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滇黔桂地区NDVI变化及其对SPEI的响应特征

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长江流域资源与环境 2022年第8期31卷 1763-1775页

作者：靖娟利王永锋和彩霞桂林理工大学测绘地理信息学院广西桂林541004 广西空间信息与测绘重点实验室广西桂林541004

滇黔桂地区生态环境脆弱,干旱频繁,研究植被对干旱的响应机制对区域水资源的管理调控和干旱综合应对具有重要意义。基于滇黔桂地区1982~2015年的GIMMS NDVI数据和多时间尺度(1/3/6/9/12/24个月)的标准化降水蒸散指数(standardized preci... 详细信息

滇黔桂地区生态环境脆弱,干旱频繁,研究植被对干旱的响应机制对区域水资源的管理调控和干旱综合应对具有重要意义。基于滇黔桂地区1982~2015年的GIMMS NDVI数据和多时间尺度(1/3/6/9/12/24个月)的标准化降水蒸散指数(standardized precipitation evapotranspiration index, SPEI)数据,运用趋势分析法和相关分析法研究植被变化及其对气象干旱的响应特征。结果表明:1982~2015年滇黔桂地区年际及季节NDVI增加趋势显著,岩溶区NDVI增长速率高于非岩溶区;岩溶区植被改善状况显著,但空间分布上具有差异性。年际NDVI对6种时间尺度SPEI的最大相关系数以正相关为主,绝大部分地区NDVI对SPEI-1和SPEI-3响应比较敏感,岩溶区尤为显著。季节NDVI与6种时间尺度SPEI的最大相关系数均以正相关占主导,且响应时间存在季节差异。生长季NDVI与6种时间尺度SPEI的最大相关系以正相关为主,随着SPEI时间尺度的推移最大相关系数呈正相关的区域呈减少趋势,表明NDVI对短时间尺度SPEI响应比较敏感;不同植被类型对6种时间尺度SPEI的响应存在差异性,但均与短时间尺度SPEI相关性最为明显。结果可为水资源的合理调控和干旱的综合应对提供理论参考。

关键词：滇黔桂地区标准化降水蒸散指数 NDVI 相关分析响应特征

基于GEE的1998～2018年京津冀土地利用变化对生态系统服务价值的影响

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环境科学 2019年第12期40卷 5473-5483页

作者：娄佩卿付波霖林星辰闭璐马瑞雪唐廷元桂林理工大学测绘地理信息学院广西空间信息与测绘重点实验室

在京津冀地区可持续发展评估研究中,对生态系统服务价值进行动态估算具有重要意义.本文以京津冀地区为研究区,基于谷歌地球引擎(GEE)云平台采用分类决策树(CART)分类算法对研究区内1998、2003、2008、2013及2018年的Landsat TM/OLI影像... 详细信息

在京津冀地区可持续发展评估研究中,对生态系统服务价值进行动态估算具有重要意义.本文以京津冀地区为研究区,基于谷歌地球引擎(GEE)云平台采用分类决策树(CART)分类算法对研究区内1998、2003、2008、2013及2018年的Landsat TM/OLI影像进行监督分类得到5个时期土地利用数据并定量分析1998~2018年京津冀地区土地利用动态变化规律,再利用生态服务价值(ESV)当量估算方法定量估算京津冀地区的ESV并结合15 km×15 km尺度格网探明其时空动态变化.结果表明:①1998~2018年间,京津冀地区6种土地利用类型中建设用地(增加16. 67%)及草地(减少13. 73%)面积占比变化幅度最大,水体(减少0. 2%)面积占比变化幅度最小.②京津冀地区ESV总价值在1998~2003年间出现短暂增长(增加91. 97亿元),2003~2018年间持续降低(减少239. 07亿元),主要与建设用地面积在除1998~2003年的其余3个时间段扩张较快有关,6种土地利用类型中林地提供的ESV最高,建设用地及未利用土地提供的ESV最低.③基于15 km×15 km尺度格网的ESV时空分析表明,1998~2018年间京津冀地区ESV中等区逐渐较少,ESV较低区及较高区逐渐增加,且ESV较低区增速高于较高区.④1998~2018年间,京津冀地区6种土地利用类型对价值系数的敏感性系数(SI)范围为0~0. 40,且均低于1,表明本文ESV对修订后的生态系统服务价值系数缺乏弹性,证明本文定量估算ESV的结果是可靠的.在未来经济发展中,京津冀地区应合理优化土地利用格局,加强对林地、草地、水体及耕地的保护.研究可为制定可持续发展战略,建设生态友好型社会提供参考.

