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空间尺度上推转换对影像信息的影响分析

测绘科学 2019年第5期44卷 117-125页

作者：徐凯健田庆久朱小波杨闫君焦俊男南京大学国际地球系统科学研究所南京210023 江苏省地理信息技术重点实验室南京210023

针对尺度上推转换在不同空间分辨率遥感影像的应用结果中所产生的光谱扭曲和失真现象未受到普遍重视这一现象。以福建省河田盆地马尾松林样区为研究对象,采用同时相的1～16m卫星多尺度观测影像,基于最邻近法、双线性内插法、三次卷积内... 详细信息

针对尺度上推转换在不同空间分辨率遥感影像的应用结果中所产生的光谱扭曲和失真现象未受到普遍重视这一现象。以福建省河田盆地马尾松林样区为研究对象,采用同时相的1～16m卫星多尺度观测影像,基于最邻近法、双线性内插法、三次卷积内插法以及像元聚合法4种方法,将原始影像转换生成一系列低分辨率影像,并分别与同尺度真实卫星影像的光谱反射率、植被指数、光谱空间结构和影像产品数值进行对比分析,以定量评估升尺度转换对影像光谱信息的影响。结果表明:伴随升尺度倍数的增加,升尺度转换影像的光谱均值、NDVI以及变化趋势与真实观测尺度影像相比呈显著差异;经不同倍数尺度上推后的影像空间信息量和清晰度逐渐下降,其幅度明显低于真实影像的变化结果。建议通过构建经验统计方程对不同传感器数据进行光谱转换,以充分利用多尺度遥感观测优势并保证结果的准确性。

关键词：尺度上推影像光谱尺度转换空间分辨率影像重采样

基于植被和环境因子的亚高山森林土壤水源涵养功能空间尺度上推模型构建——以岷江上游杂谷脑流域为例

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生态学报 2023年第13期43卷 5614-5626页

作者：徐亚莉张明芳李强余恩旭邓力濠邓诗宇刘子佩连晖电子科技大学资源与环境学院成都611731 西北农林科技大学林学院杨凌712100 中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所北京100091

土壤层水源涵养功能是森林水源涵养功能的主体。目前关于森林土壤水源涵养功能的研究主要集中在林地或坡面尺度上。由于流域尺度,尤其是环境空间异质性强的西南亚高山区流域,如何将林地尺度实测结果上推至流域或更大空间尺度仍是生态水... 详细信息

土壤层水源涵养功能是森林水源涵养功能的主体。目前关于森林土壤水源涵养功能的研究主要集中在林地或坡面尺度上。由于流域尺度,尤其是环境空间异质性强的西南亚高山区流域,如何将林地尺度实测结果上推至流域或更大空间尺度仍是生态水文领域面临的巨大挑战之一。以川西岷江上游杂谷脑流域为研究对象,融合多种森林类型样地实测与流域尺度多源遥感数据,构建了基于植被和环境因子的林地-流域森林土壤水源涵养功能尺度转换模型,实现了流域尺度土壤水源涵养功能快速评价及其空间分布预测。样地尺度研究结果表明各类型森林的土壤水文特性各异,总体表现为天然林优于人工林,混交林优于单纯林。林地土壤持水能力受到区域气候、植被、土壤及地形等因子的共同影响,其中风速、NDVI及林龄与土壤最大持水量、毛管持水量及非毛管持水量均呈极显著正相关(P尺度上推模型精度较高,土壤最大持水量、土壤毛管持水量和土壤非毛管持水量模型拟合优度R2分别为0.700、0.720和0.908;土壤最大持水量、土壤毛管持水量和土壤非毛管持水量的模型预测值与野外实测值的相关系数介于0.69—0.79之间,平均误差均低于20%,表明模型预测结果可靠。利用构建的土壤水源涵养功能尺度上推模型,估算得出流域尺度森林土壤持水量的空间分布,其结果表明杂谷脑流域森林土壤持水量空间分异明显,海拔较高区域森林土壤持水量最高,其次为距道路和河流有一定距离的缓坡地带,下游干旱河谷地区土壤持水量最低。本研究为亚高山森林生态功能的恢复和提升提供了科学依据和评价工具。

