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天山博格达北坡山地垂直带精细刻画及变化分析

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天山博格达北坡山地垂直带精细刻画及变化分析

作者：冀欣阳中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所)

学位级别：硕士

植被作为地球表层最活跃最重要的组分之一,是陆地生态系统的重要组成部分,为生态系统的可持续发展提供基础。而山地具有浓缩的环境梯度、相对较少的人类干扰、以及高度异质化的生境,是生物多样性和景观多样性的聚焦地。随着全球气候变暖... 详细信息

植被作为地球表层最活跃最重要的组分之一,是陆地生态系统的重要组成部分,为生态系统的可持续发展提供基础。而山地具有浓缩的环境梯度、相对较少的人类干扰、以及高度异质化的生境,是生物多样性和景观多样性的聚焦地。随着全球气候变暖,山地生态系统正经历着剧烈的变化,而博格达遗产地具有天山北坡最典型的山地垂直带,是全球温带干旱区山地垂直自然带的典型代表,其植被覆盖变化对全球气候变化具有灵敏的指示作用。本文在近30年的时间尺度上,利用遥感影像对研究区1989年、1997年、2004年和2016年土地覆盖分类信息进行分析,并建立“DEM-NDVI-分类信息”散点图对遗产地山地垂直带进行提取。同时,对博格达遗产地1985-2016年的气温降水进行了时空变化分析,结合NDVI空间自相关分析,探究博格达遗产地山地垂直带和植被覆盖动态变化对气候变化的响应特征。得出以下结论:(1)本文建立博格达遗产地土地覆盖分类&山地垂直带分类遥感影像解译标志库,对每种地类的影像特征和提取特征分别进行描述,并将土地覆盖分类类别和垂直带类别进行对应,其中荒漠草原对应垂直带中的温带荒漠草原带,草地对应垂直带中的山地草原带和高山草甸带,林地对应垂直带中的山地针叶林带,裸地对应垂直带中的高山垫状植被带,冰川永久积雪对应垂直带中的冰雪带。(2)本文利用“DEM-NDVI-分类信息”散点图描述研究区1989年、1997年、2004年和2016年的NDVI值和垂直带分类随着海拔上升的变化特征,其中NDVI值随着海拔上升呈现为“均匀上升-保持稳定-均匀下降”的倒U形,而散点的分类属性则在不同的海拔区间呈现出聚集效应,且不同分带的散点间有明显界限,而DEM与NDVI四年的相关性则逐年整体呈现上升趋势,R分别为0.73、0.71、0.74和0.76。(3)博格达遗产地1989年、1997年、2004年和2016年的NDVI空间自相关程度较高,且逐年增加,NDVI对海拔和空间变化表现出明显依赖性,其空间聚集模式与垂直带分布特征极为相似,同时统计博格达遗产地的NDVI平均值,四年NDVI平均值分别为0.362、0.365、0.368和0.423,整体呈现明显上升趋势;而1985-2016年来博格达遗产地及其周边区域年平均气温和年降水量均呈现增加趋势,气温增幅约为1-2℃,降水量增幅约20mm;。(4)结合研究区NDVI变化以及气温降水数据,对博格达遗产地1989年-2016年各个山地垂直带分界海拔变化进行分析可知,温带荒漠草原带最为敏感,其上限变化最大,向下收缩93m;山地针叶林带的分布范围则向两侧扩张49m;山地草甸带带宽基本保持不变,但整体上移了约20m;冰雪带则受到全球气候变暖的影响向上退缩54m。

关键词：遥感博格达山地垂直带 DEM NDVI

基于遥感的雄安新区古水系网重构与城镇规划关系研究

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自然资源遥感 2023年第1期35卷 132-139页

作者：孙禧勇李晶晶张瑞江王绍强冀欣阳李光玮中国自然资源航空物探遥感中心北京100083 中国地质大学(北京) 北京100083 中国地质大学(武汉) 武汉430074 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101

雄安新区是具有全国意义的新区,其地下水位埋深较浅,包气带和饱水带之间水分交换十分密切,地下水的向上补给增大了土壤中水分含量。据此,该文以遥感影像为数据源,首先对研究区进行面向对象的土地分类,掩模提取植被信息,从而对植被区域... 详细信息

