基于统计的遥感数据尺度转换研究

基于遥感数据之间的统计相关性,采用涿鹿县2007年5月和9月的遥感数据,构建空间尺度转换模型,实现MODIS NDVI数据向TM NDVI数据的尺度下推,结果表明,本文构建的模型能够用于尺度下推,5月份和9月份尺度下推结果的均方根误差分别为0.083和0.086,取得了良好的结果。     

基于GIS的土壤有机质含量空间插值方法比较研究

本文以ArcInf09.3软件为平台,利用地理信息系统(GIS)中几种常用的空间插值方法(反距离加权法、样条函数法、普通克里格法),对辽宁省昌图县的土壤有机质含量采样数据进行空间插值分析.结果表明,反距离加权法和样条函数法的插值表面都具有不同程度的“牛眼”现象;克里格法的插值表面消除了“牛眼”现象,且光滑、连续,还反应出了土壤有机质含量在不同方向上的变化趋势.     

基于GIS的气象要素插值方法比较研究

本文利用1982年的年均气温资料,分别应用反距离权重法和普通克里格插值法对全国年平均气温进行插值比较研究,并进行了验证。研究结果表明,考虑空间自相关性的普通克里格法的插值精度最高,反距离权重法较低;中国年均气温呈现由南向北逐渐降低的趋势,西部地区年均温低于东部地区。     

江苏省植被覆盖动态变化及影响因素分析

以江苏省为研究区,对该区域1998-2008年以及2000-2010年SPOT遥感影像和13个气象站点观测的气候数据(温度、降水)进行分析,探究NDVI的变化及其与主要气候因子的关系,采用MVC最大值合成法、趋势分析以及相关分析等方法对相应数据分别进行时间、空间尺度的分析。结果表明:(1)近十多年来,江苏省NDVI总体呈缓慢波动上升趋势,变化幅度在±0.04;(2)江苏省大部分地区夏季ND-VI值达到最大,冬季降到最小,全年表现出较强的季节变化特征;(3)苏北地区多年平均NDVI值明显偏高,而苏南地区NDVI值则显著偏低,并且苏北地区NDVI的变化幅度较苏南地区的小;(4)江苏省NDVI值与气温呈正相关性,在春、夏和秋季表现明显,而NDVI与降水具有弱正相关性,仅在秋季显著相关,降水量不超过阈值,对NDVI产生驱动作用。     

杭州市复杂地形下月平均气温分布式模拟

杭州位于中国东南沿海北部,地形复杂多样,本文利用复杂地形下月平均气温分布式模拟的方法对杭州市2010-2014年的月平均气温进行了空间化模拟,生成了100 m×100 m分辨率的月平均气温的空间分布图。模拟结果通过与使用较多的反距离加权法和普通克里格法进行了对比。结果表明:复杂地形下月平均气温分布式模拟在杭州的应用中,模型拟合的平均绝对误差在0. 17℃～0. 35℃之间,平均相对误差在于1%～6%之间,拟合结果略好于反距离加权法和普通克里格法。坡度、坡向和海拔高度对月平均气温的影响较大,复杂地形下月平均气温的空间分布具有明显的局地地域分布特征,模型拟合结果能很好的体现出杭州市月平均气温的空间分布信息。考虑了地形,太阳辐射等因素的杭州市复杂地形下月平均气温分布式模拟的结果包含了各种地形信息,具有更好的适用性。     

基于GF-1的酒泉盆地植被与地下水埋深关系研究

地下水位埋深情况对我国西北干旱半干旱区的植被生长具有重要影响,高分系列卫星的发射使从宏观尺度上更加准确地分析植被与地下水位变化的关系成为可能。本文利用2013年8月的高分一号(GF-1)影像数据计算归一化植被指数(NDVI),利用地下水位观测资料及水文地质资料建立地下水模型,从宏观尺度分析了酒泉东盆地的植被与地下水位间的关系。研究表明:酒泉东盆地地下水浅埋区适宜植被生长的地下水位埋深范围为2.0～5.6 m之间;NDVI值随坡度增加而逐渐减小,不同坡向上整体的NDVI均值差异不大,但不同区间的NDVI值在各坡向的分布上有所差异;使用GF-1影像可显著提高NDVI分析的精度。     

