《国土资源遥感》期刊更名公告
  经国家新闻出版署批准,《国土资源遥感》更名为《自然资源遥感》。《自然资源遥感》国内统一连续出版物号为10-1759/P,ISSN号为2097-034X,主管单位为中国地质调查局,主办单位为中国自然资源航空物探遥感中心,出版单位为《自然资源遥感》编辑部。
  《自然资源遥感》办刊宗旨为:及时追踪报道遥感科学及相关领域学科的技术发展和应用状况,加强遥感技术新方法新技术交流,推动遥感技术在自然资源及相关领域中的应用,促进遥感学科发展和人才培养。
  《自然资源遥感》主要栏目有:综述、技术方法、技术应用、地理信息系统、消息报道等。欢迎从事自然资源遥感相关领域的广大科研和工作、学习人员阅读与投稿。
期刊自2021年第3期正式启用新刊名《自然资源遥感》,同时停用刊名《国土资源遥感》。
《国土资源遥感》编辑部
2021年9月23日
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1989年创刊,季刊
主管:中国地质调查局
主办:中国自然资源航空物探遥感中心
主编:唐文周
ISSN 2097-034X
CN 10-1759/P
出版:地质出版社
发行:北京市邮政局
邮发代号:82-344
2024年, 第36卷, 第1期 刊出日期:2024-03-15
本刊栏目: 地面沉降监测专栏  综述  技术方法  技术应用  
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  2024年, 第36卷, 第1期 刊出日期:2024-03-15 上一期   
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综述
土壤水分多源卫星遥感联合反演研究进展
蒋瑞瑞, 甘甫平, 郭艺, 闫柏琨
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 1-13.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022408
摘要   HTML ( 6 )   PDF (3160KB)

土壤水分与全球气候变化、碳循环、水循环等过程,以及农业生产、生态保护修复等环节密切相关。土壤水分的探测经历了从地面测量到遥感探测的发展过程,实现了全球及区域尺度的调查监测。由于数据谱段不一、辐射传输机制不同、反演算法多样,需从算法机理、优势、局限等角度进行全面分析,为精度提升、算法改进提供基础。为此,该文从光学遥感、微波遥感、光学微波协同3个方面,系统梳理了光学遥感温度-植被指数空间特征、温度-地表短波净辐射时间特征反演土壤水分,被动、主动微波反演和主、被动微波遥感联合反演,以及基于精度改善和时空尺度转化的光学微波协同反演等技术方法的特点、存在的问题。目前,多源遥感数据联合反演土壤水分主要存在如下问题: ①数据存在缺失及时空尺度不匹配问题; ②不同数据源对地表穿透性不一致; ③联合反演模型依赖于经验参数和大量辅助参数。随着卫星监测网络的完善、数据源对地表探测深度研究的深入,以及联合反演物理机理的明确、辅助参数时空连续数据集的建立,上述问题会得到有效解决。

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地面沉降监测专栏
融合DT和SDFPT的时序InSAR矿区形变监测与分析
于冰, 王冰, 刘国祥, 张过, 胡云亮, 胡金龙
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 14-25.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022378
摘要   HTML ( 0 )   PDF (20899KB)

煤矿高强度开采会导致严重的地面形变及次生地质灾害。时序合成孔径雷达干涉(synthetic aperture Radar interferometry, InSAR)具有较强的形变监测能力,但在开采核心及周边低相干区域时无法监测到足够的目标点。该文尝试将分布式目标(distributed target, DT)和缓慢去相关滤波相位目标(slowly-decorrelating filtered phase target, SDFPT)进行联合,以提高矿区形变监测点的密度和覆盖度。分别采用快速同质点选取(fast statistically homogenous pixel selection, FaSHPS)法和振幅离差指数法选取DT和SDFPT候选点,分别对2类点进行相位优化和稳定性分析,筛选出符合条件的DT和SDFPT形成融合点集,并对其进行三维相位解缠、恢复相位时间序列和时空滤波,最终得到融合点集的形变时间序列和年均形变速率。选取2018年4月—2020年4月获取的覆盖布尔台煤矿的60景Sentinel-1影像进行形变监测,结果表明,融合DT和SDFPT后形变点密度和覆盖度显著提升,可监测最大形变量级也随之增加。实验区域内存在5处形变漏斗,最大累积形变量达到-309.76 mm; 形变影响范围和不同年份时序形变量的差异与矿区开采活动密切相关。

