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Monitoring rock desert formation caused by two different origins(ice-snow melting and drying)in the Qinghai-Tibet Plateau of China by considering topographic and meteorological elements

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Journal of Arid Land 2022年第8期14卷 849-866页

作者： JIA Wei SHI Peijun WANG Jing'ai MA Weidong xia xingsheng ZHOU Yuantao Key Laboratory of Tibetan Plateau Land Surface Processes and Ecological Conservation(Ministry of Education) Qinghai Normal UniversityXining 810008China School of Geographical Sciences Qinghai Normal UniversityXining 810008China Academy of Plateau Science and Sustainability Qinghai Normal UniversityXining 810008China Key Laboratory of Environmental Change and Natural Disaster Ministry of EducationBeijing Normal UniversityBeijing 100875China Faculty of Geographical Science Beijing Normal UniversityBeijing 100875China

Monitoring rock desert formation caused by two different origins(ice-snow melting and drying)through remote sensing is crucial to our understanding of the interaction between the underlying surface of different rock desert and land-atmosphere types,as well as the relationship between bare land and soil erosion.A number of achievements have been made in remote sensing monitoring of desert areas,but there is a lack of accurate classification and remote sensing identification of rock desert types based on formation mechanism.In this study,the north and south sides of the eastern Kunlun Mountains in the northern part of the Qinghai-Tibet Plateau of China were taken as the study areas.Landsat operational landscape imager,digital elevation model,and precipitation and temperature grid data were used as data sources.By identifying the bare areas based on the normalized difference vegetation index(NDVI),we used the multi-element fusion method of contours,isotherms,and isohyets to identify the rock desert types in the ice-snow melting and dry areas.The results showed that:(1)the rock desert areas identified by remote sensing based on topographic and meteorological elements were highly accurate,with an overall accuracy of 88.45%and kappa coefficient of 0.77.The multi-element fusion method of contours,isotherms,and isohyets could effectively identify the rock desert types in the ice-snow melting and dry areas;(2)the optimal segmentation range of the ice-snow melting and dry areas was 3600 m contour,-2°C-2°C isotherms,and 100-130 mm isohyets.The areas with elevation less than 3600 m,annual average temperature higher than 2°C,and average annual precipitation less than 100 mm were rock desert in the dry areas.The range of-2°C-2°C isotherms and 100-130 mm isohyets was the transition area between the ice-snow melting and dry areas.The areas with elevation higher than 3600 m,annual average temperature less than-2°C,and average annual precipitation higher than 130 mm were rock desert in the ice-snow melting areas;and(3)the identifi

关键词： rock desert in the ice-snow melting areas rock desert in the dry areas contours isotherms isohyets Qinghai-Tibet Plateau

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Extraction and analysis of abandoned farmland:A case study of Qingyun and Wudi counties in Shandong Province

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Journal of Geographical Sciences 2019年第4期29卷 581-597页

作者： xiaO Guofeng ZHU Xiufang HOU Chenyao xia xingsheng Key Laboratory of Environmental Change and Natural Disaster of Ministry of Education Faculty of Geographical ScienceBeijing Normal UniversityBeijing 100875China State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology Beijing Normal UniversityBeijing 100875China Beijing Engineering Research Center for Global Land Remote Sensing Products Institute of Remote Sensing Science and EngineeringBeijing Normal UniversityBeijing 100875China

Rapid urbanization and continuous loss of rural labor force has resulted in aba donme nt of large areas of farmland in some regi ons of China.Remote sen sing tech no logy can in directly help detect abandoned farmland size and qua ntity,which is of great significance for farmland protection and food security.This study took Qingyun and Wudi counties in Shandong Province as a study area and used CART decision tree classification to compile land use maps of 1990-2017 based on Landsat and HJ-1A data.We developed rules to identify aba ndoned farmla nd,and explored its spatial distributi on,du rati on,and reclamation.CART accuracy exceeded 85%from 1990-2017.The maximum abandoned farmland area was 5503.86 ha during 1992-2017,with the maximum rate being 5.37%.Farmland abandonment rate was the highest during 1996-1998,and abandonment trend decreased year by year after 2006.Maximum abandonment duration was 15 years(1992-2017),mostly within 4 years and only a few exceeded 10 years.From 1993-2017,the maximum reclaimed aban?doned farmland was 2022.3 ha,and the minimum^20 ha.The maximum reclamation rate was 67.44%m,with annual average rate being 31.83%.This study will help analyze farmland aband onment drivi ng forces in the study area and also provide ref ere nces to ide ntify abandoned farmland in other areas.