关键词：谷歌地球引擎(GEE) 生态系统服务价值(ESV) 土地利用变化格网尺度 Landsat TM/OLI

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滇黔桂岩溶区ET时空特征及气候因子驱动

水土保持研究 2022年第5期29卷 235-243页

作者：王永锋靖娟利马炳鑫桂林理工大学广西桂林541004 广西空间信息与测绘重点实验室广西桂林541004

基于滇黔桂岩溶区2000-2014年MOD16 ET产品和同期72个气象站点数据,运用趋势分析法、Hurst指数、偏相关分析法和复相关分析法,探究地表蒸散发时空变化特征及其气候因子驱动。结果表明:(1)年际ET呈不显著增加趋势(p>0.05),距平相对变化... 详细信息

基于滇黔桂岩溶区2000-2014年MOD16 ET产品和同期72个气象站点数据,运用趋势分析法、Hurst指数、偏相关分析法和复相关分析法,探究地表蒸散发时空变化特征及其气候因子驱动。结果表明:(1)年际ET呈不显著增加趋势(p>0.05),距平相对变化率年际差异较大;年内ET呈单峰变化趋势,7月份达到最大值;不同生态地理区ET具有差异性。(2)ET多年均值总体呈西北部低、东南部高的空间分布格局;季节ET均值差异显著,夏季ET最强,冬季最弱。(3)年际ET变化趋势以不显著变化为主,呈增加趋势的区域面积略大于呈减少趋势的区域面积;Hurst指数大于0.5的持续性区域占比91.41%,ET变化趋势以持续性为主导;不同植被类型ET均值及变化趋势具有差异性。(4)不同生态地理区ET与降水和温度的偏相关系数波动较大,温度对ET的影响大于降水;ET与降水和气温的复相关系数总体呈不显著正相关,复相关系数值在空间上呈西北高、东南低的分布格局;ET受气候因子驱动的地区主要表现为气温驱动。综上,揭示了滇黔桂岩溶区ET时空变化特征,明确了ET变化的主要气候驱动类型。

关键词：滇黔桂岩溶区蒸散发趋势分析 Hurst指数相关分析

GEOV3和GLASS植被覆盖度产品在中国西南地区时空差异及其影响因子分析

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遥感技术与应用 2023年第3期38卷 708-717页

作者：黄仁杰陈建军林星辰尤号田韩小文桂林理工大学测绘地理信息学院广西桂林541004 桂林理工大学广西空间信息与测绘重点实验室广西桂林541004

植被覆盖度(Fractional Vegetation Cover,FVC)是评价生态环境质量和表征地表植被覆盖与生长状况的重要指标。目前国内外已有不少FVC产品,然而不同的FVC产品在时间和空间上存在一定的差异。为了准确的认识FVC产品差异及差异产生的原因,... 详细信息

植被覆盖度(Fractional Vegetation Cover,FVC)是评价生态环境质量和表征地表植被覆盖与生长状况的重要指标。目前国内外已有不少FVC产品,然而不同的FVC产品在时间和空间上存在一定的差异。为了准确的认识FVC产品差异及差异产生的原因,研究选取GEOV3和GLASS两种全球FVC产品,通过重采样、差值分析等方法,评估其在中国西南区域的时空差异,结合地形和土地利用数据,分析地形和土地利用类型对FVC产品的影响。结果表明:①GLASS与GEOV3两种产品存在着明显的时空差异并带有季节特征,在春夏两季GLASS FVC值略低于GEOV3 FVC值,秋季二者值差异最小,而冬季GLASS FVC值明显高于GEOV3 FVC值;②两种产品的值在不同土地利用类型上差异明显,差异大小依次为:灌木>林地>耕地>草地>其它,且冬季差异最大;③两种产品的值在不同坡度和海拔上差异也较大,且坡度的变化对产品的影响更明显。本研究揭示了导致FVC产品间不一致性的影响因素,可为山区FVC产品生成算法的改进提供参考。

