基于HJ 1A/1B卫星遥感数据的积雪识别方法研究

积雪分布与变化是标示气候变化的敏感因子,采用具有长时间序列的大范围同步获取信息优势的卫星遥感数据进行积雪识别提取,具有重要的理论意义和实际应用价值。针对HJ 1A/1B卫星数据,结合积雪遥感监测的理论方法,在分析HJ 1A/1B卫星CCD和IRS传感器光谱响应特征的基础上,将应用较广的归一化差分积雪指数(NDSI)引入到HJ 1A/1B卫星中,得到了基于CCD和IRS两个传感器数据的HJ NDSI积雪识别方法。为避免由幅宽、扫描区域等因素的差异引起的两种不同传感器同时相数据难获取的问题,对HJ NDSI方法进行了改进,提出了一种仅利用IRS传感器数据的HJ MNDSI积雪识别方法。通过对HJ卫星数据的统计分析,给出了两种方法中的推荐阈值。以西藏普兰为实验区,对上述两种方法得到的结果进行精度评价,结果表明,HJ NDSI和HJ MNDSI方法提取积雪的精度分别为97.66%和94.92%,均能满足实际应用的需要,但HJ MNDSI方法能保证更大的积雪监测范围。     

基于MODIS与HJ-1-B数据的雪盖率反演及其相关因子分析

随着空间信息技术的发展及社会经济对雪盖监测产品的需求,亚像元雪盖制图逐渐成为积雪监测研究的重点。以环境与减灾卫星（HJ 1 B）数据作为地面真值计算MODIS数据中每个像元的积雪覆盖率,并与归一化雪被指数(NDSI)建立回归模型,从亚像元尺度反演MODIS数据的积雪覆盖率。以青海省玉树州作为研究区,实验结果表明该算法反演的雪覆盖率平均绝对误差均在02以内,在可接受的误差范围之内,说明该算法具有较强的稳定性和实用性。此外,在积雪覆盖率反演基础上,提出了与积雪覆盖率相关的另外两个相关因子：地表温度(LST)和植被指数(NDSI),分析表明：这两个因子与积雪覆盖率均存在明显的负相关关系,为基于多因子的雪盖率反演奠定了基础     

安庆沿江湿地景观格局变化及其驱动力

湿地具有重要的环境和生态功能,安庆沿江湿地自然保护区以其良好的自然性,正成为学术界关注的焦点和热点。基于1988、2006年两期TM遥感影像数据,借助于RS/GIS工具,获取安庆沿江湿地的景观斑块数据,运用Fragstats景观格局分析软件探讨了近20年来安庆沿江湿地景观格局的动态变化特征,研究结果表明：(1)安庆沿江湿地以湖泊和滩涂沼泽为主要景观类型;(2)研究期内湿地景观面积发生了较大幅度的缩减,各湿地景观类型间的动态变化较显著,以湖泊的萎缩变化最明显;(3)安庆沿江湿地景观在空间配置上趋于破碎和零散,景观斑块边界的复杂性程度和不规则程度在逐渐下降,形状趋于规整,景观类型结构和数量趋于均衡,景观斑块间连接程度有所降低。进一步探讨其驱动力因素,认为主要受到研究区内人口密度、农业开发活动、国家和区域政策法规以及湖区农户湿地环境保护意识等因素的影响。     

近50年来江汉湖群水域演化定量研究

根据江汉平原湖区发育背景、资源环境结构和社会经济功能等方面因素,将研究区界定为湖北省境内以江汉平原为依托、海拔50 m等高线以内的所有地区。其范围在东经 111°36′38.76″~116°7′52.14″、北纬29°25′59.25″~31°27′14.45″之间,按自然界线计算面积4.664万km2,按行政区统计面积为6.475万km2。运用RS/GIS技术,分析得知：近50年来,江汉湖群湖泊总数量和总面积均表现出总体下降、中间年份有波动的趋势,20世纪50年代、60年代、70年代、80年代、90年代和21世纪初(2000年),0.1 km2以上的湖泊总数量分别是1 309、611、612、838、768、771个,0.1 km2以上的湖泊总面积分别是8 503.7、5 462.5、2 933.8、2 977.3、3 451.4、3 188.1 km2。围湖垦殖是近50多年来江汉湖群演化的主要原因和主导因子。     

