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《国土资源遥感》2020,(1)
研究内蒙古退化草地的蒸散变化,有利于了解该地区退化草地生态系统水循环,并对该地区草地的水资源合理利用提供重要依据。本研究以内蒙古多伦县为研究对象,利用2001—2017年间生长茂盛期的MODIS数据反演了近17 a该区域植被覆盖度及其日蒸散量的空间分布和变化规律,分析了土地利用和草地退化对蒸散量的影响。结果表明:①不同土地利用类型的植被覆盖度从大到小的顺序为:林地农田居民建设用地草地未利用地水域,不同土地利用类型的日蒸散量从大到小的顺序为:水域林地农田居民建设用地草地未利用地;②2001—2017年间多伦县草地类型以第Ⅲ和Ⅳ等级的草地为主,低等级草地面积有下降的趋势,而优质草地面积有上升的趋势,说明该地区对草原的保护性措施有一定的成效;③2001—2017年间,各等级草地日蒸散量总体无明显变化趋势。除个别年份外,植被覆盖度与日蒸散量呈现一致的年际波动;④综合植被覆盖度与日蒸散量的时空分布格局,分析得出植被覆盖与日蒸散量具有一定的正相关性。 相似文献
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基于MODIS产品影像及陆面能量平衡系统(SEBS)的河北平原区域蒸散估算 总被引：5，自引：0，他引：5
地表蒸散是区域水文循环的重要组成部分之一,传统的地表蒸散估算一般基于点上的气象观测数据,当用于区域地表蒸散评价时,具有一定的局限性.随着遥感技术的发展,利用遥感影像能够对大区域进行观测的优势进行区域地表蒸散估算已成为可能.地表能量平衡系统(SEBS)是根据地表能量平衡估算地表蒸散量的一种方法,该方法由于提出了地表能量传输过程中关键制约因素热传导粗糙度的估算模型而在遥感蒸散计算方面具有较高的精度.本文在SEBS模型的基础上,以河北平原为例,采取中分辨率成像光谱辐射仪(MODIS)产品影像,根据研究区下垫面的实际情况进行了参数估算,进行了区域实际蒸发蒸腾量计算及模型精确度评价,并在SEBS模型的基础上,提出了新的"标准化温度差-反照率"特征空间分析方法,对研究区内地表土壤水分现状进行了评价;最后,对河北平原地表蒸散时空分布进行了分析.计算结果表明,在所选取的晴空乌云条件下,根据SEBS模型计算所得的地表蒸散与研究区内利用大型承重式蒸渗仪所测量的地表实际蒸散量具有很好的一致性,说明SEBS模型在遥感蒸散计算方面据有较高的可信度.然而,由于地表蒸散的遥感估算是以所获取的遥感影像单元为基础,计算误差不可避免,尤其是使用低分辨率遥感影像的时候,每个影像单元所反映的地表蒸散为单元内各种地表覆盖的综合反映,当与只反映一种地表覆盖蒸散的大型承重式蒸渗仪测量结果进行比较时,误差是显而易见的,因此,若着重考虑模型精度验证,尚需在以后的研究中考虑使用高分辨率的遥感影像.地表土壤水分或湿度状况是地表能量交换及蒸散发生的主要控制因素.利用地表温度与植被指数的关系对区域地表湿度状况进行监测在实践中被广泛利用,然而,由于不用地区地表属性的千差万别,当利用这种方法进行区域地表湿度评价时,"地表温度-植被指数"特征空间的边界很难确定.本文在SEBS模型的基础上,提出新的"标准化温度差-反照率"特征空间分析方法,对研究区内地表土壤水分现状进行评价,结果显示,由于在SEBS模型中考虑了干限和湿限两种极端情况下的能量平衡,"标准化温度差.反照率"特征空间的边界问题很容易被确定,利用修正的特征空间,可以对区域土壤水分或湿度状况进行客观的评价.下垫面的几何特征参数的精确反演是进行地表能量平衡模拟的基础,目前多根据有关经验公式利用遥感影像进行下垫面几何特征参数估算,由于已有的经验公式多基于不同研究区域获得,当应用到新的研究区时,其具体参数需要进一步调整,以获得对下垫面的几何特征的精确描述.由于缺乏相关实测资料,本研究中利用经验公式进行下垫面几何特征参数,误差不可避免,需要在以后的研究中进行深入探索.另外,地表蒸散的计算只是进行区域水资源评价、农业节水措施评价以及全球变化等研究的一个中间环节,需要在以后的研究中根据具体研究目的进行进一步研究. 相似文献
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本文以陇中黄土高原的祖厉河流域为研究区,基于Landsat系列遥感影像,利用主成分变换方法,与地面温度和植被指数相结合,进行土地利用/土地覆盖提取研究,在此基础上,探讨祖厉河流域土地利用/土地覆盖变化(LUCC)及其驱动因素。利用基于TM影像的SEBAL(Surface Energy Balance Algorithm for Land)模型,从祖厉河流域三期影像提取了区域蒸散发通量。首先进行了NDVI、比辐射率和地面温度等地表参数的计算,然后反演了地表的净辐射、土壤热通量和感热通量,根据能量守恒最终获得日蒸散发量。结合气象观测数据反演作物系数,最后计算月蒸散发量。对同期的土地利用/土地覆盖数据和陆面蒸散发量进行对比分析,探讨了土地利用类型的变化对流域内能量和水分时空分异的影响。 相似文献
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选取苏州作为研究区,分别利用1986年和2004年2个时相的Landsat5 TM影像数据对研究区土地利用/覆盖类型进行分类,并采用热红外波段进行地表温度反演,在此基础上分析了下垫面类型与热岛效应的时空变化,深入研究了下垫面类型改变对热岛效应的影响。结果表明,近20a苏州市城区大范围扩张,土地利用变化剧烈,整体表现为水体、植被向不透水下垫面的高强度转化;城市热岛范围由老城区向四周成倍扩大,热岛强度由3.12°增至4.76°,热岛效应变化与土地利用时空变化之间具有明显的对应关系。 相似文献
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《国土资源遥感》2020,(2)
