遥感和地理信息系统在水文模型中的应用

在讨论了水文模型的分类系统之后 ,论述了当今 (半或准 )分布式水文模型迅速发展的原因 ,展示了遥感 (RS)和地理信息系统 (GIS)在水文模型研究中的广阔应用前景。     

中国西北地区生态需水研究(1)——干旱半干旱地区生态需水理论分析

水是西北地区生态的关键生境要素,西北地区严重的生态环境问题使得生态需水随着西部开发受到广泛的关注。论文指出生态需水所涉及的理论问题,从生态系统稳定性探讨原始天然生态系统的适宜开发强度,在此基础上,遵循可持续发展的生态观探讨西北地区生态保护与生态建设的模式;从地带性理论和径流形成原理分析西北地区各类自然地理单元上的植被需水规律,从而明确了自然界哪些生态完全靠降水支撑、哪些生态除降水之外还需径流支撑,用生态的排序方法进一步分析干旱地区地下水埋深与植被类型的关系。同时,通过分析土地利用变化与径流形成的关系,以及生物与环境的不可分割性与物竞天择的自然选择原理给出生态需水的概念,从而为量化生态需水提供了理论依据。     

基于RS和GIS的峨眉山风景区生态风险评价

风景区的生态风险评价有助于指导其村镇建设、产业发展和实现绿色生态可持续发展.为探究峨眉山风景区生态风险分布和主要影响因素,在RS(Remote Sensing,遥感)和GIS(Geographic Information System,地理信息系统)技术支持下,以2015年土地覆盖数据为基础,结合DEM、遥感影像数据,从自然灾害和人类干扰两方面分析生态风险,依据生态风险度量原理,通过计算风险发生概率和生态易损性求得生态风险值,利用克里金插值法求得峨眉山风景区生态风险空间分布.结果表明:①峨眉山风景区综合生态风险值较小,主要受自然灾害影响,其贡献率高达89.9%;人类干扰带来的影响也不可忽视,贡献率为10.1%.自然灾害中,干旱、地质灾害对风景区的影响较大,贡献率分别为40.9%、49.3%.②峨眉山风景区综合生态风险呈条带状分布,越往东综合生态风险值越大,自然灾害风险空间分布与其基本一致.综合生态风险高风险区聚集在万年寺、清音阁、神水阁景区,景区东部黄湾乡旅游镇属于人文风险高风险区.研究显示,峨眉山风景区综合生态风险主要受到自然灾害影响,存在带状分异的空间规律.      

基于GIS的伊犁河谷地区生态承载力研究

以生态承载力理论为指导,利用GIS技术,对伊犁河谷地区生态承载力现状进行定量化评价与空间化表达。结果表明,伊犁河谷地区生态承载力总体处于可承载状态,但空间分布差异性明显,西北部和东南部地区处于超载状态,其中伊宁市和伊宁县处于严重超载;东北部和西南部地区生态承载能力较高,其中特克斯县和昭苏县处于盈余状况。从区域地形特征看,山区—丘陵—平原生态系统承载力负荷依次递增。森林资源、天然草原资源和水资源状况是伊犁河谷地区各县市生态承载力空间差异的主导因素,而城镇化、工农业发展带来的人口密集、污染负荷超载以及自然资源的急剧消耗是导致生态承载力超载的主要驱动因子。     

基于GIS的太湖水质及营养状态分区评价研究

本文以国家环保部太湖流域环境监测网中心站1994-2000年的水质监测的监测数据为基础,运用地理信息系统(GIs)分别对太湖进行了单因素水质评价分区和多因素富营养化综合评价与分区,结果显示太湖水质基本在Ⅳ类以上,污染较严重,太湖已全面进入富营养化状态,重富营养化区位于太湖北部,面积为5.9%,主要分布在五里湖、梅梁湾,竺山湖;中度富营养化区在西部岸边带和中北部岸边带地区,面积为33.2%;轻度富营养化区从太湖湖心向东到东太湖,面积最大,占6 O.9%.整体上呈现自北而南、自西向东从重度富营养程度向轻度富营养程度扩散的趋势.研究结果为太湖综合治理提供了理论依据,并确定太湖的重点治理湖区应是太湖北部的五里湖、梅梁湾、竺山湖和贡湖湾的西北部,同时太湖富营养化治理应注重控源和生态修复相结合.     

