检索结果-南通市图书馆

作者：姜珊珊中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)

学位级别：硕士

边缘海是整个海洋系统初级生产力较高的地方,是有机碳埋藏的重要地带,受陆源和海源的影响。气候变暖以来,海洋碳循环一直是全球各国研究的热点问题,颗粒有机碳（Particulate Organic Carbon,以下简称POC）作为海洋碳循环的重要组成部分... 详细信息

边缘海是整个海洋系统初级生产力较高的地方,是有机碳埋藏的重要地带,受陆源和海源的影响。气候变暖以来,海洋碳循环一直是全球各国研究的热点问题,颗粒有机碳（Particulate Organic Carbon,以下简称POC）作为海洋碳循环的重要组成部分,与生物化学过程以及水体的光学特征有着密切联系,POC浓度的变化在一定程度上是衡量海洋对大气CO调控的重要指标。中国边缘海黄海水体中的颗粒有机碳主要受到近岸人类活动的影响,藻类养殖即为该区重要的人类活动之一。卫星遥感技术成为长时间、大范围监测颗粒有机碳的重要方法,克服了传统实地采样的局限性。因此研究海带养殖对水体光学特性和POC浓度的影响,一方面有助于了解海带养殖生态系统的固碳能力,为调节全球气候变化提供一定的科学依据;另一方面有助于探索海带养殖对海水水质的影响。本文针对山东半岛东南侧近岸海域黑泥湾开展野外调查,共设置9个采样点,春季和夏季各开展一个航次,每个航次按照相同的9个采样点采样,实行9船同步观测,获得藻类颗粒物、非藻类颗粒物、总颗粒物和黄色物质吸收系数数据,POC数据以及悬浮物浓度和粒度数据,分析发现黑泥湾水体光学特性季节变化较大,本文基于黑泥湾表层总颗粒物吸收系数at410,at443,at490和at550及其组合变化,建立了黑泥湾表层和垂向各层水体POC浓度的遥感反演算法,利用modis影像揭示了不同季节POC浓度的空间分布特征,并结合实测数据分析了海带养殖对水体POC浓度的影响。本文主要研究内容和结果:（1）黑泥湾春季水体中各组分的吸收系数均大于夏季,两个季节的总颗粒物吸收光谱曲线均为非藻类颗粒物主导型。春季藻类颗粒物吸收受海带养殖活动的影响,在水柱中层出现吸收最大值,非藻类颗粒物和总颗粒物吸收特征相似,春季时由于水体的垂向混合作用,垂向各层吸收系数近乎相等;夏季时由于水体层化作用和再悬浮作用,随深度增加,吸收系数呈增加的趋势。（2）本文基于QAA算法利用modis遥感影像对黑泥湾表层水体总吸收特征进行反演,结果表明,QAA＿v5算法能较好的估算研究区表层水体的总吸收系数,但QAA＿v5算法的应用需要根据研究区总吸收系数相较于纯水吸收系数的实际变化情况进行一定的调整,此处我们根据黑泥湾实测水体吸收特征的季节变化特征,将QAA算法的参考波长向红波方向移动,反演得到了精度较高的总吸收系数数据。（3）通过modis遥感影像反演得到的黑泥湾表层水体总吸收系数空间分布图表明,黑泥湾春季表层水体总吸收系数明显大于夏季,春季养殖区表层水体总吸收系数明显大于无养殖区,并对养殖区附近海域吸收特征产生了一定的影响;夏季无海带养殖季节黑泥湾表层水体总吸收系数在空间上基本没有变化,趋于自然水体的特征,表明海带养殖会改变水体中光学组分的浓度和分布情况,引起水体光学性质的变化。（4）本文基于黑泥湾表层水体总吸收系数与POC浓度的关系建立了表层POC浓度的遥感反演模型,从结果图中可以发现:表层POC浓度与总吸收系数分布特征相似,春季呈近岸大于远岸,海带养殖区大于非海带养殖区的特征,春季POC浓度明显高于夏季;夏季在空间上呈均匀分布。（5）本文通过表层总吸收系数和垂向各层水体POC浓度的关系建立了垂向水体POC浓度反演模型,结果表明:黑泥湾春、夏季POC浓度的垂向变化特征相似,均为随深度增加,先减小后增大,海带养殖引起春季上层POC浓度明显高于其他层,夏季底层POC浓度增大的幅度明显大于春季以及其他层,这可能是由于夏季水体较强的层化作用和表层沉积物再悬浮作用引起。总体来看,春季垂向各层POC浓度明显大于夏季,说明海带养殖能引起水体中POC浓度的升高。

