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综合利用环境星CCD和红外数据反演大气气溶胶光学厚度

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红外与毫米波学报 2013年第3期32卷 277-282页

作者：盛莉黄敬峰郭瑞芳王秀珍浙江大学农业遥感与信息技术应用研究所浙江杭州310058 浙江大学环境与资源学院污染环境修复与生态健康教育部重点实验室浙江杭州310058 浙江大学环境与资源学院浙江省农业遥感与信息技术重点研究实验室浙江杭州310058 杭州师范大学遥感与地球科学研究院浙江杭州311121

采用遥感技术监测大气气溶胶可实现整个研究区域的全覆盖,对区域生态环境的研究具有十分重要的意义.环境与灾害监测预报小卫星于2008年9月6日成功发射,是我国第一个专门用于环境与灾害监测预报的小卫星星座,较目前常用于反演大气气溶胶... 详细信息

采用遥感技术监测大气气溶胶可实现整个研究区域的全覆盖,对区域生态环境的研究具有十分重要的意义.环境与灾害监测预报小卫星于2008年9月6日成功发射,是我国第一个专门用于环境与灾害监测预报的小卫星星座,较目前常用于反演大气气溶胶光学厚度(AOD)的遥感数据源具有一定时间分辨率和空间分辨率的优势.为了促进环境星在陆地气溶胶监测领域的应用,提出一种综合利用环境星同台获取的CCD和红外(1.6μm)数据反演AOD的方法,该方法利用CCD近红外波段和AFRI植被指数提取非阴影区域浓密植被为暗目标像元、通过6S模型模拟来构建查找表、基于暗目标像元红和蓝波段地表反射率具有较好的线性关系这一原理反演AOD.反演结果误差分析表明该方法比较稳定和可靠,反演结果合理.

关键词：环境星气溶胶光学厚度 AFRI指数 6S模型

基于LECI的三峡库区重庆段景观生态敏感性分析及关键修复区识别

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水土保持研究 2021年第3期28卷 325-330,339页

作者：彭春花周启刚孟浩斌李明慧周浪刘栩位重庆工商大学环境与资源学院重庆400067 重庆工商大学旅游与国土资源学院重庆400067 生态环境空间信息数据挖掘与大数据集成重庆市重点实验室重庆401320

景观生态环境状况好坏是景观生态系统对自然环境变化和人类活动干扰程度及生态环境问题发生可能性大小的一种反映。基于景观功能和景观格局组成要素,构建了包含11个指标的景观生态状况评价模型,采用景观生态状况指数(LECI)及景观生态敏... 详细信息

景观生态环境状况好坏是景观生态系统对自然环境变化和人类活动干扰程度及生态环境问题发生可能性大小的一种反映。基于景观功能和景观格局组成要素,构建了包含11个指标的景观生态状况评价模型,采用景观生态状况指数(LECI)及景观生态敏感性指数(LESI),揭示了2002—2017年三峡库区重庆段景观生态状况时空变化特征,识别了景观生态关键修复区。结果表明:(1) 2002—2017年,研究区景观生态状况空间分布具有较好的一致性,等级值呈现从东到西逐渐减小趋势。2012年是三峡库区重庆段景观生态环境状况变化的转折点,此后景观生态环境状况逐渐变好;(2) 2002—2007年景观生态敏感性以微负敏感为主,占研究区的49.843%。2007—2012年和2012—2017年景观生态敏感性以中性敏感为主,分别占研究区的47.426%,98.208%。研究年限内区域整体生态在向好的方向转变;(3)近15年,研究区东部景观生态敏感性等级波动变化主要为波动增强型,南部主要为持续稳定型,西部主要为持续弱化型,北部主要为波动弱化型。研究区整体景观生态稳定性较低,西部及北部区域需警惕景观生态退化风险;(4)识别研究区生态修复关键区域面积共999.83 km^(2),占研究区总面积的2.17%,同时提出了生态修复策略以治理区域环境及保护景观生态。本研究丰富了区域景观生态评价方法,也对生态敏感区和修复区的评估具有一定的借鉴意义。

关键词：三峡库区重庆段景观生态状况指数景观生态敏感性

基于卫星遥感的浙北平原气溶胶光学特性长期变化分析

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环境科学学报 2015年第2期35卷 352-362页

作者：朱于红张自力田平于海燕邓劲松胡尊英田光明浙江大学环境与资源学院环境生态工程研究所杭州310058 浙江省环境监测中心杭州310015 浙江大学农业遥感信息技术应用研究所杭州310058