关键词： CART abandonment reclamation farmland Shandong Province Landsat data

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基于冷暖季放牧区划分的玉树州草畜平衡估算及变化分析

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草业科学 2024年第4期41卷 1007-1019页

作者：夏兴生马国秀车红岩潘耀忠黄永生李宏达青海师范大学高原科学与可持续发展研究院青海西宁810016 青海师范大学地理科学学院青海西宁810016 北京师范大学地理科学学部遥感科学国家重点实验室北京100875 青海省草原总站青海西宁810008

玉树州作为三江源高寒生态屏障区以牧为主农牧业结合发展的核心地区,草畜平衡不仅关系生态屏障安全,也对实现科学的畜牧业经济管理具有重要的指导意义。因此,本研究以探究高寒生态屏障区天然草地的草畜平衡变化为目的,选择玉树州为研究... 详细信息

玉树州作为三江源高寒生态屏障区以牧为主农牧业结合发展的核心地区,草畜平衡不仅关系生态屏障安全,也对实现科学的畜牧业经济管理具有重要的指导意义。因此,本研究以探究高寒生态屏障区天然草地的草畜平衡变化为目的,选择玉树州为研究区,利用2014-2019年MOD13A1 NDVI产品数据和MOD17A3H NPP产品数据、统计数据、植被类型数据,在划分县域冷暖两季放牧区的基础上,以“木桶效应”确定了各县(市)天然草地的合理载畜量并对其草畜平衡进行了评估。结果表明:1)按照理论上的自然轮牧规律,参考固定面积比例和年内NDVI的时空分布规律划分的玉树州各县(市)冷季放牧区分布于较温暖的沟谷地区,暖季放牧区处于高寒区域,且冷季放牧区产草量大于暖季放牧区。2)年际间冷暖季放牧区干草产量均呈波动增长趋势,年均增长率均在3.00%以上且暖季放牧区年产草量增长率大于冷季放牧区。3)2014-2019年玉树州整体的草畜平衡状态由临界超载和超载波动转为平衡,但各县(市)草畜平衡状态存在差异,推测可能是因为自然保护区和国家公园生态工程支持的空间范围差异引起的。本研究对进一步修订三江源自然保护区和国家公园建设方案,实施高寒生态屏障区生态和畜牧业经济的良性发展策略具有一定的参考价值。

关键词：遥感轮牧木桶效应高寒草地载畜量生态屏障区青藏高原

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基于流域单元的地质灾害易发性评价——以西藏昌都市为例

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中国地质灾害与防治学报 2023年第1期34卷 139-150页

作者：支泽民刘峰贵周强夏兴生陈琼青海师范大学地理科学学院青海西宁810008 高原科学与可持续发展研究院青海西宁810008

作为在山地地区易发的自然灾种,地质灾害每年都给中国造成严重的经济损失。为揭示阐明典型高山峡谷区地质灾害易发性影响因素,文章以昌都市为研究区例,基于区内孕灾环境的差异,对其进行流域划分,同时选取海拔、坡度、地形起伏度等10个... 详细信息

作为在山地地区易发的自然灾种,地质灾害每年都给中国造成严重的经济损失。为揭示阐明典型高山峡谷区地质灾害易发性影响因素,文章以昌都市为研究区例,基于区内孕灾环境的差异,对其进行流域划分,同时选取海拔、坡度、地形起伏度等10个指标构建地质灾害易发性评价指标体系,基于随机森林模型对各流域地质灾害易发性空间分布进行研究。结果表明:(1)昌都市地质灾害类型主要以小型灾害为主,大型灾害分布相对较少但危害巨大,险情等级较高,同时,区域内地质灾害的空间分布具有沿河流与道路呈条带状分布的特征;(2)总体来看,各流域地质灾害的影响因素大致相同,但仍具有一定的差异性,金沙江流域受海拔与道路影响较为突出,澜沧江流域受居民点密度影响较为突出,而怒江流域受道路因素影响较为突出;(3)各流域地质灾害易发性空间分布存在差异,金沙江流域低易发面积占比最大,澜沧江与怒江流域均为中易发面积占比最大;三大流域均以高易发所占比最小,但在全流域内均有分布,且主要分布于人类活动较为强烈、岩性较软等区域。