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基于InSAR技术门源地震地表形变监测与分析
金鑫田, 王世杰, 张兰军, 高星月
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 26-34.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022497
摘要   HTML ( 0 )   PDF (13990KB)

地震引发的地表形变规模大、范围广,由地震引发的次生地质灾害对当地基础设施和工程建设影响明显。研究门源地震造成的地表形变,对理解地震形变运动过程、识别地质灾害隐患具有重要意义。利用合成孔径雷达差分干涉测量(differential interferometric synthetic aperture Radar,D-InSAR)技术获取门源地震同震形变场,根据升降轨几何关系,提取门源地震地表二维形变信息; 利用覆盖研究区域的21景升轨Sentinel-1A影像,基于短基线集合成孔径雷达干涉测量(small baseline subset-interferometric synthetic aperture Radar,SBAS-InSAR)技术提取门源地震震后地表形变信息,得到视线向(line of sight,LOS)的时间序列和平均形变速率。结果表明,同震形变主要分布在冷龙岭断裂与托莱山断裂的交汇处,LOS向地表形变升轨隆升形变量为0.40 m,沉降量为-0.65 m,降轨隆升形变量为0.80 m,沉降量为-0.70 m; 联合升降轨视线向结果分析二维形变,得到垂直方向最大形变量为-0.32 m,以沉降为主,水平方向最大形变量为0.87 m,以向东运动为主,说明此次地震水平方向形变显著,断层运动状态为左旋走滑作用。2022年1月17日—9月26日期间,整体形变较为稳定,部分区域形变明显,断裂带活动是影响地表形变的主要因素,平均形变速率最大值为53 mm/a,最大形变量达到77 mm。研究结果可为地震灾害防治、应急管理工作和社会经济可持续发展提供技术支持。

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基于Sentinel-1A钦防地区地面沉降监测与分析
明小勇, 田义超, 张强, 陶进, 张亚丽, 林俊良
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 35-48.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022370
摘要   HTML ( 0 )   PDF (38732KB)

分析钦防地区地面沉降时空分布、演变规律和驱动因素,可为区域灾害预测防治及城市规划提供科学依据。基于小基线集时序合成孔径雷达干涉测量(small baseline subset interferometric synthetic aperture Radar,SBAS-InSAR)技术,利用45景Sentinel-1A合成孔径雷达影像提取了研究区2018—2021年的地面沉降信息,同时结合地区地质背景、降水数据、土地利用情况和道路等数据,借助于空间分析技术、数理统计和遥感图像分类及变化检测等方法对研究区地面沉降的整体特征、时空演变趋势及其影响因素进行了可视化分析和定量化分析。结果表明: ①在空间维度上,研究时段内研究区地面形变速率介于-114.37~58.55 mm/a之间,研究区内地面形变分布范围广且不均匀分布明显,形成了以钦南区主城区中南部、钦州港与港口区为主的3个沉降中心区域,沉降地区的沉降面积逐年增加并呈现出向南扩张的趋势; ②在时间维度上,各沉降中心区域从整体上随着时间变化呈现不均匀的下沉趋势,但出现了周期性的回升,回升值最大可达18.4 mm; ③在影响因素上,城镇化扩张、道路密度、构造运动、地层作用、降水作用和海平面上升是导致研究区地面沉降的主要因子,同时也主导了地面沉降的扩张和增幅。

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高分辨率InSAR技术在北京大兴国际机场形变监测中的应用
赵霞, 马新岩, 余虔, 王招冰
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 49-57.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022381
摘要   HTML ( 3 )   PDF (24086KB)

