国家自然科学基金(41271423)
- 作品数：12 被引量：154H指数：7
- 相关作者：牛振国张海英宫宁王靖雯齐伟更多>>
- 相关机构：中国科学院遥感与数字地球研究所中国科学院大学中国科学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院战略性先导科技专项国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：环境科学与工程天文地球自动化与计算机技术更多>>
- 全球土地覆盖GlobCover2009数据中的中国区域湿地数据精度评价被引量：15
- 2012年
- 目前,湿地方面的全球性数据产品寥寥无几。GlobCover2009作为免费的分辨率最高的全球土地覆盖数据产品,成为研究全球性湿地的重要参考数据源之一。目前为止,还没有学者对该数据产品中湿地类型的精度做出具体评价。以目视解译的中国2008年湿地遥感制图数据为参考,从湿地面积、类型和空间一致性在不同区域的分布等方面,对GlobCover2009数据产品在中国区域内湿地相关类型产品的分类精度进行了评价。评价结果显示,GlobCover2009数据产品中,中国的湿地类型总体分类精度不高,湿地面积一致性为46%,总体精度为32%,Kappa系数为0.13;其中,沼泽湿地的制图精度(0.05%)远低于水体制图精度(53.34%),水体的用户精度达到90.18%,沼泽湿地的用户精度仅为11.76%。对于沼泽湿地分布较广泛的中国东北地区和西北地区,该数据产品的分类精度也很低,分别仅为17%和13%;造成此现象的原因,除GlobCover2009数据产品没有专门对沼泽湿地进行定义和分类外,二者使用的数据源在空间分辨率及时间上的差异也是主要原因。
- 牛振国单玉秀张海英
- 关键词：遥感数据中国湿地
- 中国潜在湿地分布的模拟被引量：7
- 2015年
- 潜在湿地分布的空间信息对于提高湿地制图精度、理解湿地空间分布的变化规律以及制定湿地恢复政策等都具有重要意义.地形特征对湿地的分布具有决定作用,通过采用滤波方法识别真实洼地,并结合气候降水和蒸发资料,提高了地形特征(气候地形指数)的模拟精度;基于气候地形指数的空间分布特征及其与潜在湿地分布的时空关系,采用众数统计方法,模拟中国潜在湿地分布.该方法不仅具有一定的物理基础,而且避免了复杂分布式参数的获取和模型的数值求解,更适用于大尺度湿地分布研究.基于多年的气象数据资料的模拟结果表明:中国潜在湿地约为58.18×104 km2,其中沼泽湿地面积约为32.50×104 km2,水体面积约为25.68×104km2,主要分布在西北部的青藏、新疆地区,东北部内蒙、黑龙江和吉林地区,以及华北平原和长江流域.与已有湿地模拟结果对比表明:模拟结果在空间分辨率(90 m)和精度方面都有所提高;与全国湿地调查结果在空间分布格局上具有较高的一致性.该结果为进一步提高湿地遥感制图精度、制定湿地恢复策略等提供了重要的支撑.