关键词：昌都市随机森林地质灾害易发性流域单元

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“5.22”玛多地震影响区水体变化遥感探测

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航天返回与遥感 2023年第4期44卷 125-142页

作者：钟宇茜夏兴生胡天宇潘耀忠青海师范大学高原科学与可持续发展研究院西宁810016 北京师范大学地理科学学部遥感科学国家重点实验室北京100875 青海师范大学地理科学学院西宁810016

对地质活动主要影响区水系、水体变化进行监测,对于探索地质活动对区域自然和社会系统的影响具有重要意义。本文在GoogleEarthEngine平台的支持下,基于2018—2021年逐年7—11月的Sentinel-2A/B遥感数据,通过构建水体指数并利用大津算法... 详细信息

对地质活动主要影响区水系、水体变化进行监测,对于探索地质活动对区域自然和社会系统的影响具有重要意义。本文在GoogleEarthEngine平台的支持下,基于2018—2021年逐年7—11月的Sentinel-2A/B遥感数据,通过构建水体指数并利用大津算法对“5.22”玛多地震影响区水体信息进行提取并探测其变化情况。主要结果如下:(1)基于Sentinel-2A/B遥感数据构建的8种水体指数中B3和B5波段组合指数水体信息提取最优,为水体指数构建的波段选择提供了新的参考;(2)对玛多地震前后水体变化进行探测发现2018—2021年研究区水体不存在新增与消失,仅有扩张或收缩,且地表水体面积总体上呈先扩张后收缩的趋势。但是,对局部水体来说,并不完全遵循这一规律;(3)气候变化并不能很好地解释局部水体的变化规律,结合区地震影响区域现场调查的事实证明地震活动确实造成了部分地表水体的变化。

关键词：水体指数大津算法气候变化地质活动多光谱传感器

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中分辨率遥感影像云检测与厚云去除研究综述

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遥感技术与应用 2023年第1期38卷 143-155页

作者：陈津乐张锦水段雅鸣杨志夏兴生遥感科学国家重点实验室北京师范大学北京100875 北京市陆表遥感数据产品工程技术研究中心北京师范大学地理科学学部北京100875 高原科学与可持续发展研究院青海师范大学青海西宁810016 遥感科学与工程研究院北京师范大学地理科学学部北京100875

中分辨率遥感影像(10~100 m分辨率)具有适中的空间分辨率、较高的重访周期和较大幅宽实现大范围的对地观测,是当前准确获取地球表面信息的核心遥感数据源。已有研究表明,地球表面常年60%以上云量覆盖,成为中分辨率光学影像获取有效地表... 详细信息

中分辨率遥感影像(10~100 m分辨率)具有适中的空间分辨率、较高的重访周期和较大幅宽实现大范围的对地观测,是当前准确获取地球表面信息的核心遥感数据源。已有研究表明,地球表面常年60%以上云量覆盖,成为中分辨率光学影像获取有效地表信息的最大的限制性因素之一。如何高效地标记云/阴影并合成晴空影像,是实现地表要素提取、土地覆盖动态变化和地球系统物质和能量循环参量反演的关键,可视为同辐射校正、几何精校正一样的遥感影像预处理必备步骤,这也是进行各种定量遥感应用的基础。总结过去中分辨率影像云检测和厚云去除的研究发现,云检测截止在2019年有多篇综述文章进行总结,但是厚云去除的综述性文章未有报道。因此,研究重点总结了2018年以来云检测方法的科研成果,尤其是基于机器学习的技术方法,梳理出了这一研究的现状和重点;对于厚云的去除方法,扩展了厚云去除方法的概念,全面总结了各种厚云的去除方法,分析了各种方法存在的优缺点,对今后的研究重点进行了展望,为相关的研究学者对这一方向提供一个全面而清晰的认识。