地表蒸散的准确估算对于研究区域尺度上因气候或土地利用变化引起的水量-能量变化有着重要的意义。本研究集成MODIS数据,利用陆面能量平衡模型(surface energy balance algorithm for land,SEBAL),对江苏、浙江和上海市地区(以下简称江浙沪)地区2002—2015年间生长季的蒸散进行了估算,并使用蒸渗仪地表观测数据对模型进行了验证。在总结蒸散时间扩展方法的基础上,对区域蒸散进行了月、季节尺度的扩展,计算得到区域月、季节尺度的蒸散量。并选取特征年2004年与2013年来分析日尺度与生长季尺度的空间蒸散特征。研究表明,SEBAL模型较适用于江浙沪地区的蒸散估算,该地区的年生长季蒸散范围跨度较大,在空间上呈现南高北低的特征,2004年区域生长季蒸散平均值为930 mm; 2013年为758 mm,低于2004年的蒸散值。对特定地物提取的生长季日平均蒸散进行统计发现,江浙沪地区的自然地物蒸散要高于人造地物,而在自然地物中,水体林地滩涂滩地草地未利用地。而对于人造地物,城镇的蒸散值很低,而水田、旱地以及农村居民点的蒸散值较高。 相似文献
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基于遥感的长沙市城市热岛与土地利用/覆盖变化研究 总被引：9，自引：0，他引：9
基于多时相Landsat TM/ETM+影像,首先计算长沙市地表亮度温度,然后利用NDVI(归一化植被指数)、MNDWI(改进
的归一化水体指数)、NDBI(归一化建筑指数)和NDBaI(归一化裸土指数)4个指数,采用决策树分类方法对长沙市影像进行
土地利用/覆盖分类。在此基础上,对长沙市城市热岛的空间分布特征、时空演变特征以及城市热岛与土地利用/覆盖变化和各种影
响因子之间的关系进行研究。结果表明,随着长沙市城区范围的不断扩张,城市热岛范围也不断增大; 土地利用/覆盖类型的变化
会改变地表温度的空间分布,城市用地和裸地是城市热岛强度的主要贡献因素,水体和林地具有较好的降温作用。地表温度与4种
归一化指数的回归分析表明,它们之间存在明显的相关性,不同土地利用/覆盖类型的地表温度存在较大差异。 相似文献
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提出了一种基于像斑的土地利用变化检测的方法。通过指数特征提取出影像中的植被和水体像斑,对植被和水体像斑优先进行变化检测,再对剩余像斑利用差值法进行变化分析。采用支持向量机（SVM,SupportVectorMachine）算法来解决植被和非植被、水体和非水体、变化与未变化等二类划分问题。在QuickBird影像上的实验表明,本文方法可以有效地降低由于季节不同所产生的虚检率,提高土地利用变化检测的总体精度。 相似文献
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Yunjun Yao Shunlin Liang Qiming Qin Kaicun Wang Shaohua Zhao 《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》2011
The latent heat of evapotranspiration (ET) plays an important role in the assessment of drought severity as one sensitive indicator of land drought status. A simple and accurate method of estimating global ET for the monitoring of global land surface droughts from remote sensing data is essential. The objective of this research is to develop a hybrid ET model by introducing empirical coefficients based on a simple linear two-source land ET model, and to then use this model to calculate the Evaporative Drought Index (EDI) based on the actual estimated ET and the potential ET in order to characterize global surface drought conditions. This is done using the Global Energy and Water Cycle Experiment (GEWEX) Surface Radiation Budget (SRB) products, AVHRR-NDVI products from the Global Inventory Modeling and Mapping Studies (GIMMS) group, and National Centers for Environmental Prediction Reanalysis-2 (NCEP-2) datasets. We randomly divided 22 flux towers into two groups and performed a series of cross-validations using ground measurements collected from the corresponding flux towers. The validation results from the second group of flux towers using the data from the first group for calibration show that the daily bias varies from −6.72 W/m2 to 12.95 W/m2 and the average monthly bias is −1.73 W/m2. Similarly, the validation results of the first group of flux towers using data from second group for calibration show that the daily bias varies from −12.91 W/m2 to 10.26 W/m2 and the average monthly bias is −3.59 W/m2. To evaluate the reliability of the hybrid ET model on a global scale, we