关键词：黑泥湾海带养殖吸收特征 POC modis影像

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基于多源遥感数据的作物种植结构提取

基于多源遥感数据的作物种植结构提取

作者：刘冰东北农业大学

学位级别：硕士

“十三五”规划和“镰刀弯”政策出台以来,国家就把更多的精力放在农业上,供给侧的结构调整也成为了炙手可热的问题,而如何合理的、科学的调整种植结构也成为了热门研究。就这一研究问题,本文使用2016年23期空间分辨率为250 m的modis遥... 详细信息

“十三五”规划和“镰刀弯”政策出台以来,国家就把更多的精力放在农业上,供给侧的结构调整也成为了炙手可热的问题,而如何合理的、科学的调整种植结构也成为了热门研究。就这一研究问题,本文使用2016年23期空间分辨率为250 m的modis遥感影像、分辨率为30 m的Landsat 8遥感影像,获取2016年的物候信息,继而对物候信息进行分区分割处理,最终提取黑龙江省2016年的作物种植结构。选取黑龙江典型地区,针对典型地区使用分辨率为10 m的Sentinel-2A高分辨率影像,使用监督分类方法识别作物类型,进一步验证黑龙江省种植结构提取结果的精度,为宏观尺度下调整黑龙江省种植结构提供合理依据。本文主要的研究方法和研究结果如下:(1)本文提出了“物候均一区”的概念,即物候区。将整个黑龙江省分成多个区域,经过评价指数计算后确定物候分区最优尺度为70,最终得到27块物候均一区;然后对每个物候区进行多尺度分割,经分割指数评价后得到多尺度分割的最优尺度为5。(2)经过统计分析得出,纯玉米的种植区阈值是最大的,可达到1.5以上,所以阈值范围在0.8及以上的最小种植结构单元均可分为玉米的播种区;纯水稻种植区的阈值是最小的,范围在-0.4,所以当阈值小于0时,都可划定为水稻的单一种植结构单元,因此可以将水稻-玉米的阈值范围设置为0.1.4;而水稻-大豆和水稻-大豆-玉米的阈值波动范围较为相似,都集中在0.5左右。(3)2016年黑龙江省作物种植结构提取整体精度达到88.72%以上。从作物种植结构图整体来看,黑龙江省玉米种植面积分布最为广泛,其次是水稻。大部分玉米种植区位于松嫩平原,夹杂着与大豆混作的区域;水稻主要分布在河流沿岸,呈线状分布,且主要集中在三江平原地区;2016年大豆没有单一种植区,通常与玉米,小麦,大米和马铃薯形成混作区。(4)海伦市处于松嫩平原地区,海伦市种植的作物类型丰富,组成的种植结构单元种类多。使用监督分类结果与种植结构提取结果对比可以看出,监督分类结果和种植结构提取的结果相似度高达94.00%,而根据主成分分析的结果进行种植结构提取,整体精度平均可达到88.72%,因此利用modis提取种植结构方法可行性高,且快速便捷。(5)依据modis-NDVI时间序列数据可以提取大范围区域内农作物物候信息,并进行分割分类处理可以有效的识别大尺度区域中多类农作物空间分布信息,可以足不出户、及时准确获取农作物信息,为农业政策的制定提供合理依据,为农业的可持续发展奠定基础。

关键词：黑龙江省 NDVI时间序列最优分割尺度 modis影像监督分类

基于FP-Growth的分类规则挖掘算法及其应用

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基于FP-Growth的分类规则挖掘算法及其应用

作者：迟丽宁青岛大学

学位级别：硕士

本文在国家海洋公益性行业科研专项课题“渤海海洋异构数据集成快速访问提取及智能分析技术”的支持下,针对FP-Growth算法在挖掘大型数据库时,在构建的FP-tree上挖掘关联规则的时候需要遍历的树的节点数目过多的现象,提出了FP-Growth算... 详细信息

