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稀疏植被净初级生产力时空变化及气象因素关系分析 总被引：1，自引：0，他引：1
本文探讨了2001-2018年古尔班通古特沙漠植被NPP时空格局,基于改进的CASA模型,采用空间分析、相关性分析及地理探测器模型等方法,揭示了研究区NPP气候驱动因子及其影响。结果表明:①古尔班通古特沙漠近18年植被NPP变化总体呈现波动增加趋势,增速为0.56 gC· a-1,NPP均值为46.90 gC· m-2· a-1;②2001-2018年,年均NPP整体呈西低东高、北低南高的空间分布格局,但从动态上而言,基本呈现沙漠腹地较稳定、四周较活跃的格局;③古尔班通古特沙漠植被NPP主要受降水因子的影响,与降水、气温因子均呈正相关关系,从各因子驱动力分析而言,降水因子(0.614 4)为限制荒漠植被生长的主导因素。 相似文献
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植被净初级生产力NPP(Net Primary Production)遥感估算与分析,有赖于高时空分辨率的遥感数据,但目前中高分辨率的遥感数据受卫星回访周期及天气的影响,在中国南方地区难以获取连续时间序列的数据,从而影响了高精度的区域植被净初级生产力的遥感估算。为此,提出一种基于多源遥感数据时空融合技术与CASA模型估算高时空分辨率NPP的方法。首先,利用多源遥感数据,即Landsat8 OLI数据与MODIS13Q1数据,采用遥感数据时空融合方法,获得了时间序列的Landsat8 OLI融合数据;然后,基于Landsat8 OLI时空融合数据,并采用CASA模型,以长株潭城市群核心区为例,进行区域植被NPP的遥感估算。研究结果表明,基于时间序列Landsat融合数据估算的30m分辨率的NPP具有良好的空间细节信息,且估算值与实测值的相关系数达0.825,与实测NPP数据保持了较好的一致性。 相似文献
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城市建成区是人类活动的物理空间,是监测城市化进程的重要指标,而夜间灯光影像是一种有效的城市建成区制图数据源。作为全球首颗专业夜间灯光遥感卫星,珞珈一号(LJ1)比可见光红外成像辐射仪NPP/VIIRS(NPP)的空间分辨率更高。目前关于珞珈一号城市建成区提取的研究尺度有限,缺乏系统性的大尺度评估。本文以NPP的表现为基准,首次评估珞珈一号在中国不同气候带及发展规模的城市建成区提取能力,并讨论集成LJ1和NPP两类夜灯数据的潜力。结果显示：一方面,LJ1百米制图结果的查全率一般都低于灯光溢出更明显的NPP;另一方面,得益于LJ1更高的空间分辨率和细节捕捉能力,除小城市外,LJ1提取结果的查准率均高于NPP。从F1值来看,LJ1只在超大/大城市可取得优于NPP的表现。当制图分辨率为500 m时,LJ1的F1值基本都低于NPP。两个分辨率的城市建成区制图结果均表明珞珈一号和NPP/VIIRS的联合利用优于单一夜灯影像。 相似文献
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社会感知数据的多样性,为人口估算方法的研究引入了新数据和视角。本文利用腾讯位置大数据进行多尺度人口空间化估算研究,以建设用地和住宅小区体积数据作为相关因子,将5 km格网精细化到1 km及住宅小区级尺度,通过广西壮族自治区、桂林市、临桂区3个不同尺度分析腾讯位置大数据与人口统计数据的相关关系,利用多项式回归模型分析得到3种尺度的人口空间化模型,并对模型的正确性进行验证。结果表明,省级尺度的人口估算模型验证精度R2达0.984 5,市级尺度的模型验证精度R2达0.977 0;小区精细尺度的模型验证精度R2达0.979 9,估算结果可信度高。 相似文献
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针对现有植被净初级生产力研究对城市圈、城市带尺度缺乏关注的问题,基于MODIS遥感数据、地面气象资料等,利用改进的CASA模型,结合回归分析、相关分析等方法探究了2000—2013年皖江城市带植被NPP的时空变化及其对气候因子的响应,为区域生态环境质量评价提供参考。结果表明:近14年来,皖江城市带植被NPP总体呈增加趋势;不同土地利用类型NPP差异显著,林地草地耕地建设用地未利用土地水体;年NPP均值呈现由南部向西北部减少的空间分布特征;植被NPP年际变化率较小,介于±10gC·m-2·a-1范围内;温度是影响研究区植被NPP时空变化的主要气候因子。 相似文献
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《地理空间信息》2020,(3)
净初级生产力(NPP)是生态系统中其他生物成员生存和繁衍的物质基础,在全球环境变化中占有重要地位。以Landsat 7 ETM+为遥感数据源,利用遥感CASA模型,结合2013年4月连云港气象数据,以遥感和GIS技术为研究手段,对连云港海州湾生态系统NPP进行了估算。结果表明,海州湾生态系统NPP分布在0～488.81 g C/m~2之间;大部分区域NPP为100～300 g C/m~2;NPP为300～400 g C/m~2的区域分布在海州湾中部的花果山、云台山和连岛等区域。从生态系统类型来看,耕地NPP最高,其次为林地,陆地水域、海域以及沿海的浅滩、养殖区、盐田等区域的NPP相对较低。研究海州湾生态系统NPP空间分布特征可为海州湾农业生产、自然资源管理以及区域生态环境质量评价、资源合理开发等提供参考依据。 相似文献