compared the estimated ET from the GEWEX, AVHRR-GIMMS-NDVI, and NECP-2 datasets with the latent heat flux from the Global Soil Wetness Project-2 (GSWP-2) datasets. We found both of them to be in good agreement, which further supports the validity of our model's global ET estimation. Significantly, the patterns of monthly EDI anomalies have a good spatial and temporal correlation with the Palmer Drought Severity Index (PDSI) anomalies from January 1984 to December 2002, which indicates that the method can be used to accurately monitor long-term global land surface drought. 相似文献
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蒸散发是水圈、大气圈和生物圈中水分循环和能量交换的纽带。在全球尺度上,蒸散发约占陆地降水总量的60%;作为其能量表达形式,潜热通量约占地表净辐射的80%。随着通量观测技术的发展,全球长期持续的观测数据得以获取和共享,近年来基于数据驱动的蒸散发遥感反演方法取得了较好的研究进展。本文针对数据驱动的蒸散发遥感反演方法和产品,从经验回归、机器学习和数据融合3个方面展开,对现有的研究进展进行了梳理、归纳和总结,并从驱动数据、反演方法、已有产品等方面指出目前仍存在的问题和不足。未来仍需开展数据驱动的高时空分辨率的蒸散发遥感反演方法的研究,有效考虑地表温度和土壤水分等可以指示地表蒸散发短期变化的重要信息,同时加强基于过程驱动的物理模型与数据驱动的模型的结合,使两类模型能互为补充、各自发挥所长,共同推动蒸散发遥感反演研究水平的进步。 相似文献
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利用2005年SPOT-5高分辨率卫星影像,运用RS、GIS、GPS等新的技术手段,分析、提取了石屏县土地利用变化信息。结果显示,石屏县新的土地控制面积为3 041.37km2,与2004年变更调查统相比较,现有辖区面积增加0.53km2。土地利用类型以农业用地为主,面积达25.40 536×104hm2,占总土地面积的83.53%。通过以高分辨率卫星影像进行更新调查,有效掌握石屏县土地利用状况和动态变化,查清土地利用结构,调整土地供应,有效利用土地资源提供了翔实的基础资料和科学依据。 相似文献
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In this study, we explored the spatial and temporal patterns of land cover and land use (LCLU) and population change dynamics in the St. Louis Metropolitan Statistical Area. The goal of this paper was to quantify the drivers of LCLU using long-term Landsat data from 1972 to 2010. First, we produced LCLU maps by using Landsat images from 1972, 1982, 1990, 2000, and 2010. Next, tract level population data of 1970, 1980, 1990, 2000, and 2010 were converted to 1-km square grid cells. Then, the LCLU maps were integrated with basic grid cell data to represent the proportion of each land cover category within a grid cell area. Finally, the proportional land cover maps and population census data were combined to investigate the relationship between land cover and population change based on grid cells using Pearson's correlation coefficient, ordinary least square (OLS), and local level geographically weighted regression (GWR). Land cover changes in terms of the percentage of area affected and rates of change were compared with population census data with a focus on the analysis of the spatial-temporal dynamics of urban growth patterns. The correlation coefficients of land cover categories and population changes were calculated for two decadal intervals between 1970 and 2010. Our results showed a causal relationship between LCLU changes and population dynamics over the last 40 years. Urban