本文在国家海洋公益性行业科研专项课题“渤海海洋异构数据集成快速访问提取及智能分析技术”的支持下,针对FP-Growth算法在挖掘大型数据库时,在构建的FP-tree上挖掘关联规则的时候需要遍历的树的节点数目过多的现象,提出了FP-Growth算法的一种改进算法,降低建树的节点个数,而且在生成分类规则时,减少了遍历的节点数,降低了空间和时间开销。由于对于任何一个n个类别的分类问题,都可以转化为2个类别的分类问题来进行处理,因此本文基于FP-Growth算法,提出了一种基于FP-Growth的分类规则挖掘算法Class-FP-Growth算法。为了避免原始FP-Growth算法中搜索条件模式基这一步骤,本文在利用频繁1-项集生成的树中不包含类别属性,生成树的过程中,增加了相对支持数的计数,使得生成的树即为分类规则的条件树。不仅降低了树的生成规模,减少了空间开销,而且大大减少了无效分类规则的生成。基于提出Class-FP-Growth算法,以modis遥感影像为数据源,挖掘了绿潮modis影像检测规则,进而提出了基于知识的绿潮modis检测方法;以青岛附近海域2008年5-7月爆发的绿潮浒苔为研究对象,进行了绿潮检测实例研究;结果表明,本文挖掘出的绿潮检测规则能够较高精度的检测出一定绿潮生物密度的爆发范围。这也进一步的说明了本文提出的改进的FP-Growth算法的有效性。

关键词：关联规则 FP-Growth算法 modis影像绿潮检测

基于地表反射率数据库支持的OLI数据同化的研究

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基于地表反射率数据库支持的OLI数据同化的研究

作者：费文华山东理工大学

学位级别：硕士

Landsat系列卫星以空间分辨率高、信息量丰富、定位精度高而著称,在全球尺度的生态环境变化监测中发挥了无可比拟的作用。但其缺点是时间分辨率低,因为Landsat系列卫星的时间分辨率一般为16天,一年时间的影像大约为23景,但是由于影像受... 详细信息

Landsat系列卫星以空间分辨率高、信息量丰富、定位精度高而著称,在全球尺度的生态环境变化监测中发挥了无可比拟的作用。但其缺点是时间分辨率低,因为Landsat系列卫星的时间分辨率一般为16天,一年时间的影像大约为23景,但是由于影像受到不同程度云雾覆盖的影响,每年实际可用的影像更少。本文以地表反射率为结合点,针对modis数据产品和OLI影像数据的特性,充分利用modis影像时间分辨率高的特征,建立modis地表反射率库,将集合Kalman滤波算法运用到OLI影像与modis影像的数据同化中,预测出与modis影像对应日期的OLI影像,弥补原有数据的缺失和不足。针对OLI影像和modis影像数据在空间坐标投影、波段组成及波段宽度、空间分辨率和时间分辨率等诸多方面的不同,探究了数据同化之前的预处理过程,包括modis影像的几何校正、OLI数据辐射定标、感兴趣区域的划定、分辨率重构及反射率归一化等内容。分季度完成了单点集合Kalman滤波同化研究,结果表明预测的OLI地表反射率数据接近实际地表反射率,并通过实验证明了预测的OLI影像与统计多年的OLI影像平均地表反射率有较好的一致性。此外,集合Kalman滤波算法包括多种同化方式和多种模型,利用QG模型进行区域集合Kalman同化研究,通过不断改变模型对应参数,选择最优同化结果。完成OLI影像与modis影像的数据同化之后,预测的OLI影像具备较好的纹理,光谱特征接近真实影像,并且通过采样,与同期真实影像对比,对预测的OLI影像进行定量精度评价,两者具备较高的相似性,达到了预期的结果。实验结果表明利用集合Kalman滤波算法同化OLI影像与modis影像的反射率来进行OLI影像反射率预测具备可行性,可以提高OLI影像的时间分辨率,获取modis影像对应日期无云雾遮挡的清晰OLI影像将变为现实,可以有效提高OLI影像数据的有效性和可用性,具有非常重要的现实意义。

关键词：时间分辨率集合Kalman滤波数据同化 OLI影像 modis影像地表反射率

南疆覆膜农田亚像元制图及热环境效应定量测算

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南疆覆膜农田亚像元制图及热环境效应定量测算

作者：杭丹维浙江大学

学位级别：硕士

自覆膜栽培技术应用于农业生产后,全球每年农用地膜消耗量约为500百万吨。我国目前农用地膜消耗量达到131万吨／年,土地覆膜面积已超过1758万公顷,覆膜农田已成为一种重要的农业景观。大规模的覆膜栽培必然会对区域生态环境产生一定影响... 详细信息

