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海河流域湿地格局变化分析

遥感学报 2011年第2期15卷 349-371页

作者：卢善龙吴炳方李发鹏中国科学院遥感应用研究所北京100101 北京师范大学水科学研究院北京100875

利用遥感和GIS技术,制作了海河流域1980年、1990年、2000年和2007年4期湿地分布图,分析了湿地格局变化过程与区域气候变化以及人类活动的影响。结果表明:(1)流域内天然湿地面积萎缩趋势明显,由1980年的5360km2降至2007年的4331km2;人工... 详细信息

利用遥感和GIS技术,制作了海河流域1980年、1990年、2000年和2007年4期湿地分布图,分析了湿地格局变化过程与区域气候变化以及人类活动的影响。结果表明:(1)流域内天然湿地面积萎缩趋势明显,由1980年的5360km2降至2007年的4331km2;人工湿地面积先增加后减小,由1980年的3492km2增至1990年的5245km2,之后逐渐减小,至2007年降为4499km2;(2)平原区湿地面积先增加后减少,其主要影响因素为农用湿地的变化。山区湿地面积呈递减趋势,主要受河流湿地和河流洪泛湿地面积递减的影响;(3)在流域水资源三级区尺度,子牙河下游平原河流湿地和北三河下游平原农用湿地是平原区变化最为剧烈的天然和人工湿地,永定河、子牙河及大清河上游山区河流湿地及河流洪泛湿地是山区变化最为剧烈的天然湿地,而永定河、北三河及大清河山区水库/库区湿地分别是山区变化最为剧烈的人工湿地;(4)1980年,流域内河流湿地面积分布最广,之后河流湿地逐渐萎缩,而农用湿地、水库/库区湿地、海水养殖场/盐田和浅海水域湿地面积逐渐增加;(5)受气候变化和人类活动影响,湿地格局呈斑块破碎化和空间分布均匀化与孤立化的演变趋势。其中,气温升高是主要的自然影响因素,总人口变化和粮食生产是主要的人类活动影响因素。

关键词：湿地景观格局影响因素遥感监测海河流域

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流域尺度的不透水面遥感提取

遥感学报 2011年第2期15卷 388-400页

作者：王浩吴炳方李晓松卢善龙中国科学院遥感应用研究所北京100101

一个地区的不透水面覆盖度不仅是该地区城镇化程度重要指示因子,也是该地区生态环境状况的重要指示因子。现有的不透水面遥感提取方法,多集中在城区尺度上。而流域尺度上快速、准确的不透水面遥感提取方法在国内外还鲜有研究。本研究以... 详细信息

一个地区的不透水面覆盖度不仅是该地区城镇化程度重要指示因子,也是该地区生态环境状况的重要指示因子。现有的不透水面遥感提取方法,多集中在城区尺度上。而流域尺度上快速、准确的不透水面遥感提取方法在国内外还鲜有研究。本研究以覆盖海河流域同一季节的Landsat影像为数据源,利用已有土地利用数据集中的道路、城市、农村和工业用地对非不透水区进行掩膜,通过选取亮暗植被、高低反照度不透水面、干湿土壤端元,采用多端元光谱混合分解模型提取了流域尺度上的不透水面。精度评价结果显示,该方法估算的不透水面与真实结果之间的平均相对误差为12.1%,相关系数为0.83,精度较高,适合于流域尺度的不透水面提取。

关键词：不透水面流域尺度光谱混合分解遥感海河流域

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不透水面遥感提取及应用研究进展

地球科学进展 2013年第3期28卷 327-336页

作者：王浩卢善龙吴炳方李晓松中国科学院遥感应用研究所北京100101

不透水面信息的提取方法与应用是近年来城市规划、热岛效应分析、水环境监测和水资源管理等诸多领域的研究热点。遥感技术的发展使不透水面快速准确提取成为可能。从影像特征(光谱、空间几何、时间)选择、分类器(参数、非参数)选择和空... 详细信息

不透水面信息的提取方法与应用是近年来城市规划、热岛效应分析、水环境监测和水资源管理等诸多领域的研究热点。遥感技术的发展使不透水面快速准确提取成为可能。从影像特征(光谱、空间几何、时间)选择、分类器(参数、非参数)选择和空间尺度(像元、亚像元尺度)选择3个方面归纳和总结了各种不透水面遥感提取方法原理、应用现状和存在问题,回顾了不透水面在城市化监测、人口估计、水环境监测、热岛效应分析、水文气候建模分析等领域的应用,指出了不透水面遥感提取和应用的发展方向。

关键词：不透水面遥感提取特征选择亚像元尺度不透水面应用

2000～2012年青藏高原湖泊水面时空过程数据集遥感提取

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国土资源遥感 2016年第3期28卷 181-187页

作者：卢善龙肖高怀贾立张微罗海静中国科学院遥感与数字地球研究所中国科学院数字地球重点实验室遥感科学国家重点实验室北京100101 东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030 中国国土资源航空物探遥感中心北京100083 北斗航天卫星应用科技集团北京100070 湖南科技大学土木工程学院湘潭411201