利用MOD04 C051气溶胶产品,以浙江北部平原为主要研究区,开展区域气溶胶光学特性长期(2000年3月—2013年12月)变化分析.长期逐月时间序列显示,区域气溶胶光学特性具有年内周期性变化规律,AOD(Aerosol Optical Depth)峰值多出现在5月或6... 详细信息

利用MOD04 C051气溶胶产品,以浙江北部平原为主要研究区,开展区域气溶胶光学特性长期(2000年3月—2013年12月)变化分析.长期逐月时间序列显示,区域气溶胶光学特性具有年内周期性变化规律,AOD(Aerosol Optical Depth)峰值多出现在5月或6月;Angstrom Exponent(α指数)峰值多出现在3月或4月.在空间分布上,研究区中部地区气溶胶污染较重且粗粒子成分较高.研究区气溶胶光学特性长期变化特征主要体现在:1气溶胶污染总体减轻但细粒子成分增加,复合污染加重;2008年以来区域AOD年均值总体呈下降趋势;2007—2013年α指数年均值显著高于2000—2006年;区域α指数月均值增长趋势显著,近14年的总倾向率为0.125(p夏≈冬>秋转变为2013年的春>冬>秋≥夏;α指数虽仍以夏秋季高于冬春季,但春秋两季α指数相对增大;3以污染较轻的湖州市和污染较重的嘉兴市为例的原因分析显示,AOD变化与SO2排放量具有一定相关性,α指数变化与民用汽车拥有量变化趋势一致,相关性较高.

关键词：气溶胶光学厚度波长指数变化趋势浙北平原

基于RSEI的三峡库区重庆段水土保持生态功能区生态环境质量动态监测

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水土保持研究 2021年第5期28卷 278-286页

作者：刘栩位周启刚周浪孟浩斌李明慧彭春花重庆工商大学环境与资源学院重庆400067 生态环境空间信息数据挖掘与大数据集成重庆市重点实验室重庆401320 重庆工商大学公共管理学院重庆400067

集成绿度、湿度、热度和干度共4个指标构建遥感生态指数(Remote Sensing Ecological Index, RSEI),可快速定量评价区域生态环境状况,客观反映生态环境的变化过程。以1994年、2000年、2007年、2013年、2019年Landsat TM/OLI影像为数据源... 详细信息

集成绿度、湿度、热度和干度共4个指标构建遥感生态指数(Remote Sensing Ecological Index, RSEI),可快速定量评价区域生态环境状况,客观反映生态环境的变化过程。以1994年、2000年、2007年、2013年、2019年Landsat TM/OLI影像为数据源,采用遥感生态指数评价了三峡库区重庆段水土保持生态功能区生态环境质量状况,并预测2025年研究区生态环境质量。结果表明:构建的RSEI指数能够反映三峡库区重庆段水土保持生态功能区的生态环境质量状况,1994—2019年RSEI值由0.525上升至0.653,上涨幅度达24.38%,生态环境质量改善面积为6 265.673 km2,所占比例为59.78%,退化区域面积为604.789 km2,面积占比为5.77%,生态环境总体质量改善效果明显并趋于稳定;从空间分布来看,研究区改善区域较广,主要集中于奉节县和云阳县全境;而退化区域集中于研究区主要的城市建成区和管辖范围内具有一定规模的村镇,以及巫山县北部和东南部地区,研究区整体改善明显;预测的2025年RSEI仍持续上升,但上升速率明显放缓,因此研究区在后续的生态环境建设中,仍应进行持续性生态治理及保护。研究结果实现了水土保持生态功能区生态环境质量的快速监测,可为其生态治理提供科学依据。

关键词：生态环境质量遥感生态指数(RSEI) 动态变化水土保持生态功能区三峡库区

2000-2015年典型山地区域净初级生产力时空分布特征

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水土保持研究 2019年第6期26卷 339-346页

作者：谭淼周启刚重庆工商大学环境与资源学院重庆400067 重庆工商大学旅游与国土资源学院重庆400067 重庆市生态环境规划空间信息管理与决策支持重点实验室重庆400067

为了明确区域植被固碳能力与地形因子的关系以及掌握区域长时间序列下净初级生产力(NPP)的时空分布特征,以2000—2015年MOD17A3的植被NPP数据及地形因子DEM数据为基础,辅以回归分析及分级统计等方法,利用GIS技术定量剖析了重庆市作为典... 详细信息