自覆膜栽培技术应用于农业生产后,全球每年农用地膜消耗量约为500百万吨。我国目前农用地膜消耗量达到131万吨／年,土地覆膜面积已超过1758万公顷,覆膜农田已成为一种重要的农业景观。大规模的覆膜栽培必然会对区域生态环境产生一定影响,因此如何快速有效地获取大范围覆膜农田分布信息显得尤为重要。新疆是我国棉花主产区,也是农田覆膜规模最大的地区之一。本文以南疆阿克苏河流域中绿洲为研究区,以modis影像为数据,采用纯净像元指数法获取覆膜农田、植被、水体和裸土等地类纯净像元,并采用线性光谱混合模型分解得到各地类软分类信息;在分析空间引力模型基础上,提出亚像元-亚像元空间引力模型(SSSAM),并利用IDL开发SSSAM和传统亚像元定位模型SPSAM. MSPSAM、MSAM和TPHM,实现覆膜农田亚像元定位;通过对比分析SSSAM与传统亚像元定位模型定位结果以及时间序列阈值法硬分类结果,以验证SSSAM制图方法的有效性;最后基于地表温度数据定量测算了农田覆膜的热环境效应。研究结果表明：(1) SSSAM算法在4次迭代后达到最优分类结果,总体精度和Kappa系数都较高,2000、2005、2008、2014年的总体精度分别达到77.69%、80.97%、86.43%和82.44%,Kappa系数分别达到0.56、0.59、0.66、0.66。(2)2000、2005、2008、2014年SSSAM定位结果的总体精度比SPSAM算法的分别提高了7.61%、4.65%、6.27%、12.22%;SSSAM算法的时间效率较MSPSAM和MSAM算法的分别节约了近1/3和2/3运算时间;2000、2005、2008、2014年SSSAM定位结果的总体精度较MSPSAM的分别提高了0.63%、0.27%、0.36%、0.31%,比MSAM的分别提高了0.07%、0.16%、0.24%、0.19%。(3)当各地类分布为HR型为主或HR型与LR型并存时,SSSAM总体精度和Kappa系数比TPHM高;当覆膜农田单一地类为LR型分布时,SSSAM的生产者精度和用户精度均低于TPHM。(4) SSSAM较时间序列阈值法硬分类结果空间分辨率高,当软分类信息误差较小时,其定位结果的总体精度较高,是一种有效的覆膜农田信息提取算法,可从算法优化及提高带入制图分类结果的混合像元分解软分类精度两方面作改进。(5)农田覆膜期覆膜农田昼、夜相对地表温度平均值比未覆膜的植被地区高,白天高出1℃以上,夜晚高1℃左右,而农田揭膜后则比未覆膜的植被地区低,同时PML区域在相对地表温度农田覆膜期与揭膜后的差值大于0,进一步证明了农田覆膜具有增温效应。覆膜农田面积占比与昼夜地表温度均呈正相关关系,白天和夜晚相关关系置信水平分别达到0.01和0.05。本文提出的SSSAM亚像元定位模型,为基于中低分辨率modis数据快速提取新疆大范围覆膜农田空间分布信息提供了新的思路,为政府进行化肥农药分配和残膜回收管理提供有力依据。

关键词：覆膜农田亚像元制图空间引力模型 SSSAM modis影像南疆

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杭州湾浑浊水体颗粒有机碳遥感探测模式研究

杭州湾浑浊水体颗粒有机碳遥感探测模式研究

作者：王亚琪杭州师范大学

学位级别：硕士

水体颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)是海洋生物体代谢、沉积物再悬浮及陆源输入产生的有机颗粒物,是海水中碳固化和迁移输出的主要形式,海水中POC在整个海洋碳循环及全球气候系统中举足轻重。常规实地采样获取水体POC的方... 详细信息

