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1. chinaXiv:202110.00045 [pdf]

2003—2018 年中国地表温度年最大值的时空分布及变化特征

王丽平
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

中国幅员辽阔、气候差异大、人口众多,在全球气候变化背景下研究中国的气候变化对维 护中国乃至世界的粮食安全以及社会经济持续稳定发展具有十分重要的意义。地表温度最大值 可避免云雨天气对热红外遥感获取地表温度准确数据的干扰,且年变化较为稳定,但对重大土地 利用转移、干旱热浪等高度敏锐。基于 2003—2018 年 MODIS(Moderate resolution imaging spectrora? diometer)地表温度产品,采用气候倾向率、线性相关系数等研究方法分析了中国地表温度年最大 值的时空分布及变化特征。结果表明:(1)中国地表温度年最大值呈现北高南低的空间分布特征, 中国地表温度年最大值的最高值位于新疆吐鲁番盆地。(2)地表温度年最大值的空间分布按中国 气候区划分区分析表明,温带大陆性气候区地表温度年最大值最高,温带季风气候区的值较高,高 原山地气候区、亚热带季风气候区、热带季风气候区的值较低,地表温度年最大值的空间分布格局 与地表覆盖类型相关。(3)2003—2018 年,中国地表温度年最大值的时间变化特征总体表现为微弱 降温趋势,气候倾向率为-0.06 K·(10a)-1,降温区域占全国总面积的 50.45%。(4)气候倾向率在空间 上表现为西高东低,西部升温趋势比东部更加明显。部分区域表现为显著降温趋势,如北方中部、 华南区域、塔里木盆地边缘等,这些区域的降温与植被覆盖变化有关。

submitted time 2021-10-10 From cooperative journals:《干旱区地理》 Hits120Downloads68 Comment 0

2. chinaXiv:202109.00028 [pdf]

基于多源遥感数据的温度-土壤湿度-降水干旱指数(TMPDI)的构建与应用

满元伟
Subjects: Geosciences >> Geography

干旱在全球范围内产生了深远的社会和经济影响,可靠的干旱监测对防旱抗旱工作具有重要指导意义。由于在植被覆盖度和农作物种植率较低区域使用植被状态或单因子进行干旱监测时精度较低,故本文采用地表温度(LST)、降水量(P)和土壤湿度(SM)数据,基于三维欧氏几何空间中欧氏距离方法构建了一种新的干旱指数:温度-土壤湿度-降水干旱指数(TMPDI)用于干旱监测。并以甘肃省为研究区,利用SPI、SPEI、遥感数据以及小麦单位面积单产对TMPDI进行验证。结果表明:TMPDI与SPI、SPEI高度相关(R2>0.64),且在干旱监测中兼顾降水量与气温影响的同时,降低了使用降水量或地表温度进行干旱监测的不确定性,提高了土壤湿度在农业干旱监测中的准确性与有效性,能准确地描述干旱事件的时空演变特征,同时也能较好地反映出干旱强度与干旱面积率的变化对小麦产量造成的影响,说明TMPDI在农业干旱监测中具有较高的有效性和可靠性。

submitted time 2021-09-14 From cooperative journals:《干旱区研究》 Hits929Downloads172 Comment 0

3. chinaXiv:202104.00104 [pdf]

融合GPM降水数据的土壤干旱遥感监测

谭惠芝; 尹倩
Subjects: Geosciences >> Geography

全球气候变暖导致干旱趋势加重,对西北干旱半干旱区农牧业生产造成严重威胁。考虑到陕西省神木市具有典型的黄土高原地貌特征,以及降水对复杂地貌背景区干旱的决定性作用,本研究应用高精度的GPM(GlobalPrecipitation Measurement)降水数据,建立土壤干旱遥感监测模型,开展能够揭示土壤相对湿度的应用分析研究。结果表明:结合GPM降水数据建立的综合植被、温度和降水的土壤干旱遥感监测模型,能准确的揭示神木市土壤表层10 cm相对湿度,模型中温度和降水的权重较高,体现出温度和降水对区域干旱的主导作用;神木市作物生长季旱情整体处于轻旱强度,平均发生频率为64.44%,且中旱>轻旱>重旱>特旱,干旱强度和发生频率均呈现出西北高东南低的空间分异特征;4—10月干旱强度整体由轻旱发展至重旱,最后干旱消失。季节上,神木市春旱现象严重,且以中旱发生频率最高。2001—2019年神木市旱情呈略微减轻趋势,但红碱淖湿地因年均气温和年蒸发量明显上升,干旱情况加剧。

