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基于RS和GIS的滇中地区生态累积效应研究

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基于RS和GIS的滇中地区生态累积效应研究

作者：邵大江云南师范大学

学位级别：硕士

人与自然和谐相处一直是当今社会的发展热点,如何在经济发展的同时兼顾生态环境保护成为了亟待解决的难题。在探索人类活动对生态环境影响的研究中,国内外构建了多种评价模型,选取了不同影响因子进行研究,但生态环境变化机理复杂、影响... 详细信息

人与自然和谐相处一直是当今社会的发展热点,如何在经济发展的同时兼顾生态环境保护成为了亟待解决的难题。在探索人类活动对生态环境影响的研究中,国内外构建了多种评价模型,选取了不同影响因子进行研究,但生态环境变化机理复杂、影响因子繁多、评价困难,并且在过程变化的定量研究较少。因此通过基于生态累积效应指数的表征模型,以生态系统功能偏离累积指数、景观结构干扰累积指数、生态风险累积指数、植被退化累积指数、水生态累积指数构建综合生态累积指数,对滇中地区1990-2020年区域生态环境生态累积变化情况进行时空分析,并从自然因素(海拔、坡度、植被覆盖度)和社会经济因素(人口密度、国民生产总值、城市化率、道路扩展度)两个方面进行驱动力分析。结果表明:(1)综合生态累积指数模型构建基于生态累积效应表征模型的基础上通过生态系统功能偏离累积指数、景观结构干扰累积指数、植被退化累积指数,同时考虑到生态环境的稳定性以及综合生态环境质量变化加入生态风险累积指数和水生态累积指数构建综合生态累积效应指数,对滇中地区1990-2020生态环境质量变化过程进行定量分析,研究取得了较好的结果。(2)滇中地区1990-2020年综合生态累积效应时空分析通过不同类型生态累积指数构建滇中地区综合生态累积效应指数,对滇中地区1990-2020年期间生态环境质量变化进行时空分析,研究结论如下:生态累积效应具有复杂形成机理,因此其时间上具有周期性变化,空间分布上没有特定变化趋势;但是总体程度上生态累积效应呈现短期内逆向累积,长期正向累积的趋势;滇中地区在1990-2020年间生态累积效应呈现正向累积,生态环境有所改善,但是玉溪、楚雄等地区由于生态基底较好,在多个时期内处于逆向累积,而昆明、曲靖由于生态基底较差,多个时期的生态建设中处于正向累积;草地生态系统类型受人类活动影响较大,1990-2020年期间呈现逆向累积。(3)滇中地区1990-2020年综合生态累积效应驱动力分析通过自然因素和社会经济因素对生态累积效应进行驱动力分析,研究结论如下:人口密度、GDP、城市化率、道路扩展度与生态累积效应呈现正相关,且道路扩展度相关性高于其他社会经济影响因子;社会影响因素的时空相关性呈现由滇中中部地区向外围区域发展,其结果表明,随着社会经济的快速发展,高发展地区对生态累积效应的影响力小于发展较慢的区域;海拔高度、坡度、植被覆盖度与生态累积效应呈现负相关,随着海拔、坡度、植被覆盖度的增加,生态累积效应逆向累积程度减弱,正向累积程度增加,但是在高海拔、大坡度、高覆盖率区域,正向、逆向累积受到的影响均相对较小。

关键词：生态累积效应指数 RS GIS 滇中地区驱动力分析

基于频率比-逻辑回归耦合模型的双柏县滑坡易发性评价

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自然灾害学报 2021年第4期30卷 213-224页

作者：吴常润角媛梅王金亮许汉华张华徐秋娥云南师范大学地理学部云南昆明650500 中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司云南昆明650051 云南省地质环境监测院云南昆明650216

高精度地模拟和评价滑坡灾害易发性是实现有效预防的关键。云南省双柏县地质环境脆弱,滑坡灾害突出,开展滑坡易发性评价对其灾害防治具有重大意义。本文共选取高程、坡度、坡向、剖面曲率、平面曲率、NDVI、水系距离、断层距离、地层岩... 详细信息

高精度地模拟和评价滑坡灾害易发性是实现有效预防的关键。云南省双柏县地质环境脆弱,滑坡灾害突出,开展滑坡易发性评价对其灾害防治具有重大意义。本文共选取高程、坡度、坡向、剖面曲率、平面曲率、NDVI、水系距离、断层距离、地层岩性、年平均降雨量和道路距离等11个评价因子,并耦合频率比模型与逻辑回归模型来评价滑坡易发性。结果表明:耦合模型的预测率为82.8%,优于单一的频率比模型的73.6%,能更好地模拟滑坡灾害易发性。模拟结果显示,双柏县中、高滑坡易发区面积分别占总体的35.29%和21.67%,主要分布在道路和河流沿线,以及存在软岩和断层的区域。相反,海拔高、人类活动少的地区属于低、极低的滑坡易发区。频率比-逻辑回归耦合模型能较好地模拟滑坡易发性,结果可为双柏县及类似地区滑坡灾害防灾减灾工作提供决策参考。