北京大兴国际机场位于大兴榆垡—礼贤地区,是北京市五大区域地面沉降区之一,不均匀的形变会对机场的安全稳定运行产生影响。文章基于时间序列InSAR技术,利用2019年9月—2021年11月间39景高分辨率COSMO-SkyMed SAR影像,获取了北京大兴国际机场形变信息的时空特征,监测结果精度较高,与水准监测结果基本吻合。结果表明,北京大兴国际机场的沉降在2019—2021 年持续发展,最大沉降速率为-47.5 mm/a,最大累积沉降量达到-103.84 mm,4条跑道均存在不均匀沉降。进一步详细分析了跑道在时间、空间上的形变特征,以及航站楼、维修机坪、油罐区、公务机坪等其他形变较大区域的形变信息,并结合地基处理方式对影响沉降的驱动因素进一步分析。文章可为大兴机场的安全平稳运营提供参考。

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技术方法
结合空间语义注意力的二段式遥感图像修复网络
刘宇佳, 谢诗哲, 杜阳, 严瑾, 南燕云, 温中凯
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 58-66.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2022362
摘要   HTML ( 0 )   PDF (23370KB)

高分辨率遥感图像的缺失区域中地物种类复杂多样、空间异质性高,导致图像修复结果中存在纹理模糊和结构扭曲的问题,且在边界和复杂纹理区域尤为突出。因此提出一种结合空间语义注意力的二段式遥感图像修复网络。该网络由粗修复网络和精修复网络串联而成,旨在使用粗略修复网络提供的先验信息,引导精修复网络对缺失区域的复原。在粗修复网络中,构建多级损失结构以强化网络训练的稳定性; 在精修复网络中,提出一种新的空间语义注意力机制,并依据网络特征的分布特点,区别性将空间语义注意力嵌入在编码器和解码器中,以确保局部特征的连续性和全局语义信息的相关性。实验结果表明,所提方法相比于现有其他算法可以进一步提升图像修复效果。

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基于MSPAP-MCRF的干旱区层级生态网络构建与优化——以宁夏中卫市为例
刘园园, 马彩虹, 滑雨琪, 李聪慧, 杨航
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 67-76.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022430
摘要   HTML ( 0 )   PDF (9284KB)

基于Landsat8 OLI_TIRS遥感影像、数字高程模型(digital elevation model,DEM)、路网、水系等多源数据,修正能量因子模型和重力模型,改进了形态学空间格局分析(morphological spatial pattern analysis,MSPA)和最小累积阻力模型(minimum cumulative resistance,MCR)生态网络构建方法,以宁夏中卫市为例,探讨了层级生态网络的构建及其优化。结果表明: ①干旱区生态源地识别中,需要将林地、草地和水体作为前景数据,并结合生态红线选择生态源地; ② 中卫市生态网络呈现出“四核三廊多点”的空间结构模式。识别出生态源地17个,占研究区面积的22.33%,其中1级和2级共计4个源地的能量因子显著高于其他源地,形成“四核”,其他源地形成“多点”,生成潜在生态廊道33条,其中一级生态廊道3条,形成“三廊”; ③ 从生态源地质量提升、廊道加固、断裂点修复等方面提出了生态网络优化策略,除1号、7号、9号源地之间的廊道较为稳定外,其他源地间连通性较低,生态网络稳定性较差,需要建立24个生态踏脚石,并发现38个亟待开展修复的生态断裂点; ④ 优化后生态网络的稳定性有所提升,α指数、β指数和γ指数分别提升9.5%,3.8%和4.2%,有利于促进生态物质及信息流动和生物多样性保护。

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多任务学习孪生网络的遥感影像多类变化检测
马惠, 刘波, 杜世宏
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 77-85.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022446
摘要   HTML ( 0 )   PDF (8701KB)