关键词：云/阴影检测晴空影像合成中分辨影像厚云机器学习

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青海省草原火灾时空格局及成因调查研究

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地理科学进展 2023年第10期42卷 1973-1983页

作者：黄永生夏兴生周强潘耀忠陈英明李宏达青海师范大学高原科学与可持续发展研究院西宁810016 北京师范大学地理科学学部遥感科学国家重点实验室北京100875 青海师范大学地理科学学院西宁810016 青海省地理空间信息技术与应用重点实验室西宁810008 青海省草原总站西宁810008

了解青藏高原草原火灾时空分布以及火灾成因对于维护高原地区的生态屏障功能、畜牧业的可持续发展和灾害风险管理具有十分重要的意义。论文以青海省为研究区,基于历史火灾资料记录和2002—2020年的MODIS火烧迹地产品MCD64A1,运用核密度... 详细信息

了解青藏高原草原火灾时空分布以及火灾成因对于维护高原地区的生态屏障功能、畜牧业的可持续发展和灾害风险管理具有十分重要的意义。论文以青海省为研究区,基于历史火灾资料记录和2002—2020年的MODIS火烧迹地产品MCD64A1,运用核密度估计方法等对草原火灾时空分布规律以及发生原因进行了分析。结果显示:(1)青海省草原火灾呈现东多西少的格局,且泽库县、贵南县、河南县是发生草原火灾次数最多的3个县;草地类型和人类活动与草原火灾的空间分布相关性最为显著,且草地类型起主导作用,而人类活动是重要的诱发因素,即道路和居民点1 km范围内的高寒草甸是草原火灾的高发区。(2)随着野外火源的增多,2002—2020年遥感和统计调查的青海省草原火灾频次呈波动上升趋势,但平均过火面积在逐步减小,说明灭火能力在不断提升;草原火灾发生的频次在季节上具有明显的双峰型特征,即深秋和冬末火灾频次最多,春季次之,夏季则比较鲜见。(3)高压线碰火、放牧取暖和燃放鞭炮是诱发青海省草原火灾的主要人为因素。研究结果可为摸清青海省草原火灾的底数和分析高原草原火灾的社会、生态影响,制定区域内有效的草原火灾预防管理体系提供一定的支持。

关键词：草原火灾时空特征起火原因青海省

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基于随机森林的地质灾害潜在财产损失空间预测——以西藏昌都为例

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高原科学研究 2023年第2期7卷 21-30页

作者：支泽民刘峰贵陈琼夏兴生周强青海师范大学地理科学学院青海西宁810008 青海师范大学高原科学与可持续发展研究院青海西宁810008

作为受地质灾害影响最为严重的国家之一,地质灾害每年给中国造成严重的经济损失。作为灾后应急响应与灾情评估的重要依据,快速精准的灾害损失评估就变的极为重要。文章以西藏自治区昌都市为研究区,选取地质灾害隐患点以及土地利用等数据... 详细信息

作为受地质灾害影响最为严重的国家之一,地质灾害每年给中国造成严重的经济损失。作为灾后应急响应与灾情评估的重要依据,快速精准的灾害损失评估就变的极为重要。文章以西藏自治区昌都市为研究区,选取地质灾害隐患点以及土地利用等数据,基于ArcGIS对昌都市地质灾害空间分布特征进行分析,基于随机森林回归方程构建了昌都市地质灾害潜在财产损失评估模型,对昌都市的潜在财产损失进行评估。研究发现:(1)昌都市的高山峡谷区地质灾害隐患在水平空间分布上具有明显的沿河流与道路分布的集聚特征;在垂直空间分布上,不同灾害类型的占比具有明显差异;(2)从经济损失来看,地质灾害主要对道路威胁较大,其次是居民建筑、耕地与林地。同时,基于实际地质灾害隐患数据构建的潜在财产损失评估模型能够为区域地质灾害损失快速评估提供有效的参考,为同类型区域地质灾害损失的快速评估提供一种具有参考价值的定量评估方法。

关键词：地质灾害昌都市财产损失随机森林 Ripley′s K函数

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撂荒耕地的提取与分析——以山东省庆云县和无棣县为例

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地理学报 2018年第9期73卷 1658-1673页

作者：肖国峰朱秀芳侯陈瑶夏兴生北京师范大学环境遥感与数字城市北京市重点实验室北京100875 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京市陆表遥感数据产品工程技术研究中心北京100875 北京师范大学地理科学学部遥感科学与工程研究院北京100875