submitted time 2021-04-23 From cooperative journals:《干旱区研究》 Hits1044Downloads338 Comment 0

4. chinaXiv:202102.00045 [pdf]

基于反射率和亮度温度的锡林郭勒积雪深度估算

李慧融
Subjects: Geosciences >> Geography

积雪是我国西北干旱半干旱区重要的水资源,也是影响全球气候变化的重要因子之一。 目前光学影像反射率和雷达亮温数据是积雪遥感领域的主要数据,本文首次结合两类遥感数据估 算积雪深度,并比较偏最小二乘法和机器学习算法(人工神经网络、支持向量机和随机森林算法) 在积雪深度估算方面的表现。以锡林郭勒盟 2012—2015 年积雪深度数据为例,基于反射率和亮度 温度相结合的积雪深度估算精度优于单个数据源,且随机森林算法表现最好,均方根误差为 2.93 cm,满足实际应用的需求。研究结果对我国西北地区水资源分布、生态环境评估等研究具有重要意义。

submitted time 2021-02-13 From cooperative journals:《干旱区地理》 Hits539Downloads359 Comment 0

5. chinaXiv:202101.00075 [pdf]

Development of a large-scale remote sensing ecological index in arid areas and its application in the Aral Sea Basin

WANG Jie; LIU Dongwei; MA Jiali; CHENG Yingnan; WANG Lixin
Subjects: Geosciences >> Geography

The Aral Sea Basin in Central Asia is an important geographical environment unit in the center of Eurasia. It is of great significance to the ecological protection and sustainable development of Central Asia to carry out dynamic monitoring and effective evaluation of the eco-environmental quality of the Aral Sea Basin. In this study, the arid remote sensing ecological index (ARSEI) for large-scale arid areas was developed, which coupled the information of the greenness index, the salinity index, the humidity index, the heat index, and the land degradation index of arid areas. The ARSEI was used to monitor and evaluate the eco-environmental quality of the Aral Sea Basin from 2000 to 2019. The results show that the greenness index, the humidity index and the land degradation index had a positive impact on the quality of the ecological environment in the Aral Sea Basin, while the salinity index and the heat index exerted a negative impact on the quality of the ecological environment. The eco-environmental quality of the Aral Sea Basin demonstrated a trend of initial improvement, followed by deterioration, and finally further improvement. The spatial variation of these changes was significant. From 2000 to 2019, grassland and wasteland (saline alkali land and sandy land) in the central and western parts of the basin had the worst ecological environment quality. The areas with poor ecological environment quality are mainly distributed in rivers, wetlands, and cultivated land around lakes. During the period from 2000 to 2019, except for the surrounding areas of the Aral Sea, the ecological environment quality in other areas of the Aral Sea Basin has been improved in general. The correlation coefficients between the change in the eco-environmental quality and the heat index and between the change in the eco-environmental quality and the humidity index were –0.593 and 0.524, respectively. Climate conditions and human activities have led to different combinations of heat and humidity changes in the eco-environmental quality of the Aral Sea Basin. However, human activities had a greater impact. The ARSEI can quantitatively and intuitively reflect the scale and causes of large-scale and long-time period changes of the eco-environmental quality in arid areas; it is very suitable for the study of the eco-environmental quality in arid areas.

submitted time 2021-01-22 From cooperative journals:《Journal of Arid Land》 Hits1051Downloads617 Comment 0

6. chinaXiv:202101.00021 [pdf]