雄安新区是具有全国意义的新区,其地下水位埋深较浅,包气带和饱水带之间水分交换十分密切,地下水的向上补给增大了土壤中水分含量。据此,该文以遥感影像为数据源,首先对研究区进行面向对象的土地分类,掩模提取植被信息,从而对植被区域利用温度植被干旱指数(temperature vegetation dryness index,TVDI)提取土壤水分信息,结合该区域古河道地质地貌特征和目视解译,识别了研究区内的古河道,并进行野外实地验证,对雄安新区古水系进行重构。结果表明:该方法可以有效地提取研究区古水系信息;研究区现今地表水体分布与古水系分布具有较大差异;比较土地分类结果与古水系解译结果发现,古水系分布区域多集中在现今的建筑用地,这些建筑用地在遥感影像上表现为农村居民点。以古水系区域分别设置50 m,100 m,200 m缓冲区,并与土地分类结果进行相交分析。结果表明,在缓冲区域内的建筑用地占地面积占比相较全区域建筑用地占地面积占比明显增加,表明古水系分布与村落存在一定的相关性。

关键词：遥感雄安新区古水系 TVDI

一种市场化的生态产品价值实现机制:《自然资本协议》实践及启示

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中国矿业 2022年第9期31卷 31-36页

作者：张文凯杜晓敏冀欣阳杨宗喜中国自然航空物探遥感中心北京100083 中国地质调查局发展研究中心北京100037

自然资本、生态产品及生态产品价值,构成了存量、流量和价值三者相互依存的关系。自然资本协议是借用金融制度的一套新的工具体系,能够通过企业这种市场细胞,将存量的自然资本所转化的生态产品价值进行量化评估。本文介绍了自然资本联... 详细信息

自然资本、生态产品及生态产品价值,构成了存量、流量和价值三者相互依存的关系。自然资本协议是借用金融制度的一套新的工具体系,能够通过企业这种市场细胞,将存量的自然资本所转化的生态产品价值进行量化评估。本文介绍了自然资本联盟发布的《自然资本协议》相关内容,该协议通过企业活动的“影响”和“依赖”两个核心概念对价值进行评估,规定了一套评估框架,包括四个逻辑阶段和九个步骤。四个逻辑阶段包括:架构统计阶段,确定进行自然资本评估的原因;范畴确定阶段,定义评估中应包含的内容;度量和估值阶段,指导如何衡量和评估自然资本;投入应用阶段,帮助解释结果并确定下一步。评估方法包括多种定性方法、定量方法和货币方法。该市场化手段评估生态产品价值,以企业为最小单元,为评估找到价值之锚,可改变被动治理环境的局面,有助于形成正面激励措施,创造经济增长新动力。生态产品价值一旦实现,可确立以政府为主导,市场为主体,中介机构积极参与推进体系,并借助产权交易、投融资机制创新,推进生态文明建设。对于我国自然资源主管部门,自然资本评估也可促进自然资产管理,并引导、考核市场主体和管理主体。

关键词：生态系统服务生态文明微观经济真实发展生态产品

基于“DEM-NDVI-土地覆盖分类”的天山博格达自然遗产地植被垂直带提取与变化分析

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地球信息科学学报 2018年第9期20卷 1350-1360页

作者：冀欣阳骆磊王心源李丽万红中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室北京100094 中国科学院大学北京100094 中国国土资源航空物探遥感中心北京100083 联合国教科文组织国际自然与文化遗产空间技术中心北京100094 山东农业大学信息科学与工程学院泰安271018

本文基于Landsat影像数据获取天山博格达自然遗产地土地覆盖分类,结合归一化植被指数(NDVI)和数字高程模型(DEM)构建"DEM-NDVI-土地覆盖分类"散点图分析研究区植被受海拔和坡向的水热空间变化影响的分布特征,通过概率统计分析提取博格... 详细信息

本文基于Landsat影像数据获取天山博格达自然遗产地土地覆盖分类,结合归一化植被指数(NDVI)和数字高程模型(DEM)构建"DEM-NDVI-土地覆盖分类"散点图分析研究区植被受海拔和坡向的水热空间变化影响的分布特征,通过概率统计分析提取博格达遗产地山地垂直带,并结合研究区的气温、降水数据和NDVI变化特征分析垂直带变化的原因。研究结果表明:(1)本文利用"DEM-NDVI-土地覆盖分类"散点图,揭示了研究区1989年和2016年的NDVI值和分类类别随着海拔上升的变化特征,其中NDVI值随着海拔上升呈现"倒U形"变化,而不同分类类别在一定的海拔区间内呈现出聚集效应,且不同分类类别有明显的高程界限。(2) 1989年和2016年博格达遗产地山地垂直带分带上限分别为:1278 m和1185 m(温带荒漠草原带)、1784 m和1759 m(山地草原带)、2706 m和2730 m(山地针叶林带)、3272 m和3293 m(高山草甸带)、3636 m和3690 m(高山垫状植被带)。(3)博格达遗产地1989年和2016年山地垂直带受区域气温升高和降雨增加的影响有较为明显的改变,其中温带荒漠草原带最为敏感,其上限变化最大,向下收缩93 m;山地针叶林带的分布范围则向两侧扩张49 m;山地草甸带带宽基本保持不变,但整体上移了约20 m;冰雪带则受到全球气候变暖的影响向上退缩54 m。