sprawl was positively correlated with population change. However, the relationship was not linear over space and time. Spatial heterogeneity and variations in the relationship demonstrate that urban sprawl was positively correlated with population changes in suburban area and negatively correlated in urban core and inner suburban area of the St. Louis Metropolitan Statistical Area. These results suggest that the imagery reflects processes of urban growth, inner-city decline, population migration, and social spatial inequality. The implications provide guidance for sustainable urban planning and development. We also demonstrate that grid cells allow robust synthesis of remote sensing and socioeconomic data to advance our knowledge of urban growth dynamics from both spatial and temporal scales and its association with population change. 相似文献
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边界处理是指借助地理信息系统软件，将生态保护红线从栅格形式的生态评估结果落实到具有明确边界的地块上，也称为红线的“落图”过程，是生态保护红线划定的重要流程，也是红线精准落地和有效管控的必要条件。本文以沁河源区为例，利用地理信息系统软件，基于地表覆盖、土地利用两种数据分别对生态功能极重要区红线进行落图。结果表明：两种数据均适用于红线边界处理，并且联合应用时处理结果更佳；沁河源区生态功能极重要区栅格面积为877.87 km2，联合应用两种数据处理后的红线矢量面积为877.73 km2，占研究区总面积的64.51%；研究结果可为生态功能重要区域生态保护红线边界的优化、调整提供参考。 相似文献
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A model for integrated spatial land use characteristics linking to surface nutrient concentration 总被引：1，自引：0，他引：1
Erqi Xu 《International Journal of Digital Earth》2018,11(10):1064-1084
Quantifying land use heterogeneity helps better understand how it influences biophysical systems. Land use area proportions have been used conventionally to predict water quality variables. Lacking an insight into the combined effect of various spatial characteristics could lead to the statistical bias and confused understanding in previous studies. In this study, using spatial techniques and mathematical models, a diagnostic model was developed and applied for quantifying and incorporating three spatial components, namely, slope, distance to sampling spots, and arrangement. The upper catchment of Miyun Reservoir was studied as the test area. Total nitrogen, total phosphorus, and chemical oxygen demand of water samples from field measurements were used to characterize the surface water quality in 52 sub-watersheds. Using parameter calibrations and determinations, combined spatial characteristics were explored and detected. Adjusted land use proportions were calculated by spatial weights of discriminating the relative contribution of each location to water quality and used to build the integrated models. Compared with traditional methods only using area proportions, our model increased the explanatory power of land use and quantified the effects of spatial information on water quality. This can guide the optimization of land use configuration to control water eutrophication. 相似文献
