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天津市热环境时空演变及影响因素分析

地球环境学报 2024年第1期15卷 129-139页

作者：国巧真闫兵杨光姜楠姚霖天津城建大学地质与测绘学院天津300384

随着城市化进程加快,城市热环境发生显著变化,对人类活动造成很大影响。为探究天津市城市热环境时空变化及其影响因素,基于2005—2020年四期Landsat遥感数据,利用辐射传输方程法反演地表温度,计算城市热岛比例指数,用标准差椭圆法分析... 详细信息

随着城市化进程加快,城市热环境发生显著变化,对人类活动造成很大影响。为探究天津市城市热环境时空变化及其影响因素,基于2005—2020年四期Landsat遥感数据,利用辐射传输方程法反演地表温度,计算城市热岛比例指数,用标准差椭圆法分析城市热环境发展和布局,利用地表温度并结合土地利用分类研究城市地物覆盖类型与地表温度的响应关系,并采用地理探测器探究高程、绿地、建筑用地和水体对地表温度变化的影响差异。结果表明:天津市热岛足迹沿主干道由市内六区向环城四区发展,天津城市热环境呈现先增高后降低的趋势;由标准差椭圆分析可知,城市热岛呈现发展主轴维持在东北—东南方向,整体空间格局呈现放射状分布;天津市中心城区建筑用地面积占比逐年增加,水体面积占比逐年降低,各类型地物平均温度排序为:建筑用地>绿地>水体;地理探测器分析表明:NDBI和NDVI是影响地表温度变化的主要因子,NDVI和MNDWI对LST交互作用最强,是城市热环境驱动作用最强的因子组合。

关键词：地表温度 Landsat 城市热岛辐射传输方程法地理探测器

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七里海湿地景观变化和生态韧性评价

湿地科学 2023年第2期21卷 230-238页

作者：国巧真姚霖杨光闫兵姜楠天津城建大学地质与测绘学院天津300384

以2005年、2009年、2013年、2017年和2021年的Landsat影像为数据源,得到5个时期天津市七里海湿地各种土地利用类型的面积、分布和变化;以2005年七里海湿地的景观为本底景观,利用景观指数,分析景观变化规律;利用生态系统韧性评估模型,评... 详细信息

以2005年、2009年、2013年、2017年和2021年的Landsat影像为数据源,得到5个时期天津市七里海湿地各种土地利用类型的面积、分布和变化;以2005年七里海湿地的景观为本底景观,利用景观指数,分析景观变化规律;利用生态系统韧性评估模型,评价七里海湿地的生态韧性水平及其空间变化。研究结果表明,湿地的总面积从2005年的86.0031 km^(2)略微增加到2021年的86.1048 km^(2);与2005年相比,2021年,耕地/林地/绿地类型的面积增加了1.7757 km^(2),建筑用地和未利用地的面积分别减少了0.4437 km^(2)和1.4337 km^(2);5个时期,永久性河流和淡水湖的面积总体上都在小幅波动增大,草本沼泽和坑塘的面积明显减小,运河/输水河和水产养殖池的面积明显增大,耕地/林地/绿地类型的合计面积在小幅增大,建筑用地面积呈单峰型变化,未利用地的面积逐渐减小;随着时间的推移,七里海湿地东南部的景观趋于破碎化,景观多样性水平在提高,七里海湿地东北部的景观相对稳定;5个时期,东、西七里海南边缘和东七里海局部以及潮白河区域的生态韧性水平达到较高和高水平。

关键词：景观生境质量生态韧性水平七里海湿地

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高分六号影像不透水面提取研究

测绘科学 2022年第9期47卷 138-145页

作者：何云海国巧真乔悦吴欢欢朱丽天津城建大学地质与测绘学院天津300384

针对高空间分辨率卫星影像空间分辨率高、波段较少这一特点,该文以高分六号多光谱影像为数据源,通过分析各类地物的光谱特征曲线,建立了一种新指数。该指数通过增强植被和裸土信息,抑制不透水面信息来扩大不透水面和植被、裸土的差异,... 详细信息

针对高空间分辨率卫星影像空间分辨率高、波段较少这一特点,该文以高分六号多光谱影像为数据源,通过分析各类地物的光谱特征曲线,建立了一种新指数。该指数通过增强植被和裸土信息,抑制不透水面信息来扩大不透水面和植被、裸土的差异,实现对不透水面的分离提取。验证阶段将该指数用于天津市河西区和河北省易县中心城区,并将提取结果与垂直不透水面指数(PISI)、比值居民地指数(RRI)的提取结果进行对比。结果表明:该方法在河西区和易县的提取效果都要优于PISI和RRI,并且两块实验区提取结果的总体精度分别为94.0%和91.7%,具有一定的稳定性。

关键词：指数不透水面遥感提取阈值

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城市公园降温指标与地表热场耦合关系

中国环境监测 2023年第3期39卷 120-128页

作者：徐梦耀国巧真杨光闻宏睿何云海天津城建大学地质与测绘学院天津300384

城市热岛效应是生态环境问题之一,城市公园自身的冷环境能够对热岛效应产生一定的降温作用。基于Landsat 8遥感数据,利用辐射传输方程算法反演天津市的地表温度。以天津市9个公园为例,通过在公园周围建立多环缓冲区,研究公园的降温效应... 详细信息