关键词：遥感博格达山地垂直带 DEM NDVI

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河套平原地下水环境质量研究综述及展望

环境化学 2020年第2期39卷 489-499页

作者：张文凯于坤李勇志冀欣阳李丹赵政蒋校中国自然资源航空物探遥感中心北京100083

河套平原位于内蒙古自治区的西部,是我国最大的引黄灌区,也是内蒙古自治区重要的粮食生产地区之一.地下水是河套平原广大居民主要供水来源,但是地下水环境质量特别是地下水中砷元素的富集问题,成为制约地区经济、社会发展的重要因素,同... 详细信息

河套平原位于内蒙古自治区的西部,是我国最大的引黄灌区,也是内蒙古自治区重要的粮食生产地区之一.地下水是河套平原广大居民主要供水来源,但是地下水环境质量特别是地下水中砷元素的富集问题,成为制约地区经济、社会发展的重要因素,同时影响当地居民的身体健康和生活水.本文针对河套平原高砷地下水分布特征及演化机制进行重点分析,结合研究区如水化学特征、高铁、高氟、高碘地下水、灌溉区地下水质量和地下水数值模拟等地下水其他研究,对河套平原地下水环境质量研究进展进行系统论述.通过对比分析发现,人类活动对各元素释放的影响程度的相关研究较为缺乏;先进的研究方法和手段如水文地球化学模拟和环境同位素的应用在地下水环境质量研究中应用较少;对高砷、高氟等地下水的水化学特征的研究较为片面,当前研究集中在各离子浓度之间的相关分析,对地下水形成过程中所发生的水文地球化学过程研究较少.针对以上问题,本文提出了以下展望:1.选择合适的典型地质断面从时间和空间角度相结合来研究高砷、高氟等地下水的形成和演化机理;2.针对地下水环境质量开展宏观和微观机制的综合研究;3.可利用同位素技术对于地下水系统中水动力场和水化学场的指示作用以便于清楚地认识系统中发生的地球化学过程;4.运用水文地球化学模拟手段识别研究内蒙古河套平原地区开展高砷地下水演化机理,深入探讨该地区地下水中水化学特征形成演化机制.本文为进一步研究地区地下水环境提供了思路,对指导地下水环境研究及改良、防治砷对环境和人类的危害具有重要意义.

关键词：河套平原地下水环境质量地下水化学砷污染研究进展

2010—2018年中国北方沙质荒漠化变化分析

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中国地质调查 2021年第6期8卷 25-34页

作者：刘建宇聂洪峰肖春蕾尚博譞李伟冀欣阳中国自然资源航空物探遥感中心北京100083 中国地质调查局国土空间生态保护修复中心北京100083

荒漠化目前已成为威胁全球生态环境的主要问题。我国北方地区风蚀作用强烈,是土地沙质荒漠化问题最为突出的地区。以沙漠、沙地分布较广的北方6省(区)为研究区,利用遥感技术获取2010—2018年研究区沙质荒漠化演化特征,并将气象、地质等... 详细信息

荒漠化目前已成为威胁全球生态环境的主要问题。我国北方地区风蚀作用强烈,是土地沙质荒漠化问题最为突出的地区。以沙漠、沙地分布较广的北方6省(区)为研究区,利用遥感技术获取2010—2018年研究区沙质荒漠化演化特征,并将气象、地质等因素进行综合分析,探讨毛乌素沙地、科尔沁沙地沙质荒漠化变化原因。遥感解译结果表明2018年北方地区沙质荒漠化土地共35.08万km^(2),其中重度沙质荒漠化面积11.92万km^(2),中度沙质荒漠化13.54万km^(2),轻度沙质荒漠化9.62万km^(2),主要分布于内蒙古自治区和新疆维吾尔自治区;2010—2018年,北方地区沙质荒漠化土地面积减少0.73万km^(2),其中,新疆维吾尔自治区沙质荒漠化面积减少0.48万km^(2),内蒙古自治区减少0.19万km^(2),同时有2.78万km^(2)沙质荒漠化土地程度减轻。以毛乌素沙地和科尔沁沙地为典型研究区,对比两沙地生态地质条件差异,总结了沙质荒漠化好转、加重的原因。研究认为,毛乌素沙地应降低人类活动干扰的影响,以自然恢复为主;科尔沁沙地应加强地下水资源管理,优化植被结构,进一步推进退耕还林、退耕还草工作。研究成果为我国北方沙质荒漠化地区生态保护修复提供了科学参考。