基于 MODIS 数据的吐鲁番盆地 2001—2017 年 植被变化及水热组合影响分析

庞冉; 王文
Subjects: Geosciences >> Geography

中国西北干旱地区的气候变化及其对植被的影响一直备受关注。以地形特殊的吐鲁番盆 地为研究对象,利用实测气象站点数据、再分析气象格点数据以及 MODIS 卫星遥感植被指数,采用 趋势检验、线性回归、偏相关分析等方法,探究了该地区 2001—2017 年间的植被变化及其与水热组 合特征之间的关系。结果表明:(1)吐鲁番盆地降水量整体没有显著变化,但北部山区降水增长较 多,气温总体呈显著上升趋势,尤其是盆地底部中心区域增温较大。(2)全区域植被指数(NDVI)总 体呈极显著上升趋势,山区及中心区域 NDVI 增长率较大。(3)受水汽来源和日照时长的影响,吐鲁 番盆地周边山区高程 3 000 m 左右 NDVI 值最高,山区植被最好的坡向是西北坡。(4)吐鲁番盆地水 热组合复杂,水分条件是大部分地区植被生长的主要限制因素,降水与 NDVI 有较好的正相关,在 山区和荒漠区热量增加不利于植被生长,但中心区域受地下水和人类活动影响,水分的供给相对 稳定,热量增加利于植被生长。

submitted time 2021-01-07 From cooperative journals:《干旱区地理》 Hits700Downloads395 Comment 0

7. chinaXiv:202006.00191 [pdf]

基于MODIS和随机森林的兰州市日最高气温和最低气温估算

邢立亭; 李净; 焦文慧
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

近地表气温是衡量城市热环境的重要因素,城市气温被认为是各种城市问题的重要变量,然而小区域气象站严重不足限制了异质城市内气温的空间连续分布表示。为获得空间连续分布的近地表气温,利用遥感数据结合随机森林机器学习法来估算城市近地表空间连续分布的气温。本文以兰州市为研究区,利用MODIS传感器的前一天和当天8个不同时间点的地表温度数据,结合一系列影响因子,利用随机森林来估算城市的每日最高气温和最低气温(Tmax/Tmin)。由于8个时序的地表温度数据与Tmax/Tmin存在不同的相关关系,根据这种关系设计了输入不同地表温度数据的8个模型方案,利用实测气温对不同模型方案的结果进行验证,获得最佳方案估算的日最高气温和最低气温。结果表明,用随机森林模型结合遥感数据来估算城市日近地表气温是可行的,并且前一天的地表温度对气温影响较大,是估算气温的关键参数。

submitted time 2020-06-21 From cooperative journals:《干旱区研究》 Hits990Downloads609 Comment 0

8. chinaXiv:202006.00132 [pdf]

基于MODIS的青海草地产草量变化遥感分析

黄鑫; 刘建红
Subjects: Geosciences >> Geography

青海省属于全国四大牧区之一,及时监测草地植被长势、准确估算牧草产量对青海牧区可持续发展与生态保护具有重要意义。草地产草量遥感估算主要基于植被指数与地面实测数据的统计关系,但是估算涉及植被指数、统计模型和建模指标等因素,不同组合建立的估算模型的精度不同。本文基于青海省MODIS数据与地面实测产草量数据,选择了6种植被指数(NDVI、EVI、RVI、DVI、RDVI、MSAVI)、5种统计模型(简单线性模型、二次多项式模型、幂函数模型、指数函数模型、对数函数模型)以及3种建模指标(植被指数年度最大值VImax、植被指数生长季累积值VIseason-cum、植被指数年度累积值VIannual-cum),研究不同组合下估算模型的精度差异,并从中选出最优产草量估算模型,用于估算青海省2015和2016年的产草量。结果表明:(1)6种植被指数中,基于NDVI的产草量估算精度最高;非线性模型的估算精度高于线性模型,尤其是指数模型,适用于大多数草地类型产草量的估算;基于NDVI年度最大值的估算模型对大多数草地类型都具有最高的决定系数(R2)。(2)从干重来看,高产草量区(>1 200 kg?hm-2)主要位于青海东部的高寒草原,中等产草量区(600~1 200 kg?hm-2)位于青海南部和东部的高寒草原和禾草草原,低产草量区(<600 kg?hm-2)位于青海西部和北部的高寒草甸、高寒草原、高寒荒漠和盐生草甸。(3)与2015年相比,2016年青海省干草总产量减少31.60×104 t,减幅为1.36 %。其中,禾草草原和高寒草甸的减产幅度最大,而荒漠草原和盐生草甸的产量则有所增加。本文可为草地产草量遥感估算的研究和实践提供参考。

