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基于Sentinel-2的UNVI植被指数及性能对比研究
作者(Author)：朱曼,张立福,王楠,林昱坤,张琳姗,王飒,刘华亮
关键词(KeyWords)：Sentinel-2, 时间序列, UNVI植被指数, 可分性, 作物识别
摘要(Abstract)：作物精准识别和分类是农业遥感检测的重要内容，对作物长势监测以及估产十分重要。以美国混合农业带为研究区，基于Sentinel-2时间序列影像，根据其传感器响应函数计算了针对Sentinel-2的通用归一化植被指数（Universal Normalized Vegetation Index，UNVI），并通过两个对比实验，分析UNVI等6个指数在作物精准分类中的性能。实验一以JM（Jeffries-Matusita）距离为指标对不同作物类别之间的可分性进行分析，结果表明UNVI优于NDVI、EVI、WDRVI、NDre1和NDWI指数，在玉米和棉花、玉米和水稻、玉米和水稻的区分上，UNVI优于其他指数区分能力相当，但在其余的作物组合上如棉花和水稻，NDVI等指数则无法将其很好的区分，此时UNVI指数依然可以表现出较好的区分能力；实验二对6种时间序列指数特征分别使用随机森林和支持向量机进行作物分类，结果表明UNVI指数的总体精度和Kappa系数最高，其次是NDre1指数和WDRVI指数，EVI的总体精度和Kappa系数最低，这表明UNVI比其他6个指数更好地区分了研究区大豆、玉米、棉花和水稻等4种主要作物。综上，基于Sentinel-2时间序列的UNVI指数在进行作物分类时与其他5种遥感植被指数相比，具有较大的优势，UNVI可为农作物长势分析和作物估产研究等农业研究和应用的可选植被指数。
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基于MODIS影像的中巴经济走廊荒漠化程度时空动态监测研究
作者(Author)：敏玉芳,张耀南,康建芳,冯克庭
关键词(KeyWords)：荒漠化, 中巴经济走廊, 特征空间, 决策树, MODIS
摘要(Abstract)：荒漠化是全球最为严重的生态环境问题之一，中巴经济走廊荒漠化问题尤为严重，干旱和大面积的荒漠是其主要的生态环境约束因素。以MODIS数据为基础，提取关键的地表特征参量，定量化研究荒漠化程度与地表特征参量间的关系与规律；构建了基于地表反照率-植被特征空间、决策树的遥感监测模型，并以2015年数据为例，分析了中巴经济走廊荒漠化程度，结果表明：Albedo-MSAVI、Albedo-NDVI和决策树C5.0共3种方法的总体精度分别为88.33%、85.83%和89.2%，Kappa系数分别为0.836 3、0.802 3和0.847 1，分析认为决策树方法最适宜反演中巴经济走廊荒漠化程度。最后基于决策树方法计算了2000~2015年中巴经济走廊荒漠化程度分布数据，分析结果表明在中巴经济走廊极度和重度荒漠化土地占整个区域的50%~60%，中度和轻度荒漠化土地占20%左右，非荒漠化土地和冰雪水体占20%左右。由于2000年左右，巴基斯坦经历了50 a来最严重的旱灾，2000年的重度和极度荒漠化达到总体面积的61.8%，从2005~2015年极度荒漠化土地有所减少，转化为重度荒漠化土地，有部分轻度荒漠化土地转化为非荒漠化土地。总体来说极度荒漠化程度呈下降趋势。
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中缅边境典型城市扩张遥感动态监测及驱动力分析
作者(Author)：李益敏,王东驰,刘心知,袁静,赵志芳
关键词(KeyWords)：中缅边境地区, 夜光遥感, 城市建成区扩张, 时空分析, 驱动力
摘要(Abstract)：在“一带一路”背景下，当前针对边境城市建成区发展的研究尚不充分，特别境内外口岸毗邻城市的演化交互关系更有待挖掘。以中缅边境地区典型的口岸毗邻城市——瑞丽市和木姐市作为研究区，选取2012、2015和2018年遥感影像，采用城镇建筑用地指数提取两市建成区，从建成区扩张数量、空间分布格局和内部经济规模3个方面，分析瑞丽市开发开放试验区设立后的两市建成区动态变化特征，并对两市建成区演化的交互关系和扩张驱动因素进行探讨。结果表明：在自然环境、经济产业、政策规划、交通、口岸等因素的综合作用下，两市建成区扩张明显。瑞丽市城市西部扩张最为明显，东部次之，呈现“一体两翼”式扩张格局，逐渐从建成区外延转为内部填充及基础设施完善阶段；木姐市主要向西北和正东方向扩张，建成区保持较为明显的外延特征，但其内部土地集约利用水平不高。在交互协同发展过程中，瑞丽市占主导地位，木姐市处在依附地位。两市的快速协同扩张也体现了中缅两国政治经济的紧密交流和广阔的合作空间。