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利用高分一号卫星数据建立小尺度CASA－NPP估算模型,反演及监测草原露天煤矿区草地NPP空间分布格局,以及煤矿区内部复垦植被的NPP与表层土壤之间的关系。利用归一化植被指数、归一化水体指数等获取CASA模型有效光辐射参数、水分胁迫系数等,从而简化并改进小尺度CASA模型,遥感反演数据与实测样点数据拟合度达到0．94。结果表明,该模型能够高精度地完成小区域NPP估测。从利用CASA模型反演得到的NPP空间格局可以看出,这一地区的植被退化以采矿、放牧等人类活动为主导,原地貌区域围栏的典型草甸草原NPP在300～400 gC／m2· yr 之间,高于放牧区域 NPP,矿区内 NPP 空间变化显著,矿区内部 NPP 低于100 gC／m2· yr,明显低于周边原地貌地区。对于矿区复垦排土场区域,复垦年限和表土的养分是决定植被生长和NPP的主要因素。研究得出国产高分卫星数据可以高精度地完成小尺度NPP的估测,从而为其在草原地区以及矿山环境中监测提供了研究基础。 相似文献
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光能利用率表征植被通过光合作用将所截获/吸收的能量转化为有机碳的效率,是遥感估算植被生产力的关键参数。由于植被分布和气候环境的综合影响,光能利用率表现出显著的空间异质性和时间动态性,光能利用率的不确定性成为后续生产力模型估算精度不高的重要原因。本文以Fluxnet全球通量站点数据和MODIS LAI/fPAR产品为数据源,比较了5种遥感植被生产力模型中的光能利用率估算方法,并在此基础上考虑光照散射条件对光能利用率的影响,结合晴空指数,利用逐步线性回归方法和参数优化方法建立不同植被类型的光能利用率估算模型。验证结果表明,考虑晴空指数可提高光能利用率估算精度,两种方法估算得到的光能利用率值RMSE均低于0.5 gC·MJ-1,逐步线性回归法尽管机理欠缺,但由于选择因子较多,光能利用率估算精度较高（R2=0.461,RMSE=0.403 gC·MJ-1）;广泛应用的参数化方法由于考虑的因子较少、模型形式较固定,光能利用率估算精度稍低（R2=0.306,RMSE=0.489 gC·MJ-1）。本文所建立的光能利用率估算模型可应用于区域或全球植被光能利用率及生产力的估算。 相似文献
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净初级生产力遥感估算模型空间尺度转换 总被引：2，自引：1，他引：2
采用基于混合像元的结构分析方法和支持向量机(SVM)算法,建立了高分辨率遥感数据(TM)向低分辨率遥感数据(MODIS)的尺度转换模型,实现了由高分辨率遥感数据获得的NPP向低分辨率遥感数据获得的NPP的空间尺度转换。对低分辨率遥感数据(MODIS)估算的NPP结果进行了尺度效应校正。结果表明:SVM回归模型模拟出的尺度效应校正因子Rj_corrected与1-F中覆盖度草地之间的相关性较高,R2达到0.81。尺度效应校正前的NPPMODIS与NPPTM的相关性较低,R2仅为0.69,RMSE为3.47;尺度效应校正后的NPPMODIS_corrected与NPPTM的相关性较高,R2达到0.84,RMSE为1.87。因此,经过尺度效应校正后的NPP无论是在相关性还是在误差方面有了很大程度的提高。 相似文献
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2009年武汉市植被净初级生产力估算 总被引：1，自引：0，他引：1
利用CASA模型,结合实测的光合有效辐射（PAR）数据、MODIS归一化植被指数（NDVI）和Land Cover数据、气象数据等资料,估算了2009年武汉市的植被净初级生产力（NPP）。结果显示,武汉市的植被平均单位面积年NPP产量达到464.19gC·m^-2·a^-1。6、7、8三个月NPP积累值最高,占全年的56.8%;12、1、2三个月NPP值最低,仅占5.6%。黄陂区由于林地较广,NPP值较大,在1 000gC·m^-2·a^-1以上;而城市周边由于植被覆盖面积较小,NPP值较低,在400gC·m^-2·a^-1以下。 相似文献
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以福建省为研究区,以中等分辨率MODIS NDVI遥感数据、气象数据及其他辅助数据为数据源,基于植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)光能利用率估算模型——CASA,定量研究了该区域历史序列(2001—2012年)NPP时空变化格局,探索其主要影响因素。结果表明:2001—2012年该区域NPP总体呈现下降趋势,2003年和2005年为历年变化下降率最大的两年;该区域NPP时空分布特征明显,在空间上表现为由南向北递减的空间分布格局,且沿海经济发达区域NPP普遍较低;时间上表现为春秋两季具有相同的空间分布,夏季具有最高的NPP,占全年NPP的56%,冬季平均NPP在120gC·m~(-2)·a~(-1)以下;降水和温度与NPP的线性相关性较小,且线性相关性随空间位置的不同而有所差异;福建省NPP对气候因子的响应随空间位置的变化而变化,在不同的区域,其主要的胁迫因子不同,NPP总体受到辐射量的驱动因素要比其他胁迫因子强。 相似文献
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Christopher Potter Steven Klooster Robert Crabtree Shengli Huang Peggy Gross Vanessa Genovese 《Carbon balance and management》2011,6(1):1-16