关键词：滑坡易发性地理信息系统频率比模型逻辑回归模型耦合模型

TRMM 3B43降水数据在云南地区的降尺度适用性评价

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中国农业气象 2020年第9期41卷 575-586页

作者：玉院和王金亮云南师范大学旅游与地理科学学院/云南省高校资源与环境遥感重点实验室/云南省地理空间信息工程技术研究中心昆明650500

借助云南省2009−2018年25个气象站点逐月降水量分析TRMM 3B43降水数据特征,利用相关系数(R)、偏离率(BIAS)、均方根误差(RMSE)和平均绝对误差对TRMM 3B43月降水数据和各站点进行适用性分析,并探讨该数据与海拔、坡度、坡向之间的关系,... 详细信息

借助云南省2009−2018年25个气象站点逐月降水量分析TRMM 3B43降水数据特征,利用相关系数(R)、偏离率(BIAS)、均方根误差(RMSE)和平均绝对误差对TRMM 3B43月降水数据和各站点进行适用性分析,并探讨该数据与海拔、坡度、坡向之间的关系,最后将TRMM 3B43月降水数据降尺度至季、年尺度,并对其进行适用性评价,为复杂地形地区开展区域降水研究、水文预报等提供可靠降水产品数据。结果表明:(1)TRMM 3B43降水数据与实测降水数据变化趋势基本一致,降水量均表现为西多东少、南多北少,且大致随海拔高度呈阶梯式分布;(2)TRMM 3B43月降水量与实测降水量具有极显著相关性,R高达0.9392,BIAS接近0,且TRMM 3B43降水数据在25个站点R值均超过0.735,大多数站点的偏离度和误差较小,其整体精度较高;(3)TRMM 3B43数据精度受坡度的影响比海拔、坡向大,但多数站点在不同海拔高度、坡度和坡向的精度均较高,适用性较强,尤其是海拔位于1000−2000m、坡度小于4°、坡向位于160°−240°的站点数据适用性更强;(4)降时间尺度后的TRMM 3B43数据相关系数稍有降低,误差变大,尤其是在冬季和年尺度适用性稍差。TRMM 3B43月降水数据在云南地区具有较高的精度,可为地面降水数据提供有效补充。

关键词： TRMM 3B43 降水数据适用性评价地形因子云南地区

滇东喀斯特地区石漠化时空演化特征研究——以曲靖市为例

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干旱区资源与环境 2021年第8期35卷 71-79页

作者：卢涛胡文英张军云南师范大学地理学部昆明650050 云南省高校资源与环境遥感重点实验室昆明650500 云南大学地球科学学院昆明650504

以1987-2020年12期Landsat TM/OLI影像为数据源,结合RS与GIS方法定量探究曲靖市石漠化时空动态演化特征。结果表明:1)曲靖市不同程度石漠化主要集中连片分布于峰丛洼地、丘陵以及河谷地带及各县交界处,整体上呈东南部重、中部和西北部... 详细信息

以1987-2020年12期Landsat TM/OLI影像为数据源,结合RS与GIS方法定量探究曲靖市石漠化时空动态演化特征。结果表明:1)曲靖市不同程度石漠化主要集中连片分布于峰丛洼地、丘陵以及河谷地带及各县交界处,整体上呈东南部重、中部和西北部轻的宏观格局。2)1987-2020年间,曲靖市潜、轻、中、重和极度石漠化面积占比分别从8.56%、9.71%、4.85%、0.98%、0.35%减少到8.35%、9.29%、4.32%、0.79%和0.29%。其中,潜在、轻度和中度石漠化面积变化较为反复,年均变化率分别为0.16%、-0.22%和-0.19%。重度和极度石漠化减幅较大,年均变化率分别为-0.56%和-0.32%。3)近30年来,曲靖市石漠化状况基本得到遏制,但局部区域仍存在高度不稳定性,存在趋于恶化的风险。今后应当重视潜在和轻度石漠化区域的演化情况,因地制宜开展石漠化综合治理,以实现不同程度石漠化区域的精准治理。

关键词：喀斯特石漠化时空演化曲靖市

多旋翼单镜头无人机不同航线规划的三维建模方法评述

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测绘通报 2020年第3期 105-108页

作者：王云川段平李佳姚永祥成李博云南师范大学旅游与地理科学学院云南昆明650500 云南省高校资源与环境遥感重点实验室云南昆明650500 云南省地理空间信息工程技术研究中心云南昆明650500