城市热岛效应是生态环境问题之一,城市公园自身的冷环境能够对热岛效应产生一定的降温作用。基于Landsat 8遥感数据,利用辐射传输方程算法反演天津市的地表温度。以天津市9个公园为例,通过在公园周围建立多环缓冲区,研究公园的降温效应。为了考察空间连续性对公园降温效应的影响,选取公园的冷却强度和冷却梯度2个指标,结合冷却区域和冷却效率,分析城市公园的降温效果。研究结果表明:9个公园的降温距离差异明显,降温距离最大的是水西公园,最小的是人民公园;公园的周长、面积、绿量面积与公园的冷却区域呈显著正相关;形状指数与公园的冷却效率呈显著负相关;绿量面积和水体面积比与冷却强度、冷却梯度呈正相关。

关键词：冷却指标地表温度降温距离冷却强度冷却梯度

基于PROSAIL模型的广州市过渡带森林植被冠层可燃物含水率估算

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热带地理 2023年第3期43卷 545-553页

作者：闻宏睿国巧真魏书精曾宇怀吴泽鹏孙震辉天津城建大学地质与测绘学院天津300384 广东省森林培育与保护利用重点实验室广东省林业科学研究院广州510520 广东省科学院广州地理研究所广东省遥感与地理信息系统重点实验室广州510070

基于PROSAIL模型,结合野外实测叶片等水分厚度、干物质重量、叶面积指数数据,构建一种基于归一化红外指数和归一化干物质指数的植被冠层可燃物含水率估算方法。首先,在PROSAIL模型输入实测参数模拟植被冠层光谱曲线,计算归一化红外指数... 详细信息

基于PROSAIL模型,结合野外实测叶片等水分厚度、干物质重量、叶面积指数数据,构建一种基于归一化红外指数和归一化干物质指数的植被冠层可燃物含水率估算方法。首先,在PROSAIL模型输入实测参数模拟植被冠层光谱曲线,计算归一化红外指数、归一化干物质指数用于叶片等水分厚度、干物质重量的反演。结果表明:归一化红外指数与叶片等水分厚度、归一化干物质指数与干物质重量存在明显的线性关系,基于该关系建立叶片等水分厚度、干物质重量的经验估算模型,经验证估算结果精度较高;将该经验模型推广至利用Landsat 8数据拟合植被冠层可燃物含水率,并与实测数据进行验证,结果显示R^(2)达到0.743,RMSE达到34.2%,具有较高的精度。文章提出的植被冠层可燃物含水率估算模型,可实现广州市过渡带森林大面积、较高精度植被冠层可燃物含水率监测,为预防森林火灾提供参考。

关键词： PROSAIL模型叶片等水分厚度干物质重量植被冠层可燃物含水率 Landsat 广州市

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多尺度分割与特征优选下的盐碱地提取

地球环境学报 2022年第6期13卷 714-723页

作者：朱丽国巧真吴正鹏吴欢欢何云海天津城建大学地质与测绘学院天津300384 天津市测绘院有限公司天津300381

土地盐渍化作为一种土壤灾害,严重制约着社会经济与农业的发展。对盐碱地进行实时监测,可为盐碱地的评价改良提供科学依据。由于盐碱地的信息复杂、提取精度不高,因此本文以高分六号(GF-6)卫星遥感影像为数据源,采用分形网络演化算法(fr... 详细信息

土地盐渍化作为一种土壤灾害,严重制约着社会经济与农业的发展。对盐碱地进行实时监测,可为盐碱地的评价改良提供科学依据。由于盐碱地的信息复杂、提取精度不高,因此本文以高分六号(GF-6)卫星遥感影像为数据源,采用分形网络演化算法(fractal net evolution approach,FNEA)进行影像对象的多尺度分割,从面向对象的角度减少高分影像分类结果中的椒盐噪声问题,通过计算图像对象的局部方差和变化率来确定适宜的盐碱地分割尺度。利用基于特征选择的相关性算法(correlations-based feature selection,CFS)与Relief F算法分别对由光谱、纹理、形状、遥感指数构成的初始特征空间进行特征优选,精简特征子集,解决特征数量冗余问题,以此来优化随机森林对盐碱地提取精度。结果表明:CFS约简后的特征子集更小,精度更高,说明在盐碱地提取过程中,筛选特征数目能够减小冗余数据对提取精度的影响。CFS优化后的随机森林对盐碱地的提取效果较好,该方法总体分类精度达到83.7%。

关键词： GF-6 盐碱地面向对象特征选择随机森林

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采煤塌陷区遥感动态监测系统的研究

采煤塌陷区遥感动态监测系统的研究

作者：国巧真河北理工大学

学位级别：硕士

本文在充分分析国内外采煤塌陷区动态监测技术的现状及国内采煤塌陷区动态监测技术不足的基础上,以唐山市区南部采煤塌陷区为例,开发了采煤塌陷区遥感动态监测系统,该系统包括采煤塌陷区动态监测遥感图像解译和塌陷区环境要素统计分析... 详细信息