- 胡胜杰牛振国张海英陈燕芬宫宁
- 中国湿地变化的驱动力分析被引量：55
- 2016年
- 在全球气候变化及中国社会经济迅速发展的背景下,为了解中国湿地分布的时空动态特征及演化规律,以4期(1978年、1990年、2000年、2008年)中国湿地遥感制图数据和3期(1990年、2000年、2005年)土地利用数据为基础,同时考虑到对湿地变化的影响程度和数据的可获取性,选取12个影响因子(平均温度、平均湿度、累计降水量、人口数量、地区生产总值、农林牧渔产值、耕地面积、粮食产量、有效灌溉面积、水库库容量、除涝面积、治碱面积)研究1978年—2008年这30年间中国湿地变化的驱动机制。考虑到地理现象的空间非平稳性,本文采用地理加权回归的方法分析驱动因子对湿地变化的影响作用。地理加权回归作为一种局部线性回归方法,能够直观地反映湿地驱动因子对湿地作用的地域差异。结果表明:不同类型的湿地变化的主要影响因素不同,内陆湿地与温度、降水以及农业耕作灌溉等密切相关;人工湿地与经济发展水平和水利设施兴建密切相关;滨海湿地与农林牧渔产业和人口等密切相关。同一类型湿地变化的主要影响因素随着时间推移也有所变化,并且影响程度在地域上也存在较为明显的南北和东西差异。本次研究结果基本反映了1978年—2008年中国湿地变化的特征规律。
- 宫宁牛振国齐伟张海英
- 关键词：湿地变化驱动力地理加权回归遥感
- 白洋淀流域湿地连通性研究被引量：14
- 2019年
- 湿地在流域防洪减灾、水资源调节、缓解环境污染、保护生物多样性和维持区域生态环境方面具有重要功能和价值。作为我国北方平原湿地系统之一,白洋淀流域湿地对于保障雄安新区的水资源安全和良好生态环境等方面具有关键性作用。了解目前白洋淀流域湿地生态系统的现状对于新区建设和未来科学规划也具有重要意义。以2017年9月欧空局提供的10米分辨率的Sentinel-2B影像为主要数据源,并结合谷歌地球高分辨率卫星影像(分辨率0.23m),通过人工目视解译和机器自动分类等多种方式,绘制了白洋淀流域最新的湿地生态系统网络分布图;在此基础上,利用地理信息系统分析了白洋淀流域湿地的连通性(包括水文连通性和景观连通性)。结果显示:(1)2017年白洋淀流域湿地面积为4596.6km^2,包括沼泽、洪泛区、沟渠、湖泊、河流,主要分布在坡度为0°至2°,海拔在100m以下的平坦地区;而流域内非湿地面积约86%,以耕地和林地为主。(2)2017年白洋淀流域河道长度为2440km,面积为514 km^2,其中山区河道177 km^2,平原河道337 km^2。河道内耕地面积比例达27%,建设用地比例约为8%,河道占用明显。河道两侧1km、2km和3km距离范围内耕地比例分别占61.77%、62.53%、62.63%。随着距离的扩大,湿地面积减少,非湿地面积增加。(3)由于人类活动的直接和间接影响,河道的水文连通性下降,与河道没有受到干扰时的连通性水平相比,减少了三分之一。(4)从景观格局指数SPLIT和DIVISION指示的流域湿地连通性看,景观级别上流域内自然湿地的景观连通性最差,人工湿地次之。在类型级别上沼泽类型的连通性最差,河流、沟渠与洪泛区湿地类型的连通性较好,湖泊的景观连通性最好。为保障白洋淀流域水安全,以流域湿地网络为整体,恢复和增强流域湿地网络连通性,将有效提高雄安新区水资源安全和生态环境�
- 闫欣牛振国
- 关键词：白洋淀流域
- 基于潮位校正的中国潮间带遥感监测及变化被引量：13
- 2019年
- 潮间带位于海洋和陆地的过渡地带,在生物多样性保护、社会经济发展以及全球环境变化等方面具有重要价值.由于潮汐的动态性,潮间带的卫星遥感监测存在很大挑战,迄今为止还没有完整的全国滨海潮间带的相应数据.本文综合遥感与地理信息系统方法,利用1995和2015年覆盖全国滨海的156景LandsatTM/OLI卫星影像,反演了中国滨海潮间带的时空分布,并基于高分辨率影像,目视解译了潮间带开发的土地利用类型.在此基础上分析了中国潮间带变化的时空特征和潮间带变化的驱动力因素.结果表明:(1)2015年中国潮间带总面积约为14070 km^2,其中潮间带分布面积最多的为福建省(18%),其次是辽宁省(15%)、山东省(14%)、江苏省(12%)和广东省(11%);面积最小的是海南省(2%).(2)1995～2015年全国潮间带面积净减少了1375km^2,减少约8.9%.全国不同省市潮间带面积表现了增加与减少不同的趋势,其中潮间带面积减少最多的是浙江省,面积减少为1189km^2;江苏省潮间带面积由1995年的全国第1缩减为第4.而福建省潮间带增加最多,达453km^2.(3)潮间带被开发利用的趋势持续增强. 1995年中国沿海潮间带被开发占用的面积为3490 km^2,到2015年达到4581 km^2.潮间带开发利用类型由农业用海为主(41.8%)转变为围海养殖;城镇建设占用比例也达13%.同时围垦中(在建/未知用途)的潮间带面积持续增长,由1995年的18.1%增长为29%.(4)人为和自然两种因素叠加的"挤压效应"造成了我国潮间带面积的减少.经济发展和滨海生态环境保护的矛盾依然表现突出.