Background
A simulation model based on remote sensing data for spatial vegetation properties has been used to estimate ecosystem carbon fluxes across Yellowstone National Park (YNP). The CASA (Carnegie Ames Stanford Approach) model was applied at a regional scale to estimate seasonal and annual carbon fluxes as net primary production (NPP) and soil respiration components. Predicted net ecosystem production (NEP) flux of CO2 is estimated from the model for carbon sinks and sources over multi-year periods that varied in climate and (wildfire) disturbance histories. Monthly Enhanced Vegetation Index (EVI) image coverages from the NASA Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) instrument (from 2000 to 2006) were direct inputs to the model. New map products have been added to CASA from airborne remote sensing of coarse woody debris (CWD) in areas burned by wildfires over the past two decades.Results
Model results indicated that relatively cooler and wetter summer growing seasons were the most favorable for annual plant production and net ecosystem carbon gains in representative landscapes of YNP. When summed across vegetation class areas, the predominance of evergreen forest and shrubland (sagebrush) cover was evident, with these two classes together accounting for 88% of the total annual NPP flux of 2.5 Tg C yr-1 (1 Tg = 1012 g) for the entire Yellowstone study area from 2000-2006. Most vegetation classes were estimated as net ecosystem sinks of atmospheric CO2 on annual basis, making the entire study area a moderate net sink of about +0.13 Tg C yr-1. This average sink value for forested lands nonetheless masks the contribution of areas burned during the 1988 wildfires, which were estimated as net sources of CO2 to the atmosphere, totaling to a NEP flux of -0.04 Tg C yr-1 for the entire burned area. Several areas burned in the 1988 wildfires were estimated to be among the lowest in overall yearly NPP, namely the Hellroaring Fire, Mink Fire, and Falls Fire areas.Conclusions
Rates of recovery for burned forest areas to pre-1988 biomass levels were estimated from a unique combination of remote sensing and CASA model predictions. Ecosystem production and carbon fluxes in the Greater Yellowstone Ecosystem (GYE) result from complex interactions between climate, forest age structure, and disturbance-recovery patterns of the landscape. 相似文献14.