关键词：植被覆盖度产品时空差异影响因子地形土地利用类型

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基于加权组合算法的点云孔洞修补

桂林理工大学学报 2024年

作者：吕富强唐诗华何广焕刘坤之李灏杨桂林理工大学广西空间信息与测绘重点实验室桂林理工大学测绘地理信息学院

为了对无人机航测数据中的点云孔洞进行修补，将最小二乘支持向量机算法LSSVM和遗传算法GA优化的反向传播神经网络算法BP进行线性组合，构建一种加权组合模型，用于散乱点云数据中的孔洞修补。通过两种修补方法的误差进行两者的加权组... 详细信息

为了对无人机航测数据中的点云孔洞进行修补，将最小二乘支持向量机算法LSSVM和遗传算法GA优化的反向传播神经网络算法BP进行线性组合，构建一种加权组合模型，用于散乱点云数据中的孔洞修补。通过两种修补方法的误差进行两者的加权组合，建立出与两种修补方法误差相关的加权组合模型，并将加权组合模型的修补结果与单一使用最小二乘支持向量机、遗传算法优化的BP神经网络两种修补方法的修补结果进行残差和内外符合精度的比较与分析。结果表明：加权组合算法与单一使用两种修补方法的结果对比，采用加权组合模型得到的点云修补结果内外符合精度较高，且具有更强的稳定性，为无人机获取的点云数据提供了一种有效的孔洞修补方法。

关键词：点云孔洞最小二乘支持向量机反向传播神经网络算法加权组合孔洞修补

桂林地区暴雨天气电离层VTEC时序预报模型适用性

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桂林理工大学学报 2024年

作者：毛志锋刘立龙黄良珂韦律权任丁魏朋志桂林理工大学广西空间信息与测绘重点实验室桂林理工大学测绘地理信息学院

针对极端天气下VTEC的不规律变化更会增加预测难度的问题,以欧洲定轨中心(CODE)提供的桂林上空2019和2020年电离层VTEC值为样本值,使用滑动四分位距法探测桂林地区暴雨期间的电离层VTEC扰动规律,并建立多种预报模型比较暴雨期间的模型... 详细信息

针对极端天气下VTEC的不规律变化更会增加预测难度的问题,以欧洲定轨中心(CODE)提供的桂林上空2019和2020年电离层VTEC值为样本值,使用滑动四分位距法探测桂林地区暴雨期间的电离层VTEC扰动规律,并建立多种预报模型比较暴雨期间的模型适用性及预报精度。选取5种时间序列预测模型(ARIMA模型、 Simple指数平滑模型、 Holt指数平滑模型、 Brown指数平滑模型和Damped指数平滑模型)对桂林市暴雨期间的电离层VTEC进行未来24 h内的短期预报,研究结果表明, 4～9 h以内ARIMA模型预测效果最好,预测值的RMSE和MAE均小于2 TECu, Simple指数平滑模型和Damped指数平滑模型其次, Holt指数平滑模型和Brown指数平滑模型预测效果最差;超过9 h后各模型的预测能力减弱, RMSE和MAE均大于3 TECu,已无法满足其精确预测的需求。

关键词：桂林暴雨 VTEC 时间序列预测模型

云贵地区顾及高度改正的大气加权平均温度模型

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桂林理工大学学报 2024年

作者：陈明陈天伟韦海福刘鹏刘晋贾相苹桂林理工大学测绘地理信息学院桂林理工大学广西空间信息与测绘重点实验室

针对云贵地区地形起伏特点，分析Tm与高程、Ts的关系，利用2016—2018年的ERA5数据，建立两种的顾及高度改正的Tm模型——YGTrop-Tm和YGMete-Tm。以2019年ERA5和探空数据为参考值，结合Bevis公式、GPT2w和CTrop模型，对新模型精度进行... 详细信息