湖北省2008年初低温雨雪冰冻过程气候特征分析

2008年初,湖北省出现了严重的低温雨雪冰冻灾害,直接经济损失高达110亿元以上,有必要对灾害期间的气候特征进行系统、科学的分析和总结。对湖北省76个气象站2008年1月12日～2月3日气温、降水（雪）、日照以及低温持续日数等要素进行时空间差异分析及历史与同期比较,并选取10个代表站历史上所有低温雨雪天气过程,对其过程持续低温日数、最长连续雨雪日数、过程极端低温进行比较分析。结果表明：（1）此次过程的平均气温异常偏低,该省大部为-1～-2℃,比常年同期偏低4～6℃,为各站历史同期最低,其中主要是最高气温异常偏低所致,但极端低温并不低;（2）降雪过程频繁,雨雪量异常偏多;（3）低温冰冻持续时间长,该省大部在16～22 d,位于历史第一;（4）日照异常偏少。持续而稳定的大气环流异常形势是湖北省大范围低温雨雪天气的直接原因。     

湖北省2008年初低温雨雪冰冻过程气候特征分析

2008年初，湖北省出现了严重的低温雨雪冰冻灾害，直接经济损失高达110亿元以上，有必要对灾害期间的气候特征进行系统、科学的分析和总结。对湖北省76个气象站2008年1月12日～2月3日气温、降水（雪）、日照以及低温持续日数等要素进行时空间差异分析及历史与同期比较，并选取10个代表站历史上所有低温雨雪天气过程，对其过程持续低温日数、最长连续雨雪日数、过程极端低温进行比较分析。结果表明：（1）此次过程的平均气温异常偏低，该省大部为-1～-2℃，比常年同期偏低4～6℃，为各站历史同期最低，其中主要是最高气温异常偏低所致，但极端低温并不低；（2）降雪过程频繁，雨雪量异常偏多；（3）低温冰冻持续时间长，该省大部在16～22 d，位于历史第一；（4）日照异常偏少。持续而稳定的大气环流异常形势是湖北省大范围低温雨雪天气的直接原因。     

宝天曼自然保护区土壤有机碳异质性及其影响因素

自然界中,土壤碳库对于维持生态系统碳平衡起决定性作用,而土壤有机碳又是碳库中不可或缺的一员,研究土壤有机碳对于全球生态系统碳平衡具有十分重大的意义。因此,基于宝天曼土壤有机碳实测数据并运用半方差函数、克里格插值分析山地土壤有机碳垂直性特征及空间分异程度,利用地理探测器对影响土壤有机碳分布的环境因子进行相关分析,结果表明:(1)宝天曼土壤有机碳介于0.31～7.7 g/kg,属于较低水平,最高值(7.70 g/kg)出现在北坡987 m处;(2)不同土层深度的半方差函数模型不同,0～20和40～60 cm对高斯模型拟合效果更明显、20～40 cm对球状模型拟合效果较好,而线性模型对于60～80和80～100 cm土层深度拟合效果较佳,克里格插值表明0～20和20～40 cm空间分异特征相似,呈西南向东北增加的趋势,而40～60 cm土壤有机碳空间分异呈现东北高、西南低;(3)宝天曼不同土层深度受单个环境因子影响程度不同,解释力介于0.127～0.407,其中NDVI对0～20 cm土壤有机碳解释力最显著(0.407)、高程对40～60 cm土壤有机碳解释力最高(0.373),交互探测结果表明NDVI与坡度解释力最高、高程与其他因子交互探测后解释力显著增大,表明宝天曼土壤有机碳受多种环境因子共同影响,而非单一因素起决定性作用。     

川滇农牧交错区地形特征对土地利用空间格局的影响

川滇农牧交错区位于我国青藏高原的东南缘,地形地貌特征复杂,研究该区土地利用特征与地形之间的关系,有助于了解人类开发活动与自然地理条件之间的关系,对区域的资源开发和生态保护具有重要的现实意义。基于RS＼GIS技术,采用遥感调查、土地利用结构分析和GIS空间分析方法,研究了该区 1988～2000年的土地利用特征,以及不同土地利用类型的空间分布与地形因子之间的关系。初步结果发现：耕地、林地和草地是研究区内受人类活动影响的主要土地类型,也是类型转换相对频繁的土地类型;地形因子对不同土地利用类型的空间分布具有显著影响,其中,海拔在垂直方向上对土地利用空间布局具有控制性作用。研究结果同时表明,地形特征是川滇农牧交错区土地利用空间格局形成的基础,其原因在于地形因子通过影响水热条件及其他自然资源要素在本区内的再分配,进而影响着人类对土地资源的利用方式和利用程度.     