黄河三角洲土壤含盐量空间预测方法研究

土壤盐分对农业发展和土地生产力有很大影响,土壤盐碱化会降低耕地质量并造成土地退化,及时了解区域内土壤盐分含量及空间分布很有必要。地理加权回归是一种局部回归预测方法,其利用主变量与环境要素的相关关系,根据空间位置和距离特点,实现主变量的空间扩展。本研究目的即是探索地理加权回归在土壤盐分空间插值中的可用性,并与多元线性回归和协同克里格作对比来检验其精度。地理加权回归模型构建所选择的环境变量包括NDVI,高程和距河流距离。研究结果显示,地理加权回归在土壤盐分空间扩展中效果较好,精度优于其他两种方法（均方根误差为0.305,相关系数为0.649,决定系数为0.421）,该方法降低了协同克里格插值的平滑效应,又比多元线性回归结果具有更多的空间细节展示,故本研究认为地理加权回归是一种较好的土壤盐分插值方法。     

基于DTW距离的时序相似性方法提取水稻遥感信息——以泰国为例

热带季风区多云多雨的天气条件一直是多光谱遥感探测地表信息的难点之一。本文针对东南亚地区多雨多云的复杂天气条件以及水稻种植灵活的特点,利用MODIS时间序列数据,提出一种基于动态时间弯曲(DTW)距离的相似性判别的土地覆盖分类方法,对泰国东北部地区单、双季稻种植面积进行了遥感提取研究。针对研究区雨季遥感影像像元受到云覆盖影响严重,使用替换法去云,结合S-G滤波方法对计算得到的MODIS09A1数据的NDVI时序数据去噪,再采用DTW距离相似性方法逐像元比较与标准NDVI时间序列的时序相似性,将不同类型所得NDVI相似性值作为模糊分类隶属度参考值对泰国东北部地区单季稻、双季稻进行分类提取面积。最后结合野外采样数据、Google Earth高清遥感影像进行精度验证。结果表明,该方法能够用于针对东南亚多雨多云区水稻种植面积大范围监测。     

基于DTW距离的时序相似性方法提取水稻遥感信息——以泰国为例简

热带季风区多云多雨的天气条件一直是多光谱遥感探测地表信息的难点之一。本文针对东南亚地区多雨多云的复杂天气条件以及水稻种植灵活的特点,利用MODIS时间序列数据,提出一种基于动态时间弯曲（DTW）距离的相似性判别的土地覆盖分类方法,对泰国东北部地区单、双季稻种植面积进行了遥感提取研究。针对研究区雨季遥感影像像元受到云覆盖影响严重,使用替换法去云,结合S-G滤波方法对计算得到的MODIS09A1数据的NDVI时序数据去噪,再采用DTW距离相似性方法逐像元比较与标准NDVI时间序列的时序相似性,将不同类型所得NDVI相似性值作为模糊分类隶属度参考值对泰国东北部地区单季稻、双季稻进行分类提取面积。最后结合野外采样数据、Google Earth高清遥感影像进行精度验证。结果表明,该方法能够用于针对东南亚多雨多云区水稻种植面积大范围监测。     

基于GF-1 WFV数据的甘蔗种植面积监测

基于高分一号卫星(GF-1)的宽幅相机(WFV)数据,以广西扶绥县为例,引入坡度、耕地基础地理数据库。根据遥感影像的光谱特征,采用非监督分类、监督分类及NDVI剔除法相结合的方法,准确提取出该县甘蔗种植面积。经精度验证,GF-1WFV数据对扶绥县种植面积遥感监测总体精度为总精度达89.15%,Kappa系数为0.7803,生产者精度和用户精度分别为90.72%和87.21%,均达到农业生产的需求。结果表明,GF-1 WFV数据能为县域尺度甘蔗种植面积的进行有效的追踪和检测。     

太白山地区7月NDVI多尺度周期变化及其对气候因子的响应

多尺度周期变化是植被研究的重要前沿问题之一,对揭示植被系统变化规律及其复杂性具有重要意义。本文基于太白山地区树轮宽度年表重建的近172年的7月NDVI资料数据,采用集合经验模态分解法（EEMD）对其在不同时间尺度上的变化特征及其对气候因子的响应进行了分析,结果表明：①太白山地区南北坡7月NDVI呈微弱的非线性上升趋势,北坡/南坡NDVI分别具有3.3 a/3.5 a、8.1 a/8.8 a的年际尺度周期,以及18 a/19.1 a、36 a/34.4 a和64.8 a/68.8 a的年代际尺度周期。②重构的年际尺度变化较好地呈现了NDVI原始序列的波动细节,而年代际尺度变化则揭示了不同时期内NDVI的增减交替变化。北坡NDVI的年际尺度波动较大,而南坡NDVI的年代际尺度波动略强。③在年际尺度上影响NDVI的主要因素是降水,年代际尺度上影响NDVI的主要因素是气温。④北坡NDVI变化主要受水分因素控制,而南坡NDVI则受热量因素影响更为明显。分析太白山地区NDVI的多尺度变化及其影响因素对研究太白山地区植被生长的变化特征具有重要意义。     