针对云贵地区地形起伏特点，分析Tm与高程、Ts的关系，利用2016—2018年的ERA5数据，建立两种的顾及高度改正的Tm模型——YGTrop-Tm和YGMete-Tm。以2019年ERA5和探空数据为参考值，结合Bevis公式、GPT2w和CTrop模型，对新模型精度进行评估。结果表明，以ERA5数据为参考值，YGTrop-Tm和YGMete-Tm模型的年均RMS分别为2.71和2.16 K，相较于Bevis公式、GPT2w-5和GPT2w-1模型，YGTrop-Tm模型RMS提升了20%、28%、9%，与CTrop模型相当，而YGMete-Tm模型RMS相较于Bevis公式、GPT2w-5、GPT2w-1和CTrop模型提升了36%、43%、28%和20%；以探空数据为参考值，YGTrop-Tm模年均RMS与Bevis公式和CTrop模型相当，分别为2.88K、 2.93K和2.80 K，而YGMete-Tm模型的年均RMS最小，为2.45 K，相较于Bevis公式、GPT2w-5、GPT2w-1和CTrop模型，提升了16%、21%、20%和12%。此外，将YGTrop-Tm和YGMete-Tm模型用于GNSS水汽计算，对应的水汽理论RMS误差分别为0.25和0.21 mm，相对误差分别为1.01%和0.86%。因此，两种新模型在云贵地区的GNSS水汽探测具有重要应用价值。

关键词： YGTrop-T 模型 YGMete-T 模型大气加权平均温度 GNSS大气水汽云贵地区

一种稳健最小二乘支持向量机GNSS-IR土壤湿度反演方法

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遥感信息 2024年第2期39卷 43-51页

作者：王式太蒋威杨可心马岳姜新伟桂林理工大学测绘地理信息学院广西桂林541006 广西空间信息与测绘重点实验室广西桂林541006

全球卫星导航系统干涉测量(global navigation satellite system interferometric reflectometry,GNSS-IR)是一种新型的遥感技术,可利用多径信噪比序列的延迟相位值反演土壤湿度值,其延迟相位求解通常使用信赖域算法,该算法一定程度依... 详细信息

全球卫星导航系统干涉测量(global navigation satellite system interferometric reflectometry,GNSS-IR)是一种新型的遥感技术,可利用多径信噪比序列的延迟相位值反演土壤湿度值,其延迟相位求解通常使用信赖域算法,该算法一定程度依赖初值设定。文章先使用遗传算法求解出延迟相位粗略值,再将该数值作为信赖域的初值用于迭代计算,提升了部分卫星延迟相位的求解精度及稳定性。此外,针对多径信噪比序列易受环境因素影响引入粗差,进而影响模型反演精度,文章采用稳健最小二乘支持向量机作为反演模型,同时又考虑到多星融合的时空尺度优势,将该模型分别做了单星反演至五星融合反演,并与最小二乘支持向量机模型做对比。分析结果表明,当三星融合时该模型提升精度最为明显,MAE最高可降低15.6%,RMSE最高可降低12.0%。

关键词： GNSS-IR 土壤湿度遗传算法多卫星融合稳健最小二乘支持向量机

基于XGBoost和组合权重方法的桂林市野火灾害风险性评估

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安全与环境学报 2024年第2期24卷 423-432页

作者：任超岳韦霆梁星勇梁月吉梁洁玉林小棋桂林理工大学测绘地理信息学院广西桂林541006 广西空间信息与测绘重点实验室广西桂林541006

野火灾害风险性评估工作可以定量评估野火灾害对社会经济和自然生态造成损失的风险。以桂林市为研究区,以2017—2021年的历史野火数据为基础。首先,基于XGBoost算法结合所选取的15项评价因子进行野火易发性分析。其次,对选取的8项灾害... 详细信息

野火灾害风险性评估工作可以定量评估野火灾害对社会经济和自然生态造成损失的风险。以桂林市为研究区,以2017—2021年的历史野火数据为基础。首先,基于XGBoost算法结合所选取的15项评价因子进行野火易发性分析。其次,对选取的8项灾害易损性因子利用主客观组合权重法对野火易损性进行评估。最后,基于所构建的易发和易损性评估模型,开展桂林市野火灾害风险性评估分析。结果表明:(1)野火易发性模型AUC为0.993,预测准确率为0.9698,表明该易发性预测模型拥有优秀的预测性能,气温、高程、坡度和风速因子是影响野火灾害发生的最重要因素;(2)野火灾害易损性评估结果与客观事实相符合,具有良好的可信度;(3)桂林市野火灾害风险性评价结果与桂林市的野火灾害的空间发生概率和社会承灾能力吻合程度高,验证了所提模型的可行性和有效性,为桂林市灾害管理部门的防灾减灾提供了决策支持。

关键词：公共安全野火灾害野火风险性评价 XGBoost算法主客观组合权重