公路环境地理信息系统(HEGIS)研究与开发初探

在对公路环境地理信息系统 (HEGIS)进行系统需求分析的基础上 ,描述了利用地理信息系统 (GIS)建立HEGIS的可行性及其研究的主要内容、目的、意义及国内外发展趋势 ,初步探讨HEGIS在环境管理与决策等方面的应用功能研究及其开发技术路线。     

伊犁河流域水资源开发利用的水文及生态效应分析

伊犁河是流经中国～哈萨克斯坦的跨境河流,多年来由于缺少境外地区的基础资料支持,对流域水资源的研究大多局限于国内部分,对流域整体水资源开发及其生态效应认识不足。论文以2000年Landsat ETM+数据为基础,应用遥感和GIS技术,依据生态适宜性理论划定生态分区,分析和计算了流域的生态耗水量。以此为基础,并结合已有的研究成果,分析了伊犁河流域水资源开发利用,尤其是下游卡普恰盖水库建设与灌溉农业发展所引起的区域水资源转化与水资源利用格局的变化,以及由此产生的水文与生态环境效应。     

陕北红碱淖湖泊变化和生态需水初步研究

红碱淖位于陕北风沙区,是我国沙漠中最大的淡水湖,对当地生态环境保护具有重要作用。论文通过对陕北红碱淖湖泊的考察和调研,调查分析了湖泊近年来的变化趋势和流域的生态环境现状。在流域水资源开发利用分析和耗水计算基础上,初步定量评价了湖泊变化的主要影响因素。计算结果表明,红碱淖近年的萎缩主要是由于当地气候持续干旱的影响,目前该湖泊仍处于负均衡状态。根据湖泊对于当地生态环境的重要性,确定了湖泊保护的最小目标和适宜目标,根据水量平衡计算,确定了最小和适宜的生态需水量。通过对流域社会经济用水和生态建设用水研究,提出了湖泊保护的对策建议。     

基于“3S”的红树林资源调查方法研究

论文研究了“3S”技术与地面调查相结合进行红树林资源调查的技术方法。以SPOT和Landsat7ETM+为信息源,经预处理后在GIS支持下进行目视判读和编制工作手图,实地采用GPS实测和目测勾绘修正小班界线,进入林内调查林况因子。结果表明,群落类型调查精度为100%;小班面积平均误差、小班周界平均位移、小班中心位置平均相对位移分别为11.8%、18.3m、13.1%,远小于常规方法(1∶10000地形图目测勾绘)的76.6%、108.7m和274.9%;效率比GPS实测高2.04倍,有效地解决了传统方法调查中存在的红树林空间位置和分布境界线定位准确性差、面积精度低,一般航天遥感调查分类精度低和GPS方法效率低等问题。     

基于GIS的营口港总体规划生态环境影响分析

规划环境影响评价是目前战略环境评价(SEA)研究中最活跃的领域.港口总体规划属于交通运输规划的范畴,涉及多种生态环境要素,对其实施后的生态环境效应进行分析和评价具有重要的现实意义.以营口港总体规划对大气和水环境影响及其对近海海域生态敏感区的影响为例,采用遥感(RS)与地理信息系统(GIS)相结合的技术,建立与评价相关的基于GIS的基础数据平台,运用GIS的空间分析功能对港区规划的生态环境影响进行分析和评估.实例研究表明,营口港规划实施将对陆域生态环境产生一定影响,对于海域生态敏感区的影响则较小.      