关键词：亚高山森林土壤水源涵养尺度上推多元线性回归模型

华北落叶松树干液流的个体差异和林分蒸腾估计的尺度上推

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林业科学 2008年第1期44卷 34-40页

作者：熊伟王彦辉于澎涛刘海龙徐丽宏时忠杰莫菲中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所国家林业局森林生态环境重点试验室北京100091 内蒙古农业大学林学院呼和浩特010019 中国林业科学研究院热带林业研究所广州510520

2005年6—10月在宁夏六盘山南侧的西峡林场,选择比较均匀的坡面（坡度45°）,布设了20m×20m的华北落叶松固定标准地,应用热扩散茎流计连续测定13株树木的树干液流。结果表明：不同径级树木的树干日液流量存在较大差异,在6—7月,其值变... 详细信息

2005年6—10月在宁夏六盘山南侧的西峡林场,选择比较均匀的坡面（坡度45°）,布设了20m×20m的华北落叶松固定标准地,应用热扩散茎流计连续测定13株树木的树干液流。结果表明：不同径级树木的树干日液流量存在较大差异,在6—7月,其值变化在11.27～24.46kg·d^-1,变异系数CV为0.298（n=5）;在8—10月,其值变化在5.01～22.25kg·d^-1,变异系数CV为0.454（n=13）。方差分析表明,胸径和液流密度是2个显著影响树干日液流量变异的因子,前者主要通过决定树干边材面积来控制树干液流量大小,它可以解释变异方差的56.9%;树干液流密度可以解释变异方差的34.7%。相关性分析表明,树干液流密度与与林木个体的生长指标（树高、胸径、冠幅和边材面积）无显著相关关系,但与林木的空间指标——树冠重叠度呈显著线性负相关（r=-0.668）,即树干液流密度随树冠重叠度增加而降低,说明树干液流密度主要受其林木所处的空间位置及周围树木遮荫影响而发生变化。最后,利用树干液流密度与树冠重叠度之间的关系,提出基于林木空间差异估计华北落叶松林分蒸腾量的方法,并与常用的基于边材面积的尺度转换方法进行对比。结果表明,2种方法估计的林分日蒸腾量的数值变化趋势基本相同,但基于林木空间差异的方法估计的华北落叶松林分平均日蒸腾量为1.15mm·d^-1,而基于边材面积的方法的估计值为1.32mm·d^-1,前者低于后者13.13%,说明不考虑林木空间特征可能会导致林分日蒸腾量估计值偏大。

关键词：华北落叶松人工林树干液流个体差异蒸腾尺度上推树冠重叠度

顾及斑块面积比的国产卫星土地覆盖产品尺度效应研究

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遥感学报 2023年第3期27卷 810-820页

作者：耿云龙汤玉奇尹芝勇邹滨冯徽徽中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室(中南大学) 长沙410083

尺度转换可获取不同应用需求下的土地覆盖产品最优表达尺度。但现有针对尺度转换伴随的尺度效应斑块级模型研究通常易受斑块分类的影响。因此,本文通过构建跨类型斑块面积比尺度效应模型,进一步探索斑块形态指标在尺度转换中的作用机制... 详细信息

尺度转换可获取不同应用需求下的土地覆盖产品最优表达尺度。但现有针对尺度转换伴随的尺度效应斑块级模型研究通常易受斑块分类的影响。因此,本文通过构建跨类型斑块面积比尺度效应模型,进一步探索斑块形态指标在尺度转换中的作用机制,实现对特定尺度土地覆盖产品中各地类面积的预测,为尺度转换方案提供合理性评价。首先利用信息度量技术定义斑块形态指标集,并通过数学变换将尺度纳入形态指标;然后联合斑块形态指标集和尺度转换前后的斑块面积比构建跨类型斑块面积比尺度效应模型。本文利用国家重点研发计划专项项目生产的国产卫星30 m土地覆盖产品对提出的斑块级尺度效应模型进行构建与验证。结果显示,该模型对林地、耕地、草地和不透水面四种地类在90—750 m共12个目标尺度(以60 m为间隔)上的平均预测误差分别为0.036、0.033、0.034和0.035,对目标尺度土地覆盖产品各地类面积具有较好的预测精度,可为国产土地覆盖产品尺度转换提供理论依据,为高精度产品生产提供技术支持。