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为探究地表覆盖与气候状态间的关联性,本文选取2019年的Landsat影像数据,结合温度、降水量、PM2.5浓度3种气候指标,利用GEE平台,结合NDVI、MNDWI、NDBI,采用SVM、RF、CART方法进行地表覆盖分类,探究气候指标与地表覆盖类型分布的关联性;提出了使用3种气候指标构建分类特征进行地表覆盖分类的方法,并通过消融试验分析了气候指标对地表覆盖分类精度的影响。结果表明:①RF有较好的分类结果,总体精度为96.0%;②3种气候指标均能提高地表覆盖分类精度,其中PM2.5浓度效果最好;③温度与植被、水体关联性较大,PM2.5浓度与城区、植被关联性较大,降水量与耕地关联性较大。 相似文献
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青藏高原那曲地区MODIS 地表温度估算 总被引：3，自引：0，他引：3
地表温度是区域和全球尺度陆面过程研究中的一个关键参数,利用遥感卫星资料反演得到的地表温度数据在气象、水文和生态领域研究中有重要作用.本文基于改进后的针对MODIS 数据的分裂窗口算法,对MODIS L1B 卫星数据进行实用而简便的云检测处理,并根据青藏高原陆地、水体和冰雪等常见下垫面状况的遥感影像分类结果,反演得到了2007-01-03 、04-18 、06-12 和10-02 四日的无云下垫面地表温度.最后,将Sobrino 结果在青藏高原那曲地区与MODIS 日地表温度产品及CAMP/Tibet 观测站地表温度数据进行了对比验证分析.结果表明,该方法得到的地表温度结果与MODIS 数据产品具有较好的一致性,并且地表温度结果与地面观测数据(去除可疑点后)的平均误差仅为1.435 K . 相似文献
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《International Journal of Digital Earth》2013,6(2):89-108
Abstract A methodology is presented for estimating percent coverage of impervious surface (IS) and forest cover (FC) within Landsat thematic mapper (TM) pixels of urban areas. High-resolution multi-spectral images from Quickbird (QB) play a key role in the sub-pixel mapping process by providing information on the spatial distributions of ISs and FCs at 2.4 m ground sampling intervals. Thematic classifications, also derived from the Landsat imagery, have then been employed to define relationships between 30 m Landsat-derived greenness values and percent IS and FC. By also utilizing land cover/land use classification derived from Landsat and defining unique relationships for urban sub-classes (i.e. residential, commercial/industrial, open land), confusion between impervious and fallow agricultural lands has been overcome. Test results are presented for Ottawa-Gatineau, an urban area that encompasses many aspects typical of the North American urban landscape. Multiple QB scenes have been acquired for this urban centre, thereby allowing us to undertake an in-depth study of the error budgets associated with the fractional inference process. 相似文献
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下龙湾西岸是越南北部沿海的养殖大区，随着水产养殖用地规模的逐渐扩大，周边三生用地（生产用地、生活用地、生态用地）空间格局受到影响。本文以下龙湾西岸的5个沿海地区为研究区，利用1990、2000、2010、2015年4期无云Landsat TM/OLI遥感数据，采用分类回归树方法，对1990—2015年的土地利用变化进行监测。通过土地利用净变化量、土地利用动态度模型、相关性分析等方法，定量分析养殖塘时空格局演变特征及对三生用地的影响。结果表明：①25年间，养殖塘面积呈“单峰”式先增后减变化，净增加66.65 km2，2000年面积为156.65 km2，较1990年面积增长113%，2015年较2000年面积减少11%。总体呈现数量上“北增南减”、速率上“东快西慢”的面积变化特征。②养殖塘转入面积中，生产用地对养殖塘转移面积占31%，生活用地占4%，生态用地占65%。空间格局整体以白藤江及陆地中轴为界线，呈南北分区、东西分界的转入转出规律。③养殖塘占用生活用地7.24 km2，二者呈正相关关系，R2为0.46；养殖塘分别占用生产用地和生态用地55.14、115.14 km2，并与两者成负相关关系，R2分别为-0.96和-0.81。由此可知，利用遥感技术监测养殖塘时空变迁对土地资源的规划配置与可持续发展具有重意义。 相似文献