- 韩倩倩牛振国吴孟泉王靖雯
- 关键词：潮间带
- 大型国际重要湿地边界及遥感分类数据集(2001、2013)被引量：1
- 2017年
- 湿地是全球最具生物多样性和生产力最高的生态系统之一。本数据集依据拉姆萨尔湿地公约网站及保护区等其他辅助资料,对照Google Earth、天地图等高分辨率遥感影像,确定了全球100处大型(面积大于20万hm^2)国际重要湿地的边界。以2001年和2013年Terra/Aqua卫星MODIS传感器250 m空间分辨率16天合成的MOD13Q1产品为数据基础,对归一化植被指数(NDVI)进行滤波和时间序列重建,采用支持向量机方法(SVM)对其进行分类和制图,得到2001年和2013年全球100处国际重要湿地的遥感分类数据集。与高分辨率遥感影像和文献资料等数据比较,湿地遥感分类数据集能够揭示气候波动与人类活动双重影响下国际重要湿地内湿地的时空变化特征;与基于单期遥感数据的湿地监测相比,更具有优势。该数据集可以为湿地保护与管理和全球环境变化研究等提供参考。本数据集共包含3个文件,由.kmz和.shp两种格式存储,压缩后数据量为102 MB。
- 张海英牛振国许盼盼陈燕芬胡胜杰宫宁
- 关键词：湿地遥感分类
- 不同湿度指数在湿地分类中的对比研究被引量：17
- 2015年
- 为探讨不同湿度指数用于湿地信息提取的能力,选取7个常用的湿度指数(包括NDWI、MNDWI、RNDWI、EWI和缨帽变换的湿度分量等)作为指标,以达赉湖国家级自然保护区为研究区,利用2013年9月6日MODIS(MOD09Q1和MOD09A1)数据,采用支持向量机分类的方法,对研究区进行湿地与非湿地区分研究,并进行湿地亚类(沼泽、水体)的分类试验。分类结果的精度评价表明:1)湿地与非湿地区分能力最好的指数为基于缨帽变换的湿度分量TC-Wetness,制图精度达97%以上,用户精度达96%;2)对湿地亚类的分类结果表明,提取水体最好的指数为第一类湿度指数,以NDWIB4,B2为最优,提取沼泽最优的指数为缨帽变换的湿度分量(TC-Wetness),可以有效排除草地对沼泽提取的干扰。研究区分类结果总体精度最高为88.7%,但沼泽的提取精度仅为48%,说明利用遥感湿度指数一种指标难以满足湿地分类的需要,多指数结合以及地形和其他相关辅助数据的加入对提高湿地分类精度具有重要帮助。
- 邢丽玮牛振国张海英
- 关键词：MODIS
- 基于潮位校正的中国潮间带模拟数据集被引量：2
- 2019年
- 潮间带位于海洋和陆地的过渡地带,在生物多样性保护、社会经济发展以及全球环境变化等方面具有重要价值。该数据是以1995和2015年覆盖全国滨海的156景Landsat TM/OLI卫星影像为基础数据,综合遥感与地理信息系统方法,即对中国滨海根据验潮站进行分段,提取出每个岸段两景相邻时刻影像的水边线,推算出每个岸段的坡度,然后结合平均高潮潮位数据与平均低潮潮位数据以及过境时刻潮位,计算出高潮校正距离与低潮校正距离,反演了中国滨海潮间带的时空分布。