基于改进的光能利用率模型,本文利用MODIS数据和同期气象数据估算分析了湖北省2001—2012年间植被净初级生产力(NPP)的时空变化特征并借助多元统计分析方法定量探究自然因素(气温、降水量、太阳辐射)和人为因素(土地覆被/土地利用、粮食播种面积、粮食产量、人口数量)对NPP变化的影响。结果表明:1)湖北省NPP呈波动上升趋势,年际增加趋势为8.19 g/m~2·a;2) NPP空间分布差异明显,呈现西高东低、北高南低、从西向东逐渐递减的态势;3)造林累计面积和太阳辐射变化是影响NPP变化的主要因素。 相似文献
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以地理国情普查数据为基础,结合历史高分辨率遥感影像和规划成果数据,采用地理信息系统(geographic information system,GIS)空间叠置分析和形态指数测度方法,研究2004-2015年江门市主城区的空间形态演变规律。研究结果表明:(1)2004-2015年,江门市主城区的建设用地规模以低速度和低强度的模式平稳增长52.06 km2,增长幅度达到40.91%,总体发展方向为东北向。(2)2004-2015年,江门市主城区的城市发展模式先外扩后内充,城市形态先离散后聚集,城市边界先复杂后简单。(3)地理国情普查成果与多源规划耦合分析的结果不容乐观。虽然部分耦合指数还比较高,均达到70%以上,但是建设用地规划完成率还不到60%,用地指标留存的形势颇为严峻。 相似文献
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城市兴趣点（POI）和夜光遥感影像能够直观反映城市社会经济等实体要素的空间分布特征，在城市空间结构研究中发挥着重要作用。本文首先选取长江中游城市群的典型城市代表——武汉市作为研究区，选用研究区2016年POI和NPP/VIIRS夜光遥感数据作为基础研究数据，采用GIS分析工具对POI数据进行了空间核密度分析；然后分别对POI核密度分析结果和NPP/VIIRS夜光遥感数据进行了空间网格化处理；最后采用双因素制图和栅格叠加分析方法对两类数据的空间耦合关系进行了探讨，并在此基础上进一步分析了城市空间结构特征。研究表明，武汉市POI数据和夜光遥感数据的空间耦合性整体较好，空间耦合相一致区域占比为82.15%；但POI数据和夜光遥感数据的空间耦合性在长江沿岸地区也存在部分差异，如硚口区、汉阳区夜光遥感数据和POI数据多以低—中的空间耦合模式为主，而青山区、武昌区和汉口区则多以中—低的空间耦合模式为主。武汉市作为中原城市群的核心城市之一，其城市内部空间结构与长江经济带发展关联密切，通过对POI和夜光遥感数据的空间耦合关系探讨，能够对武汉市空间实体要素的空间结构特征有更加深入的了解。本文结果可为沿江城市内部空间结构的研究提供一种崭新的视角。 相似文献