水体颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)是海洋生物体代谢、沉积物再悬浮及陆源输入产生的有机颗粒物,是海水中碳固化和迁移输出的主要形式,海水中POC在整个海洋碳循环及全球气候系统中举足轻重。常规实地采样获取水体POC的方法往往无法胜任大范围的海洋调查研究,随着遥感技术的发展,遥感监测已成为水体POC浓度监测的重要方式。杭州湾悬浮泥沙较多导致其POC浓度的遥感反演也具有显著的地域特性,在高悬沙浓度的杭州湾地区,受潮汐和径流影响大,潮动力引起的沉积物再悬浮导致总悬浮物(total suspended matter,TSM)浓度和粒径分布(particle size distribution,PSD)的变化不仅是影响POC吸附能力的主要因素,也是影响水体遥感信号变化的主要因素。仅利用TSM浓度建立的POC浓度遥感反演模式存在高估现象,综合考虑悬浮颗粒物PSD能够提高近海水体POC遥感反演的精度。本文在杭州湾地区设置乍浦、庵东、金山、芦潮港4个采样点,现场进行连续光谱观测和水样采集,基于TSM和PSD构成,建立遥感反射率与POC浓度之间的遥感反演经验算法,利用modis遥感影像揭示了杭州湾POC浓度的短周期时空变化特征。本文主要研究内容与结果:(1)现场数据获取与处理通过定点观测的方式采集涵盖大、中、小潮的表层和垂向水体,实验室获取TSM浓度、POC浓度、悬浮颗粒物PSD等数据,现场通过水面之上光谱测量法获得光谱数据。光谱数据表明:杭州湾表层水体反射率有典型的高含沙水体的光谱特性,具有明显双峰特征,第二个反射峰明显高于第一个反射峰。通过对波峰光谱范围以及对TSM和POC浓度变化敏感的遥感波段的综合考虑,选取modis的第一二通道645nm、858nm来参与模型的建立。(2)表层水体POC浓度遥感反演经验模式研究通过分析影响POC浓度的两大因素(TSM浓度和PSD),分别建立了TSM浓度的遥感反演模型和PSD遥感反演模型,并且结合POC和TSM、PSD之间的经验统计关系最终建立了基于遥感反射率的水体POC浓度遥感模型、基于TSM的水体POC浓度遥感模型、基于TSM以及悬浮颗粒物粒径分布D的水体POC浓度遥感模型、基于TSM以及悬浮颗粒物粒径分布D、D、D的水体POC浓度遥感模型,通过对这四种水体POC浓度遥感模型进行对比分析发现:TSM和粒径D、D、D都参与的POC浓度遥感模型的精度最高,说明基于TSM浓度和PSD的POC遥感模型有明确的物理意义,充分考虑TSM和PSD对POC浓度的质量浓度和体积浓度的影响能够更加准确的估算水体POC浓度,另外仅有D无法完整表达水体悬浮颗粒物的粒径组成,D、D、D都参与模型可以相对完整的表达粒径分布,更全面的把握水下信息。(3)表层水体POC浓度的modis遥感影像的应用利用MRT软件对modis遥感影像进行空间拼接、投影转换和重采样等预处理,经过ENVI软件影像裁剪、水体提取、掩膜、计算等得到杭州湾POC浓度图,最后通过ArcGIS进行图像整理输出。从大小潮POC浓度图中可以看出:杭州湾POC的浓度呈现大潮POC浓度明显高于小潮,西南部高北部低,近岸浓度较高,远岸浓度较低的短周期时空变化特征。(4)垂向水体POC浓度遥感反演经验模式初步研究本文通过表层TSM和各层水体POC浓度的之间的关系并且结合表层TSM浓度经验遥感模型建立垂向水体POC遥感模式,可以通过遥感影像展现垂向水体POC浓度。结果表明:由于受潮汐、径流以及风浪引起的携沙、再悬浮的影响,近岸海域的杭州湾地区各层POC浓度变化不明显,POC浓度基本处于混匀状态。

关键词：杭州湾颗粒有机碳遥感反演总悬浮物粒径分布 modis影像

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石羊河流域蒸散发遥感反演及生态需水研究

石羊河流域蒸散发遥感反演及生态需水研究

作者：马宏伟兰州大学

学位级别：硕士

石羊河流域地处西北内陆干旱区,水资源十分短缺。由于经济发展及人口增长,水资源需求量不断增加,大量挤用生态环境用水,加之地下水的大量超采,引起了水土流失、植被退化、土地荒漠化等一系列生态环境问题,流域水资源问题十分突出。研究... 详细信息