为了明确区域植被固碳能力与地形因子的关系以及掌握区域长时间序列下净初级生产力(NPP)的时空分布特征,以2000—2015年MOD17A3的植被NPP数据及地形因子DEM数据为基础,辅以回归分析及分级统计等方法,利用GIS技术定量剖析了重庆市作为典型山地区域近16年植被NPP的时空变化特征,研究了地形因子(高程、坡度)与植被NPP的相关性。结果表明:(1) 2000—2015年重庆市植被NPP整体呈东南部高,西北部低的分布态势,其中,长江以南区域植被NPP差异明显,由南向北递减,总体高于长江以北的区域。(2) 16年间,重庆市植被NPP年际均值在481.512~658.557 g C/(m^2·a)浮动,其中,处于500~600 g C/(m^2·a)的占比最大,其次是600~700 g C/(m^2·a)。2000年与2015年相比,整体呈正增长的变化趋势。(3)分别对高程和坡度进行了等级划分,分析可得重庆市平均植被NPP随海拔和坡度的升高有明显的先升高后降低的趋势,在高程500~1 000 m、坡度15°~25°的区域NPP达到峰值。(4)植被NPP先增后减的倒'V'型变化模式在一定程度上反映了高程、坡度处于某临界点时,气候、降水、植被分布、坡面侵蚀强度等因素对植被NPP影响更加显著。研究结果可为重庆地区植被碳储量状况以及生态环境调节与修复提供理论与数据支持。

关键词：山地区域净初级生产力 MOD17A3 地形因子

基于电路理论的特大山地城市生态安全格局构建--以重庆市都市区为例

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水土保持研究 2021年第2期28卷 319-325,334页

作者：周浪李明慧周启刚孟浩斌彭春花刘栩位重庆工商大学环境与资源学院重庆400067 生态环境空间信息数据挖掘与大数据集成重庆市重点实验室重庆401320 重庆工商大学公共管理学院重庆400067

为保障山地城市区域生态安全和实现可持续发展,以重庆市都市区为研究区,采用2018年土地利用现状数据和遥感数据,构建了生态服务重要性与生态敏感性评价体系,通过粒度反推法测算最优条件的栅格粒度,从而综合确定生态源地;以坡度、起伏度... 详细信息

为保障山地城市区域生态安全和实现可持续发展,以重庆市都市区为研究区,采用2018年土地利用现状数据和遥感数据,构建了生态服务重要性与生态敏感性评价体系,通过粒度反推法测算最优条件的栅格粒度,从而综合确定生态源地;以坡度、起伏度、土地利用类型确定阻力值,采用电路理论构建生态廊道,最终形成了重庆市都市区生态安全格局。结果表明:(1)200粒度下连通性最优,此粒度下的生态源地面积为1616.98 km^(2),占研究区总面积的29.76%,在空间分布上呈现六纵分布态势。(2)生态源地之间存在生态廊道共计29条,关键廊道22条,总长度约为50.83 km,潜在廊道7条,总长度约为108.21 km。(3)生态源地与生态廊道构成了“一圈两带两中心”的生态安全格局。可见,必要的设置生态提升带,切实保护了区域内的生态空间。

关键词：特大山地城市重庆市都市区电路理论生态安全格局

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三峡库区经济发展与生态环境的时空耦合特征

水土保持通报 2020年第1期40卷 243-249页

作者：李辉谭淼姜文何昌华重庆工商大学融智学院重庆401320 生态环境空间信息数据挖掘与大数据集成重庆市重点实验室重庆401320 重庆工商大学环境与资源学院重庆400067

[目的]研究经济发展与生态环境之间的关系,为长江经济带高质量发展和三峡库区经济与生态协调发展提供政策参考.[方法]以三峡库区重庆段为研究区域,基于脱钩模型对2006-2018年经济与生态环境“脱钩状态”(分为绝对脱钩、相对脱钩、临界... 详细信息

[目的]研究经济发展与生态环境之间的关系,为长江经济带高质量发展和三峡库区经济与生态协调发展提供政策参考.[方法]以三峡库区重庆段为研究区域,基于脱钩模型对2006-2018年经济与生态环境“脱钩状态”(分为绝对脱钩、相对脱钩、临界状态、耦合状态)进行判定.结合探索性空间数据分析(ESDA)法,运用ArcGIS,OpenGeoDa软件对脱钩状态相关数据进行空间差异及格局演化特征分析.[结果]三峡库区重庆段整体的脱钩系数偏低,空间相关性较弱;在2006-2010年和2014-2018年脱钩系数主要表现出空间正相关,2010-2014年期间主要表现出空间负相关;从局部空间自相关(LISA)图分析得出,研究区各区县之间的脱钩状态显著性较弱;研究区在3个研究时间段的脱钩状态呈现出显著的倒“Ⅴ”型发展趋势.[结论] 2006-2018年来,三峡库区经济发展与生态环境耦合特征波动较大,亟需进一步深入研究并制定相关整治措施.