三峡库区主要森林植被类型土壤有机碳贮量研究

根据全国森林资源清查资料,按主要优势树种和分布面积将三峡库区主要森林植被划分为马尾松针叶林、栎类混交林、灌木林等11种主要森林植被类型。基于196个土壤剖面数据,分析了11种主要森林植被类型下土壤有机碳含量、碳密度大小和分配特征。研究发现,三峡库区主要森林植被类型下土壤有机碳含量和碳密度均存在较大差异,二者总体上都随土层加深而降低。11种主要森林植被类型中以杉木针叶林土壤有机碳密度最大,达16.0 kg/m2,温性松林下土壤碳密度最小,仅为7.9 kg/m2。不同植被类型下土壤有机碳贮量在土层中的分配比例也不同,以灌木林和柏木林土壤碳贮量在土层间的差异最大。11种主要森林植被类型土壤平均厚度为56.3～98.5 cm,其中杉木针叶林土壤最厚,达98.5 cm,灌丛土壤最薄,平均厚度仅56.3 cm。三峡库区11种主要森林植被类型总面积为3 313 251 hm2,土壤总有机碳贮量为 366.36 t,其中0～10、10～20、20～40和＞40 cm土层分别占22.90%、18.36%、28.33%和30.41%。     

洞庭湖区近30年土地利用/覆盖变化对湿地的影响分析

洞庭湖是我国面积仅次于鄱阳湖的第二大淡水湖。近些年来,洞庭湖区降水在减少,湘、资、沅、澧四水的来水量也在降低,尤其2011年春季以来,洞庭湖水域遭受了前所未有的持续干旱,洞庭湖地区的降水量累计比历年同期减少了50%至60%。本文基于1985年、2000年和2011年的遥感影像数据,运用RS、GIS等,系统分析了洞庭湖区近30年土地利用/覆盖的数量和空间格局动态变化。结果表明,过度围湖垦殖成为洞庭湖湖面萎缩的主要原因。湖区耕地总量持续增加,增幅达36.01%;湿地、林地、草地总量减少,其中湿地和草地面积有较大幅度的减少,分别为72.88%和62.98%。研究结果为区域土地利用规划管理及政策的制定提供科学依据,为洞庭湖区湿地的管理提供背景资料和依据。     

不同地貌类型区城镇扩展对土地利用景观格局的影响——以四川名山县为例

基于RS和GIS的支持,以名山县为研究案例,分析与探讨西部经济以农业为主地区城镇扩展的时空特征和不同地貌类型下土地利用景观格局,以期为城镇规划及区域城镇可持续发展提供决策支持。结果显示:1975～1999年土地利用类型在不同地貌区的分布格局变化显著。林地面积大幅减少,分布区域向海拔较高地区收缩。居民及建设用地在低丘区增长较快,城镇用地大幅增加,成为影响研究区景观格局的重要要素。农业生产活动向地势较高的区域扩展,中丘区成为农业生产的主要场所,水田和旱地成其主要土地利用方式。高丘区旱地分布面积占首位;园地在低山区分布面积有所增加。1999～2005年基本维持1999年景观格局,居民及建设用地继续增长,尤其在低丘区表现明显;低丘和中丘区斑块总数减少,各景观要素平均斑块面积增加,形状指数和分维数降低;高丘、低山区水田、旱地减少,园地面积增加。     