石羊河流域地处西北内陆干旱区,水资源十分短缺。由于经济发展及人口增长,水资源需求量不断增加,大量挤用生态环境用水,加之地下水的大量超采,引起了水土流失、植被退化、土地荒漠化等一系列生态环境问题,流域水资源问题十分突出。研究本流域的生态需水,是确定流域植被结构最优组合,确定生态缺水区和植被潜在退化区,进行生态环境保护与修复,确定适宜的生态规模等问题的基础,对流域水资源规划配置,水资源可持续管理有一定的参考价值。本文以遥感为主要的技术手段,以2004年为现状年,利用时间分辨率较高的modis影像产品数据,结合气象观测数据和地形资料,基于SEBAL模型计算了流域地表通量和实际蒸散发,对石羊河流域蒸散发的时空分布规律进行了研究。定量分析了蒸散发与不同地表参数之间的关系,并对实际蒸散发与流域参考作物蒸散发进行对比分析。在此基础上,以基于ET的水资源管理理论为理念,采用蒸散发法尝试计算了石羊河流域现状生态需水量,进而基于土地利用/覆被数据计算了不同植被类型的现状生态需水,研究了石羊河流域的生态需水规律。主要研究内容及结论如下：(1)利用modis遥感数据,基于SEBAL模型计算了石羊河流域的蒸散发,分析了流域内蒸散发的空间分布规律及年内不同时期的变化特征。研究表明石羊河流域的蒸散发存在明显的垂直地带性和区域地带性,上游山区蒸散发为全年最大,从上游到下游呈减少趋势,并且蒸散发具有非常明显的区域界线,植被覆盖区的蒸散发明显大于裸地及荒漠区。夏季上游山区全天蒸散发达5mm以上,下游荒漠区基本处于1.0-2.5mm之间,部分区域春、冬季处于0.5mmm以下。(2)利用TM影像解译得到了石羊河流域的土地利用/覆被数据,并对土地利用现状进行了统计分析。统计结果表明,石羊河流域近50%的土地为荒漠化、戈壁滩等未利用土地,耕地为主要的土地利用类型。草地覆盖面积也较大,但主要为低覆盖草地,占总草地覆盖面积的50%以上。各种林地的总覆盖面积仅占全流域的6.55%,远远小于我国森林覆盖率20.36%。(3)结合土地利用/覆被数据,以耕地、林地和草地为主要生态类型,计算得出2004年植被生长期耕地、林地、高覆盖草地、中覆盖草地和低覆盖草地的生态需水分别为632.74 mm、787.27 mm、749.21 mm、704.24 mm和580.80mm。各生态类型的月需水量,在一年中不同时期的大小顺序大致相同,且呈“双峰”形式分布。(4)基于蒸散发法计算了石羊河流域各种土地利用类型的现状生态需水量。结果表明,2004年植被生长期流域现状生态需水量为133.26×108m3。其中耕地耗水量最大,为44.60×108m3,占流域总耗水量的33%,林地、高覆盖草地、中覆盖草地、低覆盖草地的耗水量分别为20.33×108m3、12.56×108m3、23.20×108m3、32.57×108m3。(5)根据流域植被空间分布格局及生态需水分析,提出了流域生态保护及修复的政策建议及“民勤绿洲”的发展方针。在现有基础上恢复流域生态,须在上、中游适宜地区扩大需水较少的灌木林地及中覆盖草地,不宜追求高覆盖草地和种植乔木等其他需水较多的林地;“民勤绿洲”应以沿河天然植被为主,不建议在地下水位很低的其他地区进行人工植树种草工程,维持“民勤绿洲”的关键是保证下游民勤地区的来水量,保持一定的河道流量,并减少地下水的开采,使地下水位逐步得到恢复,以便沿河绿洲逐年自然恢复扩大。

关键词： modis影像 TM影像 SEBAL模型蒸散发生态需水量石羊河流域

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基于SEBAL模型的邯郸地区蒸散发估算

基于SEBAL模型的邯郸地区蒸散发估算

作者：周晓鹏河北工程大学

学位级别：硕士

蒸散发是区域水循环和能量循环中的一个重要过程,区域蒸散发量的监测与估算,对指导农业灌溉,加强区域水资源规划管理等具有重要意义。本文以邯郸地区为研究区,利用modis影像数据结合地面观测气象数据和DEM数字高程数据,运用SEBAL地表能... 详细信息