以MODIS MOD09Q1为数据源,构建了一种结合湖泊水面缓冲区边界分析和逐个湖泊确定分割阈值的湖泊水面信息提取方法,并利用该方法提取了2000—2012年间青藏高原每期间隔8 d的面积大于1km2湖泊水面数据集。精度分析结果表明,该文方法提取... 详细信息

以MODIS MOD09Q1为数据源,构建了一种结合湖泊水面缓冲区边界分析和逐个湖泊确定分割阈值的湖泊水面信息提取方法,并利用该方法提取了2000—2012年间青藏高原每期间隔8 d的面积大于1km2湖泊水面数据集。精度分析结果表明,该文方法提取结果相对于研究中基于30 m空间分辨率Landsat TM得到的133个抽样湖泊水面面积结果,总精度为93.98%;与近年来其他研究人员在纳木错、青海湖和色林错等典型湖泊得到的遥感监测结果对比,无论在日、月及年尺度上,均具有非常高的一致性;而与第二次全国湖泊调查结果相比,整个高原区面积大于1 km2的湖泊数量仅相差11个、面积误差仅为4.74%。该论文为大范围、长时间序列单一地物(水面、植被、城镇等)分布面积提取提供了方法参考,也为开展青藏高原近10a多来湖泊变化研究提供了可靠的基础数据。

关键词：湖泊水面时空过程 MOD09Q1 遥感青藏高原

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基于动态NDSI阈值的每日积雪监测方法

地球信息科学学报 2020年第2期22卷 298-307页

作者：孙玉燕张磊卢善龙刘红超中国科学院空天信息创新研究院数字地球重点实验室北京100094 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049

准确掌握积雪覆盖信息对于气象、水文和全球气候变化研究都具有重要的意义。遥感技术在进行大范围、高频率的积雪覆盖监测中发挥着重要的作用。目前,SNOMAP算法是用于积雪遥感监测最普遍的技术手段,其核心是利用固定阈值的归一化差分积... 详细信息

准确掌握积雪覆盖信息对于气象、水文和全球气候变化研究都具有重要的意义。遥感技术在进行大范围、高频率的积雪覆盖监测中发挥着重要的作用。目前,SNOMAP算法是用于积雪遥感监测最普遍的技术手段,其核心是利用固定阈值的归一化差分积雪指数(Normalized Difference Snow Index,NDSI)进行积雪识别,但这种方法忽略了积雪光谱信息的时相变化,会产生积雪监测的误差。本文提出了一种动态NDSI阈值方法,以纯永久积雪像元的平均NDSI值作为参照系调整固定的NDSI阈值,从而削减影像光谱值波动对积雪识别的影响。以三江源地区作为研究区域,将基于每日MODIS数据进行积雪监测最佳的NDSI阈值与同日纯永久积雪像元的平均NDSI值作线性回归,通过每日纯永久积雪像元平均NDSI值的变化来调整用于积雪识别的NDSI阈值。结果表明:①基于每日MODIS数据进行积雪覆盖监测最佳的NDSI阈值与同日纯永久积雪像元的平均NDSI值之间存在较好的线性关系,决定系数R^2达到0.86;②三江源地区动态NDSI阈值的范围为0.29~0.37,其平均值在0.33左右,说明MODIS全球积雪面积产品中将NDSI阈值取为0.40会低估三江源地区的积雪面积;③与采用固定NDSI阈值0.33的监测方法相比,动态NDSI阈值法近似率、总体分类精度和F值的平均值分别提高了5.17%、0.70%、1.14%。

关键词：积雪监测动态NDSI 阈值纯永久积雪时相变化监测精度三江源

基于地形参数的湖泊水储量估算方法——以纳木错为例

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国土资源遥感 2019年第4期31卷 167-173页

作者：马小奇卢善龙马津朱立平中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室数字地球院重点实验室北京100101 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 山东农业大学信息科学与工程学院泰安271018 中国科学院青藏高原研究所北京100101

湖泊水储量通常采用观测水位和实测水下地形数据相结合的方法进行估算,因此对于无资料或资料匮乏区域很难获得湖泊水储量信息。为了探讨针对这一问题的解决方法,以西藏自治区纳木错为例,基于湖泊水面以上和水下地形具有相似性的特性,利... 详细信息

湖泊水储量通常采用观测水位和实测水下地形数据相结合的方法进行估算,因此对于无资料或资料匮乏区域很难获得湖泊水储量信息。为了探讨针对这一问题的解决方法,以西藏自治区纳木错为例,基于湖泊水面以上和水下地形具有相似性的特性,利用湖泊水面以上的数字高程模型(digital elevation model,DEM)构建高程与面积的关系以及面积与体积增量的关系,进而对湖泊水下高程—面积—体积增量递推计算,最终构建面积—体积模型从而估算湖泊水储量。试验结果表明,利用湖泊周围地形构建的基于面积的湖泊水储量估算模型具有较高的精度,以纳木错湖盆DEM求得其湖面面积,计算得其水储量为1115.70亿m 3,该结果与基于实测水深数据建立的纳木错水下地形DEM计算的水储量(1019.50亿m 3)相比,绝对误差为96.20亿m 3,相对误差为9.40%。该文为无资料地区水上和水下的地形特征参量基本一致的自然湖泊水储量的估算提供了方法参考。