关键词：土地覆盖产品尺度上推尺度效应斑块面积比形态指标

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面向生态系统评估的多源数据融合体系

生态学报 2023年第2期43卷 542-553页

作者：胡天宇赵旦曾源郭庆华何洪林中国科学研究院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093 国家植物园北京100093 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 中国科学院空天信息创新研究院遥感科学国家重点实验室北京100101 北京大学地球与空间科学学院遥感与地理信息系统研究所北京100871 北京大学城市与环境学院北京100871 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 国家生态科学数据中心北京100101

基于生态系统服务功能的生态系统评估是识别生态环境问题、开展生态系统恢复和生物多样性保护、建立生态补偿机制的重要基础,也是保障国家生态安全、推进生态文明建设的重要环节。生态系统评估涉及生态系统多个方面,需要多要素、多类型... 详细信息

基于生态系统服务功能的生态系统评估是识别生态环境问题、开展生态系统恢复和生物多样性保护、建立生态补偿机制的重要基础,也是保障国家生态安全、推进生态文明建设的重要环节。生态系统评估涉及生态系统多个方面,需要多要素、多类型、多尺度的生态系统观测数据作为支撑。地面观测数据和遥感数据是生态系统评估的两大数据源,但是其在使用时常存在观测标准不一、观测要素不全面、时间连续性不足、尺度不匹配等问题,给生态系统评估增加了极大的不确定性。如何融合不同尺度的观测数据量化生态系统服务功能是实现生态系统准确评估的关键。为此,从观测尺度出发,阐述了地面观测数据、近地面遥感数据、机载遥感数据和卫星遥感数据的特点及其在问题,并综述了这几类数据源进行融合的常用方法,并以生产力、固碳能力、生物多样性几个关键生态参数为例介绍了“基于多源数据融合的生态系统评估技术及其应用研究”项目的多源数据融合体系。最后,总结面向生态系统评估的多源数据融合体系,并指出了该研究的未来发展方向。

关键词：数据融合近地面遥感机载遥感卫星遥感尺度上推

基于Landsat数据的条件植被温度指数升尺度转换方法

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农业机械学报 2015年第7期46卷 264-271页

作者：王鹏新吴高峰白雪娇刘峻明中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 农业部农业信息获取技术重点实验室北京100083

以陕西省关中平原为研究区域,应用点扩散函数、混合像素面积权重法和中值像素变异权重法将基于Landsat卫星遥感数据反演的分辨率为30 m的条件植被温度指数(VTCI)干旱监测结果上推至930 m的干旱监测结果,并与Aqua MODIS数据反演的分辨率... 详细信息

以陕西省关中平原为研究区域,应用点扩散函数、混合像素面积权重法和中值像素变异权重法将基于Landsat卫星遥感数据反演的分辨率为30 m的条件植被温度指数(VTCI)干旱监测结果上推至930 m的干旱监测结果,并与Aqua MODIS数据反演的分辨率为930 m的VTCI干旱监测结果进行对比分析,以期为两种空间尺度的干旱监测结果的综合应用提供技术支持。以MODIS数据反演的VTCI为参考,应用相关系数、均方根误差、半变异函数的估计值和图像纹理特征等对尺度上推的VTCI进行评价。结果表明,点扩散函数和混合像素面积权重法的尺度上推效果均较好,而中值像素变异权重法的尺度上推效果较差,说明点扩散函数和混合像素面积权重法均适用于研究区域VTCI干旱监测结果的尺度转换,且点扩散函数的数据处理过程更为简单。典型样点VTCI的尺度上推结果表明,空间异质性越小,尺度上推的结果越好。

关键词：条件植被温度指数尺度上推 Landsat数据点扩散函数混合像素面积权重法

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基于热比率法的青海云杉林蒸腾量估算

植物生态学报 2018年第2期42卷 195-201页

作者：杨军军封建民何志斌咸阳师范学院资源环境与历史文化学院中国科学院西北生态环境资源研究院

流域上游森林蒸腾量的准确估算对于干旱区水资源管理至关重要。该文采用热比率法的树干液流技术对青海云杉(Picea crassifolia)单木和林分蒸腾量进行了估算和转换,目的在于通过该研究为不同尺度森林蒸腾量估算提供一个系统的解决方案。... 详细信息