HY-1C CZI与Sentinel-2 MSI的海岸带植被信息提取差异研究

为探究HY-1C CZI与Sentinel-2 MSI对海岸带植被信息提取差异,以杭州湾、莱州湾和大亚湾为研究区,将研究区划分为城市和密林两个区域,计算归一化植被指数NDVI和植被覆盖度FVC,对比CZI、MSI的NDVI统计信息和相关性,分析FVC分级面积占比和时空分布异同。结果显示：CZI与MSI在大亚湾与莱州湾的NDVI均值十分接近,但CZI在杭州湾有大量近饱和像元,城市区和密林区分别相对MSI高估0.189和0.183;CZI与MSI在不同样区的NDVI均值线性拟合效果优良,R²最高达到0.98;CZI的FVC与MSI的FVC在不同覆盖等级占比、植被覆盖水平差异、高-低分布趋势三个方面呈现出相似性,在杭州湾地区具有相近的时间分布特征,但CZI的FVC在所有城市平原区及中北部海岸带的高山密林区均有高估现象。综合来看,HY-1C CZI整体可满足我国中等尺度海岸带植被监测需求,在植被变化监测方面有较大潜力。     

多时相AVHRR数据的傅立叶分析

傅立叶分析(FourierAnalysis)是一种常用的信号处理方法.将中国全年 36旬的NOAA AVHRR的 1km数据采用最大值合成法获得 1 2个月的NDVI时间序列数据,然后运用离散傅立叶变换检测该时间信号的频率分布状况.结果各频率分量与NDVI的累加值及不同周期的季节性变化等生物学特征相关.其中零频率分量为均值NDVI,而 1/1 2频率分量最大程度概括了中国地表覆盖类型的全年季节性变化模式.将提取出的这些生物学特征引入到地表覆盖分类的特征空间中,提高了类别间的可分性.这些研究表明了傅立叶变换是分析多时相AVHRR数据及提取植被的生物学特征的有用工具     

净初级生产力遥感估算模型尺度效应的研究

提高净初级生产力(NPP)的估算精度,需要充分认识不同空间分辨率的遥感数据对NPP估算结果的 影响差异,即NPP的空间尺度效应问题。本文借鉴了多种成熟的光能利用率NPP模型的优点,同时充分考虑了研 究区生态环境的典型特点,建立了针对研究区域的基于光能利用率原理的植被净初级生产力遥感估算模型。选取 了具有空间尺度代表性的4种遥感数据作为NPP遥感估算模型的输入参数,估算了4种空间分辨率的NPP模拟值, 对比分析了这4种分辨率的土地覆盖类型空间格局的变化和NPP分布情况。结果表明：随着遥感数据空间分辨率 的降低,NPP的模拟值呈逐渐增加的趋势,但其变化的程度差异较大。其中,分辨率由30m降低为1km时,NPP模 拟值变化程度最大,增加了15.7%。     

若尔盖高寒高原植被覆盖及变化研究

区域生态环境的质量可以通过植被覆盖度的高低反映出来,研究植被覆盖度,了解其时空发展变化,能够有效地评估区域的生态服务功能.本文以5年为时间间隔从2001-2016年中选取4期数据作为时间序列,以Landsat系列遥感影像为数据源,选取归一化植被指数NDVI,建立像元二分模型,结合均值法、差值法等方法分析区域的植被状况,...     