关键词：中国北方沙质荒漠化转移矩阵毛乌素沙地科尔沁沙地生态地质调查

基于CZMIL测深技术的海陆一体地形测量初探

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自然资源遥感 2021年第4期33卷 173-180页

作者：吴芳金鼎坚张宗贵冀欣阳李天祺高宇中国自然资源航空物探遥感中心北京100083 Teledyne Optech Inc.Ontario L4K5Z8Canada

常规区域性水深测量方法主要是利用船载的声学探测技术,但是由于船体无法进入沿岸浅水区域和岛礁密集区域,故近海岸区域常存在数据空白。机载激光雷达测深技术的出现和发展能有效解决这一问题,成为一种快速高效的水深及海底地形测探方... 详细信息

常规区域性水深测量方法主要是利用船载的声学探测技术,但是由于船体无法进入沿岸浅水区域和岛礁密集区域,故近海岸区域常存在数据空白。机载激光雷达测深技术的出现和发展能有效解决这一问题,成为一种快速高效的水深及海底地形测探方法。以机载激光雷达测深仪CZMIL Nova系统为例,介绍其海陆地形一体化的测量技术特点和影响因素,及其在岛屿海陆一体地形测量的初步应用情况。

关键词：机载激光雷达测深 CZMIL 遥感海岸带地形

脆性材料统一断裂相场方法及其裂缝宽度的确定

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工程力学 2024年第6期41卷 1-8页

作者：王飞阳上海理工大学理学院深海高端装备系统研究院上海200093 上海理工大学环境与建筑学院土木工程系上海200093

岩石、混凝土等脆性材料的开裂问题一直是国内外关注的热点和难点,裂缝的演化使得脆性材料的力学性能难以预测。针对脆性材料的拉、剪和拉剪复合开裂问题,将统一拉伸断裂准则引入到相场理论,进而基于谱分解技术提出了统一断裂相场方法,... 详细信息

岩石、混凝土等脆性材料的开裂问题一直是国内外关注的热点和难点,裂缝的演化使得脆性材料的力学性能难以预测。针对脆性材料的拉、剪和拉剪复合开裂问题,将统一拉伸断裂准则引入到相场理论,进而基于谱分解技术提出了统一断裂相场方法,并通过交错算法在商业有限元软件中实现了该方法。拉伸断裂试验和拉剪复合断裂试验数值模拟结果表明:统一断裂相场方法具有热力学一致性,该方法不仅能准确模拟裂缝演化过程中脆性材料的力学性能,还能精准预测拉剪复合裂缝的扩展路径。此外,运用水平集理论构建了一个相场函数,识别了相场裂缝的分界面,进而通过理论推导得出了相场裂缝宽度的计算公式,并对其进行了验证。该研究旨在提出精准预测脆性材料拉、剪和拉剪复合开裂的相场方法,以保障土木工程结构的安全。

关键词：断裂相场方法拉剪复合裂缝热力学一致性交错算法裂缝宽度

研究社会文化变迁的新视角——表征相似性分析:以老年人心理健康为例

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心理学报 2024年第7期56卷 938-953,I0011-I0029页

作者：袁航罗思阳中山大学心理学系、社会认知神经科学与精神健康广东省哲学社会科学重点实验室广州510006

在心理学及其他社会科学研究中,社会变迁研究主要使用单维度线性分析方法探索特定心理或行为的变化趋势以及影响社会变迁的潜在因素,缺乏对多维变量内部结构变迁的关注,也难以比较不同尺度的社会变迁现象。本研究将介绍一种从模式角度... 详细信息

在心理学及其他社会科学研究中,社会变迁研究主要使用单维度线性分析方法探索特定心理或行为的变化趋势以及影响社会变迁的潜在因素,缺乏对多维变量内部结构变迁的关注,也难以比较不同尺度的社会变迁现象。本研究将介绍一种从模式角度进行社会变迁研究的方法——表征相似性分析,并以1998~2018年间对中国老年人健康影响因素的纵向追踪数据(CLHLS)与对应时期的社会文化变迁测量为实例,演示如何构建多维度的表征相似性框架,依次介绍多变量单维模式分析[时间、空间、心理与意识空间(Mental space,简称“意间”)]、多变量跨维度模式分析(意间−时间,意间−空间,意间−时间−空间)、跨尺度模式分析(地区−国家)、概念模式分析,以及表征相似性分析与传统方法的耦合分析,随后展望了表征相似性分析的拓展方向。

关键词：社会文化变迁表征相似性模式分析跨尺度老年人心理健康

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