生态环境造成极大威胁。固废堆场具有面积小、分布散等特点,目前国内仍缺少针对各类固废堆场的遥感自动识别研究。为此,基于国产高分辨率卫星遥感数据,根据野外实地光谱采集结果,分别开展了未覆盖建筑渣土、工业固废及非正规垃圾的自动识别方法研究,提取研究区各类固废堆场。结果表明:未覆盖建筑渣土在蓝波段与绿波段分别存在"吸收谷"与"反射峰",基于该特征构建的比值指数模型,结合直方图双峰法阈值分割可以有效提取未覆盖建筑渣土区域;工业固废、非正规垃圾2种固废类型多样,光谱反射率没有明显规律,结合其纹理、色调等特征,采用面向对象多尺度分割、支持向量机监督分类方法能够较好地识别2种类型固废;基于自动化提取技术并结合人机交互判读方法,提取的研究区未覆盖建筑渣土、工业固废及非正规垃圾等3种固废堆场的精度分别达到96.83%、88.26%、85.71%,各类固体废物遥感识别精度较高,极大提高了固废监测效率。