蒸散发是区域水循环和能量循环中的一个重要过程,区域蒸散发量的监测与估算,对指导农业灌溉,加强区域水资源规划管理等具有重要意义。本文以邯郸地区为研究区,利用modis影像数据结合地面观测气象数据和DEM数字高程数据,运用SEBAL地表能量平衡模型,每年选取不同月份的12期遥感影像,对邯郸地区2001年至2014年的地表蒸散情况进行估算研究。主要研究内容和分析结论如下:以2008年为例,分析估算过程中各个通量的时空变化情况。利用涡动相关仪2008年实测数据对2008年的估算结果进行验证,结果表明SEBAL模型在邯郸地区的估算效果较好。应用时间尺度扩散的方法反演日蒸散发量、月蒸散发量并基于不同的地表覆盖类型对其进行时空分析。邯郸地区的蒸散发量受地形地貌影响较大,邯郸的地形总体呈现西高东低的趋势,西部为山区,主要地表覆盖类型为树木灌木,水分供给充足,蒸散发值较高,每天可达5毫米左右;中部和东部地区地表覆盖类型多样,有农作物、城区建筑物、灌木乔木等,蒸散量整体相对西部地区少,不足5毫米。其中夏季蒸散发量最高,冬季最低,春秋两季蒸散发量差别不大,春季略高于秋季。估算2001～2014年的年蒸散发量,并进行时空分析。西部植被覆盖较高的地区年蒸散发量常年在500毫米以上;而在东部、中部地区年蒸散量不到300毫米。2001年和2002年邯郸市平均蒸散量基本一致,在590毫米左右,而2003年蒸散发量突然增加到717毫米左右,2003年以后直到2014年随着城市的扩张,居民用地逐年增加,林地、农田被大量占用,地表水逐渐减少,蒸散发量总体呈现减少的趋势。

关键词：邯郸地区 modis影像蒸散发 SEBAL模型时空分析

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多尺度森林碳分布空间仿真精度分析

多尺度森林碳分布空间仿真精度分析

作者：金雨菲浙江农林大学

学位级别：硕士

由于全球气候变暖所带来的一系列气候问题严重威胁着全球的经济发展和人类生活的质量，因此，全球气候变暖不仅是全球生态环境研究的重点，同时也受到各国政府的高度重视。森林作为陆地生态系统的主体，在全球碳平衡和减缓全球气候变化... 详细信息

由于全球气候变暖所带来的一系列气候问题严重威胁着全球的经济发展和人类生活的质量，因此，全球气候变暖不仅是全球生态环境研究的重点，同时也受到各国政府的高度重视。森林作为陆地生态系统的主体，在全球碳平衡和减缓全球气候变化方面发挥着不可替代的作用。在森林资源清查数据和遥感数据基础上，利用多种方法进行碳储量的多尺度估算对于评价该区的碳汇功能具有重要意义。本文在总结国内外森林生物量及碳储量估算研究成果、研究方法的基础上，利用浙江省仙居县2008年323个样地调查数据和同年的TM影像、modis影像，通过普通克里格插值、仿真模拟（序贯高斯协同模拟）对研究区森林碳密度进行估计获得30m×30m的森林碳密度分布图。此外，通过块仿真模拟、回归模拟方法对研究区森林碳密度进行估计获得900m×900m的森林碳密度分布图，初步探讨了碳储量和碳密度的空间分布特征。结果表明（1）普通克里格插值图、仿真模拟图、块仿真模拟图、回归模拟图的分布趋势与实际较为一致。碳密度较高的区域多位于东北—西南走向的萍溪林场、西南部的国家级风景区、南部的苗辽林场及东部的村镇稀疏地区;碳密度较小区域及无林地多集中于研究区中部的永安溪流经地区，人口集聚地，村镇分布区。（2）普通克里格插值结果、仿真模拟结果，块仿真模拟结果、回归模拟结果在不同程度上都出现了“平滑”效应，即最大值减小，最小值上升。在30m×30m尺度上，普通克里格呈现的“平滑”效应较仿真模拟明显，反映无林木地区的能力弱。块仿真模拟方法把制图单位由30m×30m转换到900m×900m尺度上，受尺度效应影响，出现了“平滑”效应，但是经过尺度转换后的影像无论是从平均值上还是标准差上都与原始影像保持了基本的一致，结构信息没有受到损失，受地表异质性、研究区域范围等因素影响，空间相关性不高。不过块仿真模拟为尺度转换提供了一种新方法。回归模拟方法由于受modis影像，尺度转换误差、回归误差的传播等因素的影响，呈现了最为明显的“平滑”效应，出现了集聚的现象，但是在描述森林碳总量方面相差不大。本研究通过仿真模拟的方法把点数据转换成面数据，通过地面数据的尺度上推与modis数据参与模型构建。此种方法可以把地面样地数据与不同空间分辨率的遥感影像进行匹配，可以作为遥感估测森林碳方法的一种新尝试。（3）随着尺度的上推，影像的分辨率越低，地表的异质性减弱，其呈现原始数据的能力就会随之减弱。通过交叉检验，以平均误差、平均相对误差、均方根误差和标准均方根误差为指标，仿真模拟的精度>块仿真模拟精度>普通克里格插值精度>回归模拟精度。