不同水土保持林地土壤有机碳研究

研究了重庆四面山低山丘陵区不同水土保持林地0~20、20~40 和40~60 cm的土壤有机碳含量及不同深度的土壤有机碳密度。结果表明：0~20、20~40 和40~60 cm土层中土壤有机碳含量的平均值分别为3309、751和321 g/kg;0~20 cm的土壤有机碳密度介于497～1431 kg/m2,而0~60 cm的土壤有机碳密度介于784～1794 kg/m2,均值为1278 kg/m2;土壤有机碳含量和有机碳密度随土壤深度增加而显著减少,但其减少程度随水土保持林树种组成不同而异;不同水土保持林地60 cm深度的土壤有机碳密度存在显著差异,表现为：天然次生林>人工林>农耕地,其中,天然阔叶混交林土壤有机碳密度最大,为1794 kg/m2,农耕地的最小,仅为784 kg/m2。人工水土保持林中,阔叶混交林的土壤有机碳密度最大。从增加土壤碳的角度,建议营造阔叶混交林     

上海高温和低温气候变化特征及其影响因素

基于上海11个气象站逐日最高、最低气温、降水资料和西太平洋副热带高压(简称副高,下同)环流指数,分析了上海夏季高温和冬季低温的气候变化特征及其影响因素。结果表明,1873～2007年,上海高温日数表现为少-多-少-多的年代际变化,低温日数则表现为多-少的年代际变化。2001～2007年,上海年均高温日数、各级高温过程数和高温过程日数都最多,低温日数、低温过程数和低温过程日数都最少。1960～2007年,上海每年高温日数与当年夏季副高面积和强度指数显著正相关,低温日数与当年冬季副高面积和强度指数显著负相关。降水对上海极端气温有一定的缓解作用,上海高温日数与夏季降水量弱显著负相关,低温日数与冬季降水量显著负相关。上海高温过程数受城市化影响较大,其时间变化具有明显的城郊差异,低温过程数则受城市化影响较小。     

西南地区近14a植被覆盖变化及其与气候因子的关系

基于1999~2012年NDVI数据,结合气温和降水资料,运用GIS和RS技术,分析了西南地区近14a植被覆盖的时空变化特征及与气温、降水的关系。结果表明:(1)该区植被生长良好,各植被类型NDVI均呈显著增加趋势。空间整体表现为改善状态,改善面积远大于退化面积,严重退化区仅占1.18%。退化区分布于横断山地北部、四川盆地东部以及云贵高原中部。(2)植被覆盖变化将以良性发展为主,但强持续性的退化区和弱持续性的改善区应值得关注;强持续性的退化区主要分布在横断山地中北部、云贵高原中西部、若尔盖高原中部、四川盆地与若尔盖高原相交区域;草原强持续性的退化面积最大,针阔混交林强持续性的改善面积最大。(3)NDVI与温度存在明显的正相关关系,而与降水及干旱指数变化的关系不太明显,温度是影响该区植被变化的主要自然因素。     

武汉市九峰城市森林保护区景观敏感度评价

为合理开展森林景观的规划与建设,应用RS和GIS技术,并结合小班调查,对武汉市九峰城市森林保护区的景观生态敏感度和景观视觉敏感度进行了研究。结果表明：在武汉市九峰城市森林保护区中,高生态敏感区面积占总面积的4.6％,主要包括荒山、废弃采石场和少量灌木林地,应尽快进行生态恢复。中生态敏感区面积占总面积的535％,主要为水域、农田、部分苗圃和建设用地,可重点开展森林植被恢复和景观建设。低生态敏感区面积占总面积的419％,主要是森林覆盖区域、部分苗圃和居民点,应重点加强保护。一级视觉敏感区主要分布在沿道路两侧坡度大于20°的近景带,应以保护和生态恢复措施为主。二级视觉敏感区主要是坡度较小的近景带和山体的中、远景带区域,可视性强,应重点开展景观改造。三级视觉敏感区主要是中、远景带中的平坦地带,包括农田、苗圃、居民点等半自然景观和人文景观,可在不影响整体风貌和视觉环境的前提下进行景观建设。四级视觉敏感区为不可见区域或低可见区域,坡度大,可及性差,不宜规划建设项目。     

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.     