选用多旋翼单镜头无人机作为航摄设备,对同一建筑物规划交叉航线、全航线及5架次模拟航线,构建该建筑物的实景三维模型,并从模型完整性和地面控制点点位精度两个方面对3种不同航线三维建模方法进行评述。结果表明:①交叉航线建模方法控... 详细信息

选用多旋翼单镜头无人机作为航摄设备,对同一建筑物规划交叉航线、全航线及5架次模拟航线,构建该建筑物的实景三维模型,并从模型完整性和地面控制点点位精度两个方面对3种不同航线三维建模方法进行评述。结果表明:①交叉航线建模方法控制点点位精度高,但模型完整性差;②全航线建模方法控制点点位精度高,模型完整性较高;③5架次模拟航线建模方法控制点点位精度略低,模型完整性最好。

关键词：无人机航线规划倾斜摄影三维建模精度分析

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无人机背景下摄影测量学课程的实践教学探讨

测绘通报 2020年第3期 150-153页

作者：段平李佳周京春王金亮云南师范大学旅游与地理科学学院云南昆明650500 云南省高校资源与环境遥感重点实验室云南昆明650500 云南省地理空间信息工程技术研究中心云南昆明650500

传统摄影测量学课程的实践教学以大飞机采集的数据为试验数据,受采集设备的限制,学生难以直接接触此类数据采集设备,最终导致学生缺乏对数据采集全流程的实际操作和理解。近些年随着无人机蓬勃发展,拥有无人机设备的高校逐渐增多,使得... 详细信息

传统摄影测量学课程的实践教学以大飞机采集的数据为试验数据,受采集设备的限制,学生难以直接接触此类数据采集设备,最终导致学生缺乏对数据采集全流程的实际操作和理解。近些年随着无人机蓬勃发展,拥有无人机设备的高校逐渐增多,使得学生在摄影测量学课程的实践中有了更多的数据源。以承担云南师范大学测绘工程、地理信息科学2个专业的摄影测量学课程为教学任务,探讨无人机背景下摄影测量学的实践教学环节,为拥有无人机硬件设备的摄影测量学课程实践教学提供借鉴。

关键词：摄影测量学无人机课程教学课程实践测绘

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基于无人机影像的建筑物实景三维建模方法

全球定位系统 2019年第5期44卷 100-105页

作者：姚永祥段平李佳成李博李晨王云川云南师范大学旅游与地理科学学院云南昆明650500 云南省高校资源与环境遥感重点实验室云南昆明650500 云南省地理空间信息工程技术研究中心云南昆明650500

阐述了当前建筑物三维建模的发展现状,探讨了一种无人机(UAV)倾斜影像和全球定位与惯性导航系统(POS)数据相结合构建建筑物实景三维模型的方法.通过POS辅助空中三角测量、数字表面模型构建、实景三维模型生成及三维建模精细化修正等步... 详细信息

阐述了当前建筑物三维建模的发展现状,探讨了一种无人机(UAV)倾斜影像和全球定位与惯性导航系统(POS)数据相结合构建建筑物实景三维模型的方法.通过POS辅助空中三角测量、数字表面模型构建、实景三维模型生成及三维建模精细化修正等步骤保证了实景三维模型建模质量和效果.试验结果表明:构建的实景三维模型精度较高,纹理清晰几何变形小.

关键词：无人机全球定位系统建筑物三维建模模型修饰

基于多源遥感数据的云南省综合干旱监测模型研究

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基于多源遥感数据的云南省综合干旱监测模型研究

作者：玉院和云南师范大学

学位级别：硕士

干旱是一种常见且危害极大的全球性自然灾害,对人类社会与生态系统造成不可忽视的影响。在全球气候变暖的背景下,干旱事件可能会变得更加严重和频繁。因此,开展干旱监测技术方法研究,及时了解旱情,有效采取抗旱措施并科学指导农业生产... 详细信息