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森林资源亚健康状态的卫星遥感预警技术研究
作者(Author)：武红敢,王成波,苗振旺,王文泉,王晓丽,米国兵
关键词(KeyWords)：GF-1 WFV, 森林资源, 亚健康, 森林病虫害, 预警
摘要(Abstract)：森林病虫害等扰动类型造成的亚健康林木监测预警工作不能及时到位，导致防治工作长期处于灾后救灾的被动局面。基于2019年5~9月份的多时相GF-1WFV数据，应用比值植被指数和红绿植被指数，准实时地监测逆生长、叶冠胁迫或失色等“灾害”信息。结果表明：虽然树木叶片枯黄、萎蔫等叶绿素降解并逐渐转化成叶黄素和叶红素需要一定的过程，或“灾害症状”有时具有滞后性，但高频次遥感动态监测结果对于指导森林灾害地面踏查，提高监测覆盖率和科学性，防范大面积灾害，具有积极作用。国产GF-1和GF-6 WFV遥感数据的高重访周期能为月度森林资源生长过程的监测提供坚实的数据保障，满足公顷级树叶长势退化预警监测的需要。
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长三角城市群城市扩张区环境质量变化遥感评价
作者(Author)：季杨,蒋金豹
关键词(KeyWords)：长三角城市群, 城市扩张, 环境变化, 协调可持续, 高质量发展
摘要(Abstract)：加强城市动态扩张与环境质量变化监测对促进长三角城市群高质量一体化协同发展具有重要意义。基于DMSP/OLS夜间灯光数据、多源环境遥感数据等,运用趋势线分析、综合评价指数(Comprehensive Evaluation Index,CEI)构建等方法,对长三角城市群2001～2013年的城市扩张模式、扩张区内环境质量变化特征及二者的协调性情况进行分析。结果表明:(1)46.24%的城市显著扩张,上海—苏锡常城市化水平和一体化程度最高,其次为环杭州湾城市群和沿江发展带,此外未形成多区域规模化的城市高速扩张模式,经济总量、对外开放程度和用电水平是长三角城市高速扩张的主要驱动因素;(2)46.35%的显著扩张区环境逐步恶化,集中在江苏省和安徽省,环境恶化型集聚在合肥主城区周围,浙江省城市环境最优,上海市基本未变,多数城市环境变化主要由PM2.5增长所致;(3)城市扩张与环境变化叠加结果可反映区域城市发展与生态环境建设的协调程度。上海市嘉定区、浦东新区和崇明岛,苏锡常及沿江地区协调性较弱,浙江省城市的"渐变"分布模式体现其高协调性,合肥市城区表现为环境质量远落后于城市化进程的双系统非协调发展状态。谷歌影像定位结果表明结合DMSP/OLS与CEI可有效检测出区域内由人类活动所产生的环境破坏型地表覆盖类型变化情况。该研究成果可揭示区域可持续发展状况,对长三角双系统动态发展协调性的空间转移研究具有指示作用。
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2001～2018年三江源地表水动态变化及驱动力分析
作者(Author)：金岩丽,徐茂林,高帅,万华伟
关键词(KeyWords)：GEE平台,三江源,驱动力,地表水体面积,动态变化
摘要(Abstract)：当前很多研究利用遥感影像关注地表水动态变化情况,但不同算法得到的变化情况尚待进一步分析。基于GEE平台,以三江源为例,利用JRC全球地表水产品对三江源2001～2018年的地表水体面积进行动态变化分析,并结合大气再分析产品ERA5和PERSIANN-CDR进行驱动力分析。结果表明:2001～2018年期间,三江源常年性水体面积从6 403.61 km2增加至7 473.09 km2,主要增加部分分布于长江源区;三江源常年性水体面积变化和年降水量有显著正相关关系,常年性水体面积变化和气温没有显著相关关系;卓乃湖自2011年起溃坝,引起自身萎缩,导致其下游的盐湖扩张严重,有溃坝的风险。
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基于地物光谱季节曲线特征的毛竹林分布提取
作者(Author)：魏雪馨,刘洋,闵庆文,刘荣高,张清洋,叶晓星,刘蓓蓓
关键词(KeyWords)：毛竹林,季节曲线,J-M距离,遥感,随机森林