submitted time 2020-06-12 From cooperative journals:《干旱区地理》 Hits3199Downloads905 Comment 0

9. chinaXiv:202006.00133 [pdf]

祁连山MODIS LST时空变化特征及影响因素分析

邱丽莎; 何毅
Subjects: Geosciences >> Geography

地表温度(Land Surface Temperature,LST)是研究区域尺度和全球尺度上地表能量和水平衡物理过程中不可缺少的参数。祁连山LST的时空变化规律及其影响因素模式未知。本研究采用趋势分析法和相关性分析法,探讨2000—2017年间祁连山LST的时空变化特征及与植被的相互关系,分析各植被类型下地表温度的时空分异特征。结果表明:(1)MODIS LST产品的精度能够满足祁连山地表温度时空变化分析的要求。(2)祁连山LST时间序列呈 “上升-下降-上升-下降”的波动变化,整体呈小幅上升趋势,以0.17℃?(10a)-1的速率波动上升,冬季LST上升趋势最显著(63.37%),变化率为0.22℃?(10a)-1;空间上呈西北降低东南升高的变化趋势,显著上升面积(14.89%)远大于下降面积(0.90%)。(3)祁连山年均LST与NDVI呈负相关,显著相关区域占22.56%,夏季NDVI对LST的调控作用较显著(25.45%);荒漠NDVI对LST的影响大于其他植被类型。(4)海拔对各植被类型LST有强烈的影响,相关性依次为荒漠>林地>草甸>耕地;然而,夏季LST与海拔的相关性因植被覆盖增加而显著降低。(5)祁连山LST上升是NDVI、海拔以及植被类型综合影响的结果。

submitted time 2020-06-12 From cooperative journals:《干旱区地理》 Hits3114Downloads640 Comment 0

10. chinaXiv:202004.00058 [pdf]

基于遥感数据的新疆开—孔河流域农业区种植结构提取

茶明星; 汪小钦; 李娅丽; 邱鹏勋
Subjects: Environmental Sciences, Resource Sciences >> Basic Disciplines of Environmental Science and Technology

农作物种植结构是农作物空间格局的重要组成部分,是区域土地资源和水资源优化配置的基础。以新疆开―孔河流域农业区为研究区域,综合利用作物物候信息和2016年的MODIS NDVI时序曲线,获得不同作物生长差异明显的关键期,选择关键期的Landsat 8 OLI影像,构建主要作物提取知识规则,基于决策树方法开展农作物的分类识别。开―孔河农业区2016年主要作物种植面积为5.07×105 hm2,其中棉花种植面积最大,为1.97×105 hm2,玉米、小麦次之。博斯腾湖和开都河农业区以辣椒、玉米和小麦为主要作物,种植结构比较零散;孔雀河农业区种植结构比较单一,以棉花和香梨为主要作物。与仅利用时间序列的MODIS数据进行作物分类识别的结果对比表明,综合利用MODIS和Landsat数据的作物识别精度有显著提高,总体分类精度从62.58%提高到88.37%,kappa系数从0.53提高到0.86。该方法综合利用了MODIS数据的时序特征和Landsat数据较高的空间分辨率特征,有效地避免了MODIS数据空间分辨率不足而导致分类精度较差的情况,又避免了Landsat数据时间分辨率不足所引起的时相选择盲目性或数据冗余,在干旱区农业种植结构的提取领域具有一定的应用价值。

submitted time 2020-04-26 From cooperative journals:《干旱区研究》 Hits2386Downloads875 Comment 0

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