由于城镇化的快速发展和农村劳动力不断流失,中国部分地区出现大面积的撂荒现象。利用遥感技术可以间接提取撂荒耕地的规模和数量,对耕地的保护和粮食安全有重要意义。以山东省庆云县和无棣县为研究区,基于Landsat数据和HJ1A数据,采用C... 详细信息

由于城镇化的快速发展和农村劳动力不断流失,中国部分地区出现大面积的撂荒现象。利用遥感技术可以间接提取撂荒耕地的规模和数量,对耕地的保护和粮食安全有重要意义。以山东省庆云县和无棣县为研究区,基于Landsat数据和HJ1A数据,采用CART决策树分类方法,制作了1990-2017年的土地利用图,制定了撂荒地的识别规则,在此基础之上提取了研究区的撂荒地空间分布、持续撂荒时间分布和撂荒地复垦区域。结果显示:1990-2017年基准期影像的CART决策树分类精度高于85%;1992-2017年间,研究区撂荒地面积最大值为5503.86 hm^2,最大撂荒率为5.37%,其中1996-1998年撂荒率最高,2006-2017年撂荒地面积的整体趋势逐年降低;1992-2017年间最大持续撂荒时间为15年,大部分耕地持续撂荒时间在4年之内,少数耕地持续撂荒时间超过10年;1993-2017年撂荒耕地复垦面积最大为2022.3 hm^2,最小复垦面积约为20 hm^2,复垦率最大值为67.44%,年均复垦率为31.83%。研究结果不仅能够为研究区撂荒驱动因素分析提供数据支撑,而且也可以为其他地区的撂荒耕地识别提供参考。

关键词： CART 撂荒复垦耕地山东省 Landsat数据

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中国综合农业分区下的Ångström-Prescott公式系数逐月校正与优选

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地理学报 2021年第4期76卷 888-902页

作者：夏兴生潘耀忠朱秀芳张锦水北京师范大学地理科学学部遥感科学国家重点实验室北京100875 青海师范大学高原科学与可持续发展研究院西宁810008 北京师范大学地理科学学部遥感科学与工程研究院北京100875

Ångström-Prescott公式是联合国粮食及农业组织(FAO)推荐的计算地表有效总太阳辐射(Rs)数据以支持参考作物需水量估算等研究的简便方法。本文以优选中国综合农业分区的Ångström-Prescott公式系数as、bs为目标,采用最小二乘回归方法,以... 详细信息

Ångström-Prescott公式是联合国粮食及农业组织(FAO)推荐的计算地表有效总太阳辐射(Rs)数据以支持参考作物需水量估算等研究的简便方法。本文以优选中国综合农业分区的Ångström-Prescott公式系数as、bs为目标,采用最小二乘回归方法,以全国范围内121个地面气象站点1957—2010年的逐月Rs和日照百分比数据计算获得了各农业区的逐月as、bs系数,并以2011—2016年的Rs观测值为真值,比较验证了分别以as、bs系数回归值和FAO的建议值计算的Rs相对精度。结果表明,38个农业子区逐月的站点平均as、bs系数取值无论是在时间上还是在空间上均存在不稳定性,且与FAO的推荐值存在明显差异。整体上,以as、bs系数回归值计算的Rs相对精度要优于FAO的建议值计算的Rs相对精度,但是在各农业子区内,前者并不是在所有月份均优于后者。综合考虑二者的精度比较结果,建议在全国大规模的实践中,东北区、内蒙古及长城沿线区、黄淮海区、黄土高原区、甘新区仍然使用FAO推荐的Ångström-Prescott公式系数,而在长江中下游区、西南区、华南区、青藏区则建议以矫正后的站点均值作为Ångström-Prescott公式的系数;在局部区域高精度的计算中,建议使用优选值作为Ångström-Prescott公式的系数以获得最优的Rs估算值。本研究方法简单、可操作性强,在现有的数据条件下,对提高地表太阳辐射和参考作物需水量的计算精度有一定的参考价值。

关键词：太阳辐射 Ångström-Prescott公式系数校正中国

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