摘要(Abstract)：毛竹是我国南方广泛分布的重要竹种,具有良好的生态效益和经济价值。毛竹林与其他森林区分难度大,现有提取方法多直接采用已有的晴空观测,未充分考虑分类时相的影响,限制了提取精度。以浙江省庆元县为例,从地物光谱的季节曲线特征入手,利用MODIS高时间分辨率观测充分挖掘各植被类型光谱季节曲线特征和差异,结合多时相Landsat OLI影像进行分类实验,优选毛竹林与其他植被区分度最大的季相,并采用随机森林方法实现了毛竹林分布的有效提取。结果表明:(1)初、中秋是区分研究区毛竹林与其他植被的最优时相,夏季次之,春季与冬季较差;(2)当初、中秋无晴空影像时,结合夏冬季影像的毛竹林提取精度最佳,用户和制图精度分别达到85.57%和78.06%;(3)10月影像提取毛竹林分布精度最高,用户和制图精度分别达到89.00%和86.91%,与当地森林资源调查数据相比精度优于89.23%。实验表明:在类似亚热带地区毛竹林提取中,应优先选择秋季初、中期影像;若此时期无晴空观测,应优先采用夏季与冬季影像共同分类。
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基于Google Earth Engine的重庆市植被指数长时间序列S-G滤波方法的改进与实现
作者(Author)：吴川虎,陶于祥,罗小波
关键词(KeyWords)：S-G滤波,植被指数,时间序列重建,Google Earth Engine(GEE)
摘要(Abstract)：由于云、大气等因素,归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)时间序列数据存在一定的误差。Savitzky-Golay(S-G)滤波方法能够在一定程度上减小这种误差,抑制突降的低质量像元值,但对于低质量像元高值的抑制和高质量像元值的保护有所欠缺,而且不能很好的运用于不同时间间隔的时间序列影像重建中。基于Google Earth Engine(GEE)云平台,综合利用空间插值和时间滤波以及像元质量分析对重庆2014年春至2018年冬250 m分辨率的MOD13Q1长时间序列数据集进行重建研究。同时使用皮尔逊相关系数(Pearson)、新提出的平滑度指数以及NDVI变化差值,对样本点和整幅影像定量对比重建结果。研究表明:相同参数下,新方法的重建影像与原始影像的相关性高于S-G方法;模拟噪声实验中,其与两幅模拟噪声影像的相关性分别为0.87和0.94,而SG方法的相关性仅为0.65和0.61。
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燃气轮机含氢燃料微混燃烧研究取得进展
关键词(KeyWords)：微混概念燃烧器,燃料,能源动力
摘要(Abstract)：工程热物理研究所能源动力研究中心设计开发了一款可实现短距离内高效掺混的新型微混概念燃烧器，针对甲烷-氢气混合燃料实现了0~100%氢含量燃料下的稳定干式低排放燃烧（绝热火焰温度≤ 1920 K, NOx≤ 10 ppm @ 15% O2, CO≤ 14 ppm），实验证明其具有天然气和富氢燃料干式低排放燃烧潜力。采用小火焰生成流形（Flamelet Generated Manifolds, FGM）数值模拟方法结合线性三角剖分插值方法完成小火焰自主建模以考虑含氢燃料燃烧存在的先导扩散效应，实现了含氢燃料微混火焰结构预测，对比实验测量的OH浓度场分布验证了该方法预测富氢燃料火焰的有效性。在此基础上，针对纯甲烷和富氢甲烷两种典型燃料，验证了两种微混火焰下的湍流火焰速度模型，阐释了基于预混燃烧基本效应、剪切层拉伸效应和高温烟气回流效应的微混燃烧稳焰机制。
使用高分遥感影像获取塔里木河胡杨高度信息
作者(Author)：杨雪峰
关键词(KeyWords)：胡杨,树高,高分影像,面向对象影像分析,回归模型
摘要(Abstract)：森林高度在森林生态状况、生物量水平研究中是一个重要参数,目前存在的多种获取树高的遥感技术,都不同程度存在一些问题。塔里木河下游胡杨林作为干旱区内陆河流域荒漠生态系统的核心构件和重要生态恢复对象,了解其高度信息有助于科学评估塔河下游受损生态系统的恢复程度。使用高分辨率遥感影像,利用面向对象影像分析技术,获取单木尺度的胡杨树冠,并提取对应的光谱、纹理和几何特征;在使用消费级无人机获取的树高数据支持下,分别使用Linear、MLP（Multilayer Perceptron,MLP）、PACE和SVR（SVM Regression,SVR）方法建立树高回归模型获取塔里木河下游胡杨高度信息。结果表明:（1）基于光谱、纹理和几何特征建立的树高回归模型R2为0.668 7,RMSE为0.942 6 m,说明结合使用高分辨率卫星遥感和无人机遥感技术可以用于获取单木尺度的胡杨树高;（2）当使用所有特征时,MLP、PACE和SVR回归模型的相关系数均大于0.81,其中PACE回归模型精度最高;（3）在单木尺度上,光谱特征中包含有较多的树高信息,其次是纹理特征。
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