基于遥感和GIS的景观尺度的区域生态健康评价——以海湾城市新区为例

依据PSR概念模型,建立了景观尺度的区域生态健康评价指标体系.以2004年SPOT5影像及其派生数据作为基础信息源,在遥感和GIS技术支持下获取了生态健康评价相关宏观生态指标,评价的指标体系划分为5个等级.采用空间单元网格(2km×2km)作为评价单元,借助GIS的空间分析功能制作出各单项指标和综合指标的空间分布图,并完成对区域生态健康自综合评价.得到了区域生态健康的空间分布,综合评价结果划分为很健康、健康、亚健康、不健康和疾病5个等级.结果表明,生态健康处于亚健康及其以下类型的面积占整个区域的52.76%,生态系统退化有在整个研究区域蔓延的趋势.     

流域地表生态信息的卫星遥感图像处理技术

以福建省九龙江流域为例,利用计算机技术和遥感-GIS工具软件,探讨利用多源卫星遥感影像获取流域地表环境信息的图像处理与分析技术,列举卫星遥感可获取的流域地表生态环境专题信息。重点分析利用遥感-GIS界定流域范围的方法、流域地表覆盖状况和植被覆盖密度的卫星遥感影像处理方法。      

塔里木河干流生态闸洪水漫溢过程分布式水文模拟——以灿木里克生态闸为例

随着人类活动对塔里木河流域水-生态环境的干扰范围不断扩大,闸、堰及堤防等水利工程在流域水资源管理与调控中的作用也日益增强。生态放水是塔里木河特有的一种水资源调配和生态恢复手段,其运行机制需要以生态控制区域水资源运移及空间分布为依据。论文选取塔里木河中游灿木里克生态闸为研究区,利用区域气象、水文及高分辨率地形数据,实现了生态洪水漫溢过程的分布式水文模拟,并通过统计回归分析得到淹没时间与淹没面积、生态放水量与淹没面积之间的定量关系。结果表明,将GIS与现代水文学相结合,建立塔里木河干流小尺度分布式水文模型,模拟生态闸的洪水漫溢过程是可行的;模拟结果与实测淹没范围在空间分布和面积上都实现了较好的拟合,为合理调配生态区域内水资源及制定科学的生态闸运行机制提供了理论基础。     

基于GIS的港口总体规划景观生态学分析

以营口港为例,基于GIS的港口总体规划景观结构分析,结合景观生态学指数,分析了港口地区景观结构在规划实施前后的特征及其变化,并探讨了港区景观结构变化对海岸带生态过程可能产生的影响.结果显示,营口港规划的实施将不会从根本上改变当地海岸带生态系统的景观特性,但仍可能产生一定的影响,主要表现为人工类型斑块面积及其所占比例将有较大幅度的增长,人工类型斑块的破碎度指数略有下降,其分布将更趋于一体化.研究还表明,在GIS的支持下,进行港口总体规划的景观结构分析完全可行,有助于分析港口建设所可能产生的景观生态学效应,值得进一步研究和探讨.      

基于GIS的水环境非点源污染模型研究

非点源污染是水环境研究的重点和难点,利用模型对非点源污染进行研究是该项研究的重要内容之一.由于非点源污染具有广泛性、时空异质性和随机性的特点,用常规方法分析、评价、控制和管理有较大难度.随着地理信息系统(GIS)的发展以及非点源污染模型研究的不断深入,二者的结合已在该项研究中取得了一定成果.基于插件式GIS技术、RS技术、空间数据挖掘技术以及空间决策支持系统(SDSS)是非点源模型发展应用的趋势和方向.     