干旱是一种常见且危害极大的全球性自然灾害,对人类社会与生态系统造成不可忽视的影响。在全球气候变暖的背景下,干旱事件可能会变得更加严重和频繁。因此,开展干旱监测技术方法研究,及时了解旱情,有效采取抗旱措施并科学指导农业生产等意义重大。气象或遥感数据的干旱指标主要集中在单一干旱响应因素,不能较好的表达干旱综合信息。经降尺度至1km×1km的TRMM降水数据不仅能够弥补气象降水插值造成的误差,还能够满足区域尺度的干旱监测研究。云南省是干旱多发区,农业生产、人民生活、社会经济等因旱灾受到严重的影响,故以云南省为研究区,利用MODIS、TRMM、DEM等遥感数据,考虑降水、植被生长状况、地表温度和高程因子,结合主成分分析法和层次分析法,保留样本的客观信息并融入已有的知识和经验,构建云南省综合干旱监测模型,并分析2009-2018年云南省干旱时空变化特征。论文研究主要内容及结论如下:(1)基于MODIS数据的干旱监测指标研究。植被状态指数(VCI)与温度条件指数(TCI)在云南省干旱监测能力较差,VCI在非植被生长季等覆盖度较低的区域监测效果欠佳,仅适用于植被覆盖度适中且长势平稳的植被区;而TCI在温度较高地区监测干旱情况与实际有所出入,两种指数均不适合单独用于云南省干旱监测。(2)基于TRMM数据的干旱监测指标研究。TRMM 3B43数据评估精度较高,在云南省具有较好的适用性,月、季、年和单站点降水数据的R2均大于0.58;结合NDVI数据建立地理加权回归(GWR)模型进行降尺度后的数据在时间尺度和单站点中精度稍有提高;云南省降水量总体分布趋势为南多北少、西多东少,年均降水量为1082mm,主要集中于5-10月份;降水距平百分率(Pa)和降水状态指数(TRCI)均较好的反映云南省干旱情况,且两者变化趋势基本一致,只是监测干旱程度有所差异。(3)干旱监测指标精度对比研究。从标准化降水指数(SPI)、标准化降水蒸散指数(SPEI)与VCI、TCI、Pa、TRCI、DEM(高程)关系图发现,TRCI与SPI、SPEI相关性最强,其次是Pa,两个降水干旱指标均通过0.01显著性检验;TCI、VCI、DEM(高程)与SPI、SPEI相关性较弱,但基本通过了0.05显著性检验,因此可将TRCI、VCI、TCI、高程作为综合干旱监测模型的构建指标。(4)综合干旱监测模型研究。考虑高程因子对干旱的影响,将SRTMEM数据的高程因子加入模型构建中,利用主成分分析法与层次分析法共同确定干旱模型各指标(TRCI、VCI、TCI、DEM(高程))的权重,得到的云南省综合干旱监测模型(CDI)较符合实际干旱情况。CDI结果与SPI、SPEI呈现较好的正相关性,均通过0.01的显著性检验;CDI与温度植被干旱指数(TVDI)呈负相关关系,能够很好的表达遥感干旱监测能力;CDI与土壤湿度的相关系数在0.39-0.73之间,能够很好的反映土壤湿度状况。(5)云南省干旱分析。2009-2018年旱情时空变化特征基本一致,全省大部分地区均有干旱发生,其中1-3月、11-12月干旱发生率较高;云南省平均干旱频率为29%,大部分区域干旱频率主要分布在15-45%之间,且存在四个明显的干旱频发中心;10年月均干旱覆盖率中,1月的干旱覆盖区域最大,2009-2014年干旱影响范围比2015-2018年广;全省2009-2018年25个站点中,除10月外,其余月份多数站点的干旱均处于减弱趋势。

关键词： TRMM MODIS 综合干旱主成分分析层次分析云南省

滇西北高山峡谷典型区土地利用变化与生态安全评价研究

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生态科学 2022年第2期41卷 29-40页

作者：潘继亚王金亮高帆云南省高校资源与环境遥感重点实验室云南昆明650500 云南省地理空间信息工程技术研究中心云南昆明650500 云南师范大学地理学部云南昆明650500 云南民族大学云南昆明650500

以滇西北高山峡谷典型区香格里拉市为研究对象,对该区域1974—2017年土地利用变化和土地生态安全状况进行分析。结果表明:1974—2017年间,研究区耕地、灌草地、建设用地、未利用地都有增加,林地和水域有不同程度的减少,建设用地变化幅... 详细信息

以滇西北高山峡谷典型区香格里拉市为研究对象,对该区域1974—2017年土地利用变化和土地生态安全状况进行分析。结果表明:1974—2017年间,研究区耕地、灌草地、建设用地、未利用地都有增加,林地和水域有不同程度的减少,建设用地变化幅度是最大的,林地变化幅度是最小的,1999—2003年间土地利用变化是最剧烈的,2013—2017年间土地利用变化是最小的;1974—2017年间,研究区土地生态安全指数呈现先降后升的趋势,生态安全状况转变情况为“中度预警—轻度预警—安全—较安全”;通过线性回归模型趋势拟合分析发现,研究区土地生态安全综合指数呈增长趋势;研究区生态安全等级为南部、海拔较低的五境乡、上江乡、金江镇、虎跳峡镇、三坝纳西族乡、洛吉乡等区域较高,北部海拔较高的东旺乡、尼西乡、格咱乡等区域较低。

关键词：生态安全土地利用空间格局 PSR模型 DPSIR模型香格里拉市