关键词：经济发展生态环境脱钩-ESDA模型三峡库区

基于Ann-CA-Markov模型的生态空间预测模拟: 以重庆市万州区为例

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生态与农村环境学报 2021年第6期37卷 740-750页

作者：幸瑞燊周启刚生态环境空间信息数据挖掘与大数据集成重庆市重点实验室重庆401320 重庆财经学院讯飞人工智能学院重庆401320 重庆工商大学环境与资源学院重庆400067 重庆工商大学公共管理学院重庆400067

生态空间是提供生态服务功能及保护国家生态安全的重要区域,对未来生态空间的模拟预测可以为生态环境保护的政策制定及国土空间的优化管控提供参考依据。以万州区为研究区,使用万州区2000、2006、2012和2018年4期土地利用、数字高程模型... 详细信息

生态空间是提供生态服务功能及保护国家生态安全的重要区域,对未来生态空间的模拟预测可以为生态环境保护的政策制定及国土空间的优化管控提供参考依据。以万州区为研究区,使用万州区2000、2006、2012和2018年4期土地利用、数字高程模型(DEM)、道路交通、河流、行政中心、生态红线和自然保护地等数据,界定万州区的生态空间类型为林地、草地、水域和未利用地,对万州区的生态空间变化特征进行分析,并构建Ann-CA-Markov模型对万州区2024年生态空间进行模拟预测,同时对生态空间的生境质量进行评估。结果表明,该研究构建的Ann-CA-Markov模型具有较高的模拟精度,以元胞自动机模型(CA)为主体,结合Markov和Ann模型,有效解决了CA模型的不足,既能够对生态空间类型的转移数量和概率进行预测,又能够处理好影响因子与生态空间变化之间的复杂的非线性关系,从而对生态空间分布进行预测,其模拟的精度达0.9836。万州区生态空间面积呈现持续增加趋势,但是生态空间斑块的破碎度、分化程度及面积均匀化程度越来越大,生态空间稳定性逐步下降,且生态空间的生境质量呈现逐年下降趋势。因此,在保证生态空间数量规模增加的同时,要兼顾生态环境保护与生态空间的优化管控,以保证生态空间的稳定性及生境质量。

关键词：生态空间预测 Ann-CA-Markov模型 InVEST模型生境质量

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三峡库区消落带地表覆被时空变化特征研究

环境科学与技术 2023年第S2期46卷 50-57页

作者：张晓媛周启刚傅俊越周浪生态环境空间信息数据挖掘与大数据集成重庆市重点实验室重庆401320 重庆财经学院重庆401320 重庆工商大学环境与资源学院重庆400067

地表覆被变化对区域的经济、自然和生态的发展具有重要的影响,地表覆被变化时空变化特征是地表覆被变化的核心研究之一。为探讨三峡库区消落带的地表覆被时空变化特征,该研究基于2010年、2014年、2018年及2020年4期夏季高分遥感影像数据... 详细信息

地表覆被变化对区域的经济、自然和生态的发展具有重要的影响,地表覆被变化时空变化特征是地表覆被变化的核心研究之一。为探讨三峡库区消落带的地表覆被时空变化特征,该研究基于2010年、2014年、2018年及2020年4期夏季高分遥感影像数据,获取地表覆被数据;利用地表覆被动态度、Flow矩阵、地形位指数及构建地表覆被结构指数等方法多角度分析研究区2010-2020年地表覆被转化情况,科学揭示库区消落带地表覆被时空变化特征。结果表明:(1)数量结构上,研究区地表覆被类型主要为水域、草地和裸地,面积共264.10 km^(2),占研究区总面积的75.79%;(2)时间变化上,近10年研究区耕地变化速度最小,建设用地的变化速度最大,草地主要呈流入状态;(3)空间变化上,研究区地表覆被结构呈现破碎度下降,聚集度上升趋势,同类型地表覆被分布逐渐集中;(4)地形位梯度上,2010-2020年研究区Ⅱ类地形位梯度为变化拐点,耕地减少面积最大,为9.66 km^(2),建设用地增加面积最多,为4.52 km^(2)。研究结果可为三峡库区消落带的土地资源合理规划和生态环境治理方面提供参考依据。

关键词：地表覆被地形位指数动态度三峡库区消落带