本文在充分分析国内外采煤塌陷区动态监测技术的现状及国内采煤塌陷区动态监测技术不足的基础上,以唐山市区南部采煤塌陷区为例,开发了采煤塌陷区遥感动态监测系统,该系统包括采煤塌陷区动态监测遥感图像解译和塌陷区环境要素统计分析两个子系统。在基础资料的选择上以遥感图像(1987 年Landsat5 的TM 图像、1992 年Landsat5 的TM 图像、1997 年Landsat5 的TM 图像、2001 年Landsat7 的ETM+图像和2003 年Landsat5 的TM 图像)和现场考察为主,并结合其它相关资料。采煤塌陷区动态监测遥感图像解译子系统是采用遥感软件ENVI(TheEnvironment For Visualizing Images)结合IDL(Interactive Data Language)交互式数据语言建立开发,主要功能包括遥感图像解译、图像显示及分析等。该子系统首先对遥感图像进行解译,然后采用分类后比较法对塌陷区进行变化信息提取,再通过两者的叠加分析最后确认塌陷区变化的信息,获得较为理想的动态监测结果。塌陷区环境要素统计分析子系统是利用MapInfo 及二次开发语言MapBasic 开发,主要有查询、面积统计和统计图绘制等功能。该子系统首先将分类后的图像导入本子系统,进行矢量化,然后对矢量后的图形进行面积统计等操作,得到统计面积及统计图,并采用定量分析的方法对得出的面积值及统计图进行分析。本文将该系统应用于唐山市区南部采煤塌陷区生态环境动态变化分析,应用结果表明研发的基于RS(Remote Sensing)和GIS(Geographic Information Systems)的采煤塌陷区遥感动态监测系统可以为管理部门提供一个快速、经济和准确的采煤塌陷区动态监测技术手段和时空数据管理与分析的平台。而且,此系统的应用有利于实现采煤塌陷区长期、系统、动态的监测,为复垦、治理、恢复被破坏生态环境等工作提供依据,对恢复塌陷区的生态环境有重要意义。

关键词：塌陷区遥感地理信息系统 ENVI MapInfo IDL MapBasic

基于CA模型的土壤盐渍化时空演变模拟与预测

同方学位论文库评论

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农业工程学报 2007年第1期23卷 6-12,I0001页

作者：史晓霞李京陈云浩国巧真北京师范大学资源学院资源技术与工程研究所北京100875

土壤盐渍化是干旱半干旱区土地退化的主要形式之一,其发生发展是一个复杂的非线性动力学过程。该文通过对吉林省长岭县土壤盐渍化成因及特征分析,确定土壤盐渍化影响因子及动态机制,并利用地理元胞自动机对复杂系统时空动态演化过程具... 详细信息

土壤盐渍化是干旱半干旱区土地退化的主要形式之一,其发生发展是一个复杂的非线性动力学过程。该文通过对吉林省长岭县土壤盐渍化成因及特征分析,确定土壤盐渍化影响因子及动态机制,并利用地理元胞自动机对复杂系统时空动态演化过程具有较强的计算及模拟能力特点,在G IS与RS支持下,建立土壤盐渍化CA动态模型,即土壤盐渍化地理元胞自动机模型(G eoCA-Sa lin ization),并结合相关属性数据和空间数据,模拟长岭县土壤盐渍化发生发展的时空动态规律,并对今后的可能发展做出预测。结果表明:基于G eoCA-Sa lin ization模型对长岭县土壤盐渍化时空演变进行的模拟与实际情况基本吻合,同时基于该模型的土壤盐渍化时空演变预测符合当前的发展态势。与其他方法相比,该方法能更好地实现任意有效离散时间距与瞬时动态可视化表达的结合,是土壤盐渍化时空演变模拟与预测较为有效的方法。

关键词：土壤盐渍化 GeoCA—Salinization模型空间数据长岭县

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天津滨海新区地表水悬浮物浓度遥感反演研究

测绘科学 2016年第5期41卷 67-71,142页

作者：王代堃国巧真香港中文大学地理与资源管理系香港999077 天津城建大学地质与测绘学院天津300384

针对传统的实地地表水水质监测测量方法费时费力,且存在监测布设点有限,无法反映水质的时空变化情况等问题,该文以天津滨海新区的Landsat-8卫星影像作为数据源,将实地水样采集、实验室测量分析和遥感影像不同波段像元亮度值结合,对滨海... 详细信息

针对传统的实地地表水水质监测测量方法费时费力,且存在监测布设点有限,无法反映水质的时空变化情况等问题,该文以天津滨海新区的Landsat-8卫星影像作为数据源,将实地水样采集、实验室测量分析和遥感影像不同波段像元亮度值结合,对滨海新区海河水体的悬浮物浓度,分别建立基于统计回归和神经网络的两种经验算法反演模型。结果表明,神经网络模型的反演结果能较准确地反映实际水体的悬浮物浓度分布情况,为该地区地表水水质监测提供一种可行的解决方案。

关键词：悬浮物浓度遥感反演 Landsat-8 天津滨海新区