流域上游森林蒸腾量的准确估算对于干旱区水资源管理至关重要。该文采用热比率法的树干液流技术对青海云杉(Picea crassifolia)单木和林分蒸腾量进行了估算和转换,目的在于通过该研究为不同尺度森林蒸腾量估算提供一个系统的解决方案。研究结果如下:第一,青海云杉胸径与边材面积间存在显著指数函数关系,R^2=0.94,p尺度的蒸腾量进行估算。

关键词：蒸腾量尺度上推热比率法青海云杉

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尺度政治视角下中菲黄岩岛争端

地理研究 2017年第10期36卷 1915-1924页

作者：张争胜刘玄宇牛姝雅华南师范大学地理科学学院广州510631

南海主权争端搅乱东亚地缘政治格局,黄岩岛主权争端关乎中国的主权、安全和发展利益。基于尺度政治理论对中菲黄岩岛争端进行梳理,探讨不同国家对尺度的利用、争夺、变换的过程。结果表明:(1)南海新的地缘政治尺度格局具有立体化的尺度... 详细信息

南海主权争端搅乱东亚地缘政治格局,黄岩岛主权争端关乎中国的主权、安全和发展利益。基于尺度政治理论对中菲黄岩岛争端进行梳理,探讨不同国家对尺度的利用、争夺、变换的过程。结果表明:(1)南海新的地缘政治尺度格局具有立体化的尺度结构,并在域外大国和地区国家的争夺中动态重组。(2)克服路径依赖的低效性、敏锐的尺度洞察力与强势的尺度界定权是国际政治实体实现尺度转换的重要策略。(3)"表达尺度"和"舆论"成为塑造权力格局、决定尺度博弈成败的重要因素,尺度争夺中地缘政治主体对舆论工具的掌控能力直接影响到地缘政治格局的重组。(4)个体成为国际政治重要的参与者,尺度政治空间的微观化、碎片化使得尺度的生产与建构更加复杂。

关键词：黄岩岛争端尺度政治尺度上推尺度下推

基于高精度土壤数据库的福建省耕地磷储量估算研究

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土壤通报 2020年第1期51卷 79-88页

作者：沈金泉福建省农田建设与土壤肥料技术总站福建福州350003

准确估算农田土壤磷密度及储量可为区域养分的科学管理提供理论依据。本研究以位于我国亚热带地区的福建省耕地为研究区,分别在全省9个地级市分别选取1个典型县(厦门市同安区、泉州市安溪县、莆田市城厢区、漳州市龙海市、三明市三元梅... 详细信息

准确估算农田土壤磷密度及储量可为区域养分的科学管理提供理论依据。本研究以位于我国亚热带地区的福建省耕地为研究区,分别在全省9个地级市分别选取1个典型县(厦门市同安区、泉州市安溪县、莆田市城厢区、漳州市龙海市、三明市三元梅列区、南平市的浦城县、宁德市蕉城区、龙岩市永定县和福州市连江县),利用这些县2008年农业部测土配方施肥项目29695个实测样点建立的1∶5万土壤数据库,以及利用尺度上推的方法估算了全省耕层土壤(0~15 cm)全磷和有效磷密度及储量。结果表明:福建省耕层土壤全磷储量达到2279 Gg(1 Gg=109 g),密度为1140 g m-3,而有效磷储量达到92 Gg,密度为46 g m-3;其中,分布面积最广的水稻土全磷和有效磷储量最大,分别为2056 Gg和84 Gg,占全省耕地总储量的90%和91%。进一步的生态风险评估表明,福建省69%的水稻土已达到或超过磷素富集风险值(20~50 mg kg-1),流失负荷大,污染风险高,以潴育水稻土和渗育水稻土亚类最为明显。因此,今后将面积较大而磷含量高的潴育水稻土和渗育水稻土作为磷素生态风险重点防治对象,并适度降低磷肥施用强度是十分必要的。

关键词：福建省土壤类型磷密度磷储量尺度上推