关键词： DEM 水储量无资料地区湖泊纳木错

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水文资料缺乏区河流流量遥感估算模型研究

测绘科学 2019年第5期44卷 184-190页

作者：马津卢善龙齐建国翟召坤山东农业大学信息科学与工程学院山东泰安271018 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京100101 国家基础地理信息中心北京100830

针对偏远地区河流上无水文站点,缺乏河川径流量监测数据的问题,该文以黑河中游地区为例,利用2005—2010年夏、秋两季的Landsat TM/ETM+/OLI影像,提取黑河中游S213桥断面的河水边界及河流宽度,结合已有的断面流量数据,通过建立宽度-流量... 详细信息

针对偏远地区河流上无水文站点,缺乏河川径流量监测数据的问题,该文以黑河中游地区为例,利用2005—2010年夏、秋两季的Landsat TM/ETM+/OLI影像,提取黑河中游S213桥断面的河水边界及河流宽度,结合已有的断面流量数据,通过建立宽度-流量曲线得到河流流量估测模型,模型估测和实测径流量具有较好的一致性(R2=0.82)。该文同时对河宽提取误差进行精度验证,结果表明提取误差对模型的影响较小(R2在0.81～0.83,绝对误差<2%)。为了证明模型的外推性,该文将模型应用于S213桥断面2011—2015年和高崖断面2005—2014年的流量估测,结果表明,两个断面的模拟结果与实测数据均具有较高相关性。综上结果表明,该文的河川径流遥感估算方法具有较好的精度和外推适用性。

关键词：河川径流河流宽度 Landsat TM/ETM+/OLI 遥感黑河中游

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近40年来白洋淀湿地土地覆被变化分析

地球信息科学学报 2010年第2期12卷 292-300页

作者：王京卢善龙吴炳方闫娜娜裴亮中国科学院遥感应用研究所北京100101 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院阜新123000

白洋淀是华北平原上现存最大的天然湖泊,是典型的内陆湿地。最近40年,白洋淀湿地出现了水面萎缩、生态功能急剧退化、生物多样性减小和水体污染严重等生态环境问题。本文利用1964年CORONA侦察卫星影像、1974年和1983年Landsat MSS影像和... 详细信息

白洋淀是华北平原上现存最大的天然湖泊,是典型的内陆湿地。最近40年,白洋淀湿地出现了水面萎缩、生态功能急剧退化、生物多样性减小和水体污染严重等生态环境问题。本文利用1964年CORONA侦察卫星影像、1974年和1983年Landsat MSS影像和2002年ETM+影像,对白洋淀湿地的土地覆被变化及其驱动力做了详细分析。结果表明,湿地面积呈减少趋势:1964年为407.3km2,2002年缩减到274.63km2。湿地水面起伏变化大,1964年水面较宽,为346.75km2;到1974的10年间,减少到94.65km2,1983年和2002年水面继续变窄,水面面积分别为67.27km2和46.86km2。引起湿地土地覆被变化的原因包括降雨量的减少、蒸发量的增大、城市发展用水增大、不合理土地利用开发和上游水库、引水工程修筑等。

关键词：湿地土地覆被变化 CORONA影像白洋淀

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流域系统重金属污染研究进展

安徽农业科学 2011年第25期39卷 15622-15626,15637页

作者：刘梅李发鹏卢善龙乔玉霜刘焕焕中国石油勘探开发研究院石油地质实验研究中心北京100083 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国科学院遥感应用研究所北京100101 烟台南山学院山东烟台265713

随着经济的发展,流域系统重金属含量的累积趋势日渐明显,对流域生态环境形成了巨大威胁。为适应国家生态友好和可持续发展的战略需求,解决当前我国大江大河重金属污染问题,需要深化对重金属污染监测和治理研究现状的认识,发现并提出可... 详细信息

随着经济的发展,流域系统重金属含量的累积趋势日渐明显,对流域生态环境形成了巨大威胁。为适应国家生态友好和可持续发展的战略需求,解决当前我国大江大河重金属污染问题,需要深化对重金属污染监测和治理研究现状的认识,发现并提出可操作的解决方案。文章系统总结了流域重金属污染研究领域有关土壤重金属元素形态分析、生物有效性分析、生态风险评价及植物修复、植物富集研究等方面的研究进展,整理和概括了相应的分析和评价方法。并指出:加强流域尺度河流-土壤-植被-大气系统的重金属污染宏观研究,构建基于重金属元素循环迁移机理模型、遥感和GIS等技术的现代化立体监测系统与生态风险管理系统,将是流域系统宏观尺度重金属污染监测和治理研究的重要发展方向。

关键词：重金属污染生态风险评价植物提取流域系统

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