关键词：森林碳储量普通克里格插值序贯高斯协同仿真 Landsat TM影像 modis影像

基于6SV模型的离水反射率提取方法改进及应用研究

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基于6SV模型的离水反射率提取方法改进及应用研究

作者：刘炜福建农林大学

学位级别：硕士

水是人类生存和发展的必需物质。近年来,水污染问题日趋严重,影响居民日常生活及社会经济发展。遥感技术因其在数据获取和分析处理方面的优势,被广泛应用于内陆水体的长期动态监测。遥感器接受到的总信号中,包含水体信息的离水辐亮度占... 详细信息

水是人类生存和发展的必需物质。近年来,水污染问题日趋严重,影响居民日常生活及社会经济发展。遥感技术因其在数据获取和分析处理方面的优势,被广泛应用于内陆水体的长期动态监测。遥感器接受到的总信号中,包含水体信息的离水辐亮度占比较小,大部分为大气散射信号。大气校正是去除大气散射影响,从总信号中提取离水辐亮度的重要手段,大气校正的精度不仅决定了离水反射率的提取精度还影响着水质参数的反演精度。6SV辐射传输模型是目前常用的大气校正方法之一,本论文针对其存在的问题提出了一种改进算法,该算法解决了6SV模型所忽略的水气镜面反射辐亮度的计算,并对6SV模型建立查找表时存在的精度和效率问题提出了优化方案。通过优化后的查找表计算出水气镜面反射辐亮度,将其从遥感器接收到的总信号中剔除,达到提高离水反射率的反演精度的目的。以太湖为研究区域,结合2013年和2015年的同步实测数据对比改进算法、6SV模型、FLAASH模型及SWIR算法对modis遥感数据第1至第4波段的大气校正精度。之后利用实测的光谱数据与水质参数数据确定水质参数反演的最佳波段组合,并基于此对比四种大气校正结果的水质参数建模精度,选取出最佳大气校正方法及反演模型进行太湖水质参数反演及分布情况分析。研究结果表明:(1)利用多项式拟合法优化的查找表具有较高的模拟精度,与6SV模型输出结果的相对误差不超过3%,并且优化后的查找表减少了气溶胶光学厚度的查找过程,有效提高查找表的建立及使用效率。(2)水气镜面反射的去除有利于提高离水反射率的校正精度。改进算法的大气校正精度高于6SV模型、FLAASH模型和SWIR算法,在第1至第4波段都具有更高的大气校正精度,并且校正后的光谱曲线更接近于水体真实光谱曲线。(3)四种算法中,基于改进算法得到离水反射率与水质参数(叶绿素a浓度和总悬浮物浓度)的相关性相对最高。叶绿素a浓度和总悬浮物浓度最佳的反演模型分别为二次模型和指数函数关系模型,且在2013年数据应用中的最佳组合波段分别为(绿波段(550nm)-蓝波段(460nm))和(绿波段-红波段(658nm),2015年的最佳组合波段分别为(近红外波段(847nm)/红波段)和(近红外波段/绿波段)。(4)太湖湖心区浑浊程度较低,叶绿素a浓度及总悬浮物浓度反演结果均处于较低水平且变化较小;太湖东北水域及南部沿岸相较于其他水域浑浊程度较高,2015年水质参数反演结果高于2013年,并且呈现出越靠近岸边越浑浊的现象。

关键词：大气校正离水反射率 modis影像 6SV辐射传输模型查找表优化