结果表明:(1)2015年中国潮间带总面积约为14,193 km^2,其中潮间带分布面积最多的为福建省(19%),其次是辽宁省(15%)、山东省(14%)、江苏省(12%)和广东省(11%);面积最小的是台湾省(2%)。(2)1995–2015年全国潮间带面积净减少了1,332 km^2,减少约8.6%。全国不同省市潮间带面积表现出增加与减少不同的趋势,其中潮间带面积减少最多的是浙江省,面积减少为1,189km^2;江苏省潮间带面积由1995年的全国第1缩减为第4。而福建省潮间带增加最多,达597 km^2。该数据集为矢量数据,存储为.shp格式,由1995年模拟潮间带和2015年模拟潮间带两个文件夹组成,其中每个文件按照行列号命名,数据量为34.1 MB(压缩为一个文件,13.3 MB)。
- 韩倩倩牛振国
- 关键词：潮间带
- 1990～2017年白洋淀的时空变化特征被引量：21
- 2019年
- 白洋淀是华北平原最大的淡水湖。认知白洋淀景观格局的时空特征及其与环境的关系,对于恢复和提高白洋淀生态系统整体功能、维护雄安新区生态环境安全具有重要指导意义。在对1990~2017年白洋淀进行逐年遥感分类与制图的基础上,重点研究了白洋淀的时空变化特征,分析了其变化的驱动力因素。研究结果显示,2017年,白洋淀中的天然湿地面积约占白洋淀总面积的33%,人工湿地面积约占20%;1990~2017年,白洋淀天然湿地总体在萎缩,人工湿地和非湿地面积在增加;1995年白洋淀景观破碎化程度最严重;白洋淀景观格局的变化与降水量、人类的开发活动和水资源的调度密切相关,湖泊水位与河流的水文连通性不存在线性相关关系,当湖泊水位保持在6.22 m时,白洋淀中的河流具有较好的水文连通性;大气降水量是白洋淀中的天然湿地变化的主要影响因素,补水措施仅能暂时缓解白洋淀的水资源危机。
- 闫欣牛振国
- 关键词：连通性遥感
- 历史专题图的大空间范围湿地专题图自动更新被引量：3
- 2018年
- 湿地专题图的更新无论是对湿地研究还是湿地管理和保护都具有重要价值。但是由于湿地本身具有显著的时空动态性和空间异质性特征,使得大空间范围湿地专题图的更新面临着周期长、时效性差的挑战。为应对这一挑战,实现大空间范围湿地地图的快速更新,本文提出一种通过提取历史湿地专题图中的信息,对新遥感影像进行自动化的湿地分类制图方法——"迭代解译再组织" IIR (Iterative Interpretation and Reorganization)。针对湿地空间异质性强、稳定样本获取困难等特点,IIR方法通过分别获取不同湿地类型的空间信息和类别属性两个步骤完成湿地的自动更新。为验证该方法在大空间范围湿地图更新中的应用效果,随机选取了位于高海拔地区、高纬度地区、低纬度地区和滨海地区等不同自然地理环境的4个湿地保护区(若尔盖湿地保护区、莫莫格湿地保护区、鄱阳湖湿地保护区和黄河三角洲湿地保护区)进行验证。结果表明IIR方法的湿地制图的总体精度在70%—90%,总体上优于传统监督分类方法。IIR方法对于大的时空尺度背景下湿地专题图更新面临的高时空动态特征具有较好的解决能力。
- 李大冲许盼盼牛振国张海英
- 关键词：湿地专题图