基于MODIS NDVI数据的东北森林物候期监测

物候是指示气候与自然环境变化的重要指标。遥感技术的发展为物候监测和研究提供了新的手段。本文研究对象是中国东北森林,森林分布范围由Landsat TM影像解译得到的2000年土地利用数据确定。遥感数据源是2003年500m空间分辨率的MODIS NDVI 8天合成时间序列数据。通过分析东北主要森林树种的NDVI时间序列特征,表明不同树种的同一遥感参数时间序列基本形状近似,在关键物候期和变化振幅上存在差异,这为根据遥感参数时间序列曲线监测森林物候期奠定了理论基础。将MODIS NDVI 8天合成时间序列数据应用时间序列谐波分析法（HANTS）重构成每天的NDVI时间序列数据影像。基于每天的NDVI时间序列数据,研究采用动态阈值法获取了东北森林物候期及其空间分布格局。研究表明东北大部分地区树木在第100天～150天开始生长,到第260天～290天逐渐停止生长,生长季长度集中在140天～180天。通过与部分物候观测数据的比较验证,表明基于MODIS NDVI数据获取的树木生长始末日期与调查资料具有可比性,获取的森林物候期具有一定的可靠性。     

基于G2SFCA的武汉市中心城区公园绿地空间公平性分析

公园绿地空间布局和结构会影响到城市居民的健康和城市生态格局,对城市规划建设至关重要。因此,评价城市公园绿地的空间分布具有重要的现实指导意义。本文以武汉市七个中心城区为例,采用含有距离衰减系数的重力型两步移动搜索法(G2SFCA),探讨居住区尺度下不同等级公园绿地的空间公平性。结果表明:(1)距离因素会改变公园绿地的空间公平性,并且不同等级公园绿地的空间公平性变化存在差异;(2)武汉市中心城区公园绿地空间公平性评价结果并不理想,"严重不公平"级别所占面积比重始终比较大;(3)区域性公园绿地的空间公平性要优于全市性公园绿地的空间公平性;(4)公园绿地空间分布呈现不均衡特征,空间公平性的区域差异较大。街道人口数量、公园绿地数量、公园绿地的服务能力是造成其空间公平性区域差异的重要因素。因此,应该结合人口需求科学地规划公园绿地的数量和等级,以实现公共资源的有效利用。     

基于MODIS/NDVI时序数据的土地覆盖分类

以250m分辨率的MODIS/NDVI时间序列数据为主要数据源,通过Sacizkky-Golay滤波重建高质量NDVI时间序列数据;同时融合500m分辨率的MODIS多光谱反射率数据和90m分辨率的DEM数据.将非监督分类法和决策树法相结合,进行黑龙江流域土地覆盖分类研究.对分类结果采用已有的土地覆盖数据和高分辨率遥感影像进行精度评价,评价结果表明,利用MODIS/NDVI时间序列数据获得较高精度的土地覆盖分类结果是可行的.     

三江源地区植被盖度与居民点的关系研究

本文基于人口与环境相关联的地理视角,运用最大化合成法、缓冲区分析法,研究三江源地区植被分布与人口、居民点的关系。研究表明:①从大的空间尺度看,居民点主要分布在NDVI条件好的区域;NDVI条件差的区域,居民点分布较少;②在几十公里距离范围内,植被盖度与离居民点的距离的关系是:居民点密度大的地区,随着距居民点距离的增加NDVI呈上升趋势;居民点密度居中的地区,随着距居民点距离的增加NDVI呈下降趋势;居民点密度小的地区,NDVI与距离居民点远近没有明显相关关系;③对典型牧业居民点小尺度范围内人口分布与NDVI关系的研究发现,距居民点2km范围内,由于人类的放牧活动造成了植被的退化,NDVI较低;2～4km范围内,植被受人类放牧活动影响越来越小,随着距离的增加NDVI呈显著上升态势;4～10km范围内,因为自然条件的差异,NDVI随着距离的增加逐渐变小;④在1998年-2009年即三江源生态治理工程期间,NDVI总体上是上升的。     

新疆阜康绿洲生态系统生物量遥感估算分析

利用阜康绿洲地区2003年8月野外实测53个样方的生物量干重数据和同期的陆地卫星MODIS的1通道,2通道250m遥感图像数据,分析了植被指数NDVI与绿洲植被生物量的相关关系,进而建立该遥感植被指数与绿洲生物量的一元线性和非线性回归模型,并对不同回归模型进行分析比较.研究表明:植被指数NDVI与绿洲生态系统植被生物量之间存在较好的相关性;所建遥感植被指数与绿洲植被生物量的回归模型中,三次方程得到的非线性回归模型(y=-5 593.3NDVI3 7 509.7NDVI2-1 268.9NDVI 191),是最适合用于监测阜康绿洲生态系统植被生物量的监测;利用该模型进行反演同年4月～9月研究区的生物量,并分析得出阜康绿洲生态系统内不同植被生物量在同一时期的空间分布特征;阜康绿洲生态系统内不同植被生物量在不同时期生物量的独特时空分布特征.