基于改进遥感生态指数的青藏公路那（曲）安（多）段生态环境评估及驱动机制分析

青藏公路沿线生态环境是西藏地区生态文明建设的重要组成部分,目前研究青藏高原独特的地理环境普遍存在数据获取困难、时效性过低及未考虑研究区独特的“高寒盐碱”环境状况等问题.基于GEE平台及研究区独特地理环境,对遥感生态指数（RSEI）进行改进,采用主成分分析法构建一种新的适用于高寒盐碱地区的盐碱遥感生态指数（SRSEI）作为生态环境质量评价指标,利用ArcGIS 10.3平台、地理探测器等方法在多时空尺度下分析青藏公路那曲至安多段沿线生态环境质量空间分布格局与时间变异趋势,并探究自然和人为等8个控制因子对SRSEI时空变化的驱动机制.结果表明：①相较于RSEI,SRSEI对植被更加敏感,对植被稀疏和盐碱化严重地区的分辨能力更强,适合高寒盐碱区生态质量评价.②研究区生态环境质量空间尺度上存在明显的地理分异性,生态质量较差的区域主要集中在北部安多县城,质量等级为优和良地区主要分布在中西部和东南部那曲地区;时间尺度上32年间研究区生态环境整体呈改善趋势,中西部和东南部植被覆盖度明显增加,对生态环境有很强的改善作用,改善面积1 425.98 km²,占比99.82%.SRSEI均值为0.49,总体呈波动上升趋势,平均增幅为0.015 7 a^-1.③土地利用方式是研究区生态环境质量变化中驱动力最大的影响因子,多年份平均q值0.1576,环境因子的影响力较低;多因子交互结果显示,研究区的生态环境现状是多重因素共同作用的结果,所有因子在交互作用下均有协同增强的作用,且人为因素的影响力在逐步上升,植被净初级生产力（NPP）和土地利用方式交互作用是研究区生态环境质量的主要交互控制因子.该研究可为那曲至安多段沿线生态环境保护和可持续发展提供理论依据.     

基于遥感和GIS技术的墨西哥湾溢油动态分析

利用多时相的遥感影像数据和地理信息系统(GIS)的空间分析功能,对2010年发生在墨西哥湾的溢油事故进行了动态监测,并结合洋流等信息对溢油漂移趋势进行了预测。结果显示,至2010年5月1日溢油面积已达到4月25日的4倍,并且溢油漂移趋势受到洋流的作用,漂移方向与洋流方向一致。研究表明,至5月1日对溢油处理与漏油处封堵的努力效果甚微,油污面积有继续扩大趋势,油污漂移方向与洋流具有较强相关性。该研究验证了光学遥感图像可以很好地对溢油事故造成的溢油范围进行监测,结合GIS的空间分析功能和洋流等信息可对溢油面积和溢油漂移趋势进行监测与分析,从而为溢油控制与清理提供重要参考信息。     

基于GIS的北京市机动车污染数据库的开发和应用

利用 GIS技术建立机动车污染数据库 ,能动态、直观地反映机动车污染的时空分布规律 ,为机动车污染控制研究提供强有力的工具 .本研究以 ArcView为主要的 GIS开发工具 ,通过属性数据和空间数据的链接 ,实现了北京市机动车污染数据库的地图化表现、动态查询、基本空间分析等功能 ,从而为机动车污染数据库提供了技术支持 .利用该系统 ,可以对北京市机动车污染物的排放、浓度和分担率的空间分布规律进行 GIS实例分析 .     

基于生态功能考虑的西北干旱地区生态需水研究

在当前生态需水研究的基础上,选取植被盖度作为衡量绿洲生态功能的主要指标,根据植被盖度和侵蚀率之间的关系,从生态系统的需水机理出发,提出了基于生态功能考虑的西北干旱地区生态需水量计算方法.以额济纳绿洲为例,计算了2000年额济纳绿洲生态需水,并与额济纳绿洲不同时期的生态需水进行了对比分析.     

基于遥感与GIS的新疆LUCC变化的时空信息研究及分析

文章应用RS和GIS等技术提取新疆地区近十几年来土地利用变化信息,从现状分析、发展动态等方面对土地利用与土地覆被（LUCC）信息进行定量和定性的分析。并运用土地利用动态度进一步说明新疆LUCC的变化过程。结果显示：新疆的耕地、林地、水域、建设地面积都有所增加,耕地的年变化率最大;未利用地面积有所减少,草地面积减少明显。