武汉市九峰城市森林保护区景观敏感度评价

为合理开展森林景观的规划与建设，应用RS和GIS技术，并结合小班调查，对武汉市九峰城市森林保护区的景观生态敏感度和景观视觉敏感度进行了研究。结果表明：在武汉市九峰城市森林保护区中，高生态敏感区面积占总面积的4.6％，主要包括荒山、废弃采石场和少量灌木林地，应尽快进行生态恢复。中生态敏感区面积占总面积的535％，主要为水域、农田、部分苗圃和建设用地，可重点开展森林植被恢复和景观建设。低生态敏感区面积占总面积的419％，主要是森林覆盖区域、部分苗圃和居民点，应重点加强保护。一级视觉敏感区主要分布在沿道路两侧坡度大于20°的近景带，应以保护和生态恢复措施为主。二级视觉敏感区主要是坡度较小的近景带和山体的中、远景带区域，可视性强，应重点开展景观改造。三级视觉敏感区主要是中、远景带中的平坦地带，包括农田、苗圃、居民点等半自然景观和人文景观，可在不影响整体风貌和视觉环境的前提下进行景观建设。四级视觉敏感区为不可见区域或低可见区域，坡度大，可及性差，不宜规划建设项目。     

长江三角洲地区土壤无机碳库研究

土壤碳库变化对于全球温室效应、全球碳循环有重大的影响。研究基于最新完成的1〖DK〗∶250 000多目标地球化学调查及相关研究成果,运用地理信息系统软件ARCGIS 92、统计分析软件SPSS130,对长江三角洲地区0~20、0~100、0~180 cm深度土壤无机碳密度及储量做出实测统计。长江三角洲地区0~20、0~100、0~180 cm深度土壤无机碳库储量分别为5099、35647、67726Tg,无机碳密度分别为070、490、930 kg/m2。研究区主要分布土壤为水稻土、潮土,水稻土0~20、0~100、0~180 cm深度土壤无机碳密度分别为057、385、886 kg/m2;潮土无机碳密度分别为117、854 、1537 kg/m2。研究提供最新的土壤无机碳库实测统计信息,弥补中国区域土壤无机碳库清单的空白,完善了中国区域土壤碳库清单,为研究中国区域土壤碳固定潜力、深入全面理解区域碳循环提供了基准数据.     

湖北省经济发展与耕地资源变化的关系

近20年来,湖北省在经济快速发展的同时,伴随着耕地面积的快速减少,这对我国粮食安全战略产生了一定隐患。选择GDP、全社会固定资产投资总额、城市化水平与耕地面积作为主要分析指标,应用对比分析与最小二乘法分析了1990~2007年湖北省经济发展与耕地面积变化的关系,其能够解释耕地资源占有量的9298%的变化。研究结果表明：湖北省近20年的经济发展与耕地面积变化呈负相关关系,经济增长是耕地面积减少的主要原因,但随着经济发展水平上升和土地集约利用水平提高,单位经济增长付出的土地代价会逐渐下降;同时经济发达地区比经济欠发达地区耕地流失严重,平原地区比丘陵地区耕地减少量大。研究结果可以为湖北省在今后经济发展过程中,如何合理利用土地和保护有限的耕地资源提供一定的科学依据,为其他省份进一步研究经济发展中的耕地变化提供借鉴。     

基于RS/GIS的武汉市九峰城市森林保护区景观结构特征及规划对策

大型的城市森林绿地是城市生态框架的重要组成部分,其景观结构的优化有助于城市生态系统结构与功能稳定。九峰城市森林保护区是武汉近郊最大的森林绿地。应用快鸟遥感影像并结合实地调查,在RS和GIS的支持下对九峰城市森林保护区的景观结构进行了分析,并探讨了森林景观的规划对策。结果表明：九峰城市森林保护区景观分为林地、农耕地、苗圃地、水域、建设用地、墓地、荒地、草地和裸岩9个景观类型,263个斑块,其中林地最多,占总面积的36.56%,占斑块总数的8.75%,为景观基质,但对景观过程的控制作用不强。建设用地和农耕地斑块形状最为复杂,易造成人类活动干扰的扩散。林地成片分布,破碎化程度较低,连通性较高,有利于其资源保护。九峰城市森林保护区表现出整体结构简单,局部结构复杂的特征。针对这些景观结构特征,提出了大幅提高林地比例,压缩建设用地和其他人类活动明显的景观类型面积,构建聚集间有离析的空间优化格局,加强荒地和裸岩的植被恢复,设置“踏脚石”斑块和建立保护性廊道的景观优化对策,以期为九峰城市森林保护区的规划与管理提供依据。