精确掌握土地覆盖/利用的变化及变化类型对国土空间规划、生态环境监测、灾害评估等有着重要意义,然而现有大部分变化检测研究主要关注二值变化检测。为此,该文首先提出了一种多任务学习深度孪生网络用于遥感影像的多类变化检测。首先提出面向对象的无监督变化检测方法,选择出新、旧时相影像中最有可能发生变化和最不可能发生变化的区域,并作为多任务学习深度孪生网络的样本; 其次,采用多任务学习深度孪生网络模型同时对新、旧时相的土地利用图以及新、旧时相的二值变化图这3个任务模型进行学习和预测; 最后,基于模型预测的新、旧时相土地利用图及新、旧时相的二值变化图获取最终的多类变化检测结果。采用第三次全国国土调查的影像数据和相应的土地利用图斑数据对多任务学习深度孪生网络模型进行了测试,结果表明所提出的方法适用于这种在没有变化、未变化样本而有历史专题图的变化检测场景中。

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协同Sentinel-1/2多特征优选的甘蔗提取方法
卢献健, 张焕铃, 晏红波, 黎振宝, 郭子扬
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 86-94.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022489
摘要   HTML ( 0 )   PDF (12067KB)

协同多源遥感影像、融合多特征参数是目标地物精确识别的有效方法,但过多的特征参数会造成数据冗余,降低分类精度。该文以岩溶地貌甘蔗种植区为例,使用Sentinel-1,Sentinel-2影像数据以及SRTM数字高程数据提取研究区地物的光谱特征、指数特征、纹理特征、地形特征和极化特征,其中,指数特征考虑了众多遥感传感器少有的红边波段计算的红边指数,纹理特征加入了雷达影像纹理。在实验中设计了6种方案探讨不同影像特征以及基于随机森林优选的最佳特征组合对甘蔗提取的影响。结果表明: 在光谱特征叠加不同特征类型对研究区地物进行分类的情况下,不同特征类型重要性排序为光谱特征>指数特征>纹理特征>地形特征>极化特征; 6种方案中基于随机森林算法构建的优选特征方案融合了不同特征变量,其甘蔗提取效果最佳,用户精度和生产者精度都高于97%,总体精度为95.49%,Kappa系数为0.94。

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多特征参数支持的红树林遥感信息提取——以广东省为例
王煜淼, 李胜, 东春宇, 杨刚
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 95-102.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022482
摘要   HTML ( 0 )   PDF (13911KB)

准确的红树林分布信息对红树林保护和管理具有重要意义。尽管已有不少红树林遥感制图研究,但如何有效利用多源遥感特征来提高红树林制图精度仍有待探索。首先,利用多源遥感数据提取光谱、散射、纹理和地形等时序特征来设计15种特征组合; 然后,利用随机森林模型分析不同特征组合在红树林识别中的精度,从而获得最优特征组合; 最后,基于Google Earth Engine(GEE)平台获取2021年广东省10 m空间分辨率的红树林分布。结果显示,冬季光谱特征的重要性最高,特征类型越丰富对应制图精度越高,最优特征组合的总体精度为92.25%,Kappa系数为0.91。通过探究红树林识别中的最优特征组合,在多特征参数支持下实现广东省红树林信息提取,研究成果可为大范围红树林精准制图提供科学参考。

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融合多源地理数据与高分辨率遥感影像的尾矿库识别与监测——以云南省个旧市为例
刘晓亮, 王志华, 邢江河, 周睿, 杨晓梅, 刘岳明, 张俊瑶, 孟丹
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 103-109.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022480
摘要   HTML ( 0 )   PDF (7058KB)

尾矿库是具有高势能的重大危险源,对尾矿库空间范围开展快速识别与监测,及时掌握尾矿库数量及分布情况,对我国尾矿库的环境监管与治理具有重要意义。现有单纯基于遥感影像识别提取的思路,因缺乏尾矿库潜在目标针对性,易将裸露地表等混淆为尾矿库,给实际的尾矿库监测应用带来较大误差。为此,提出一种融合企业名录与空间分布点位、数字高程模型(digital elevation model,DEM)、道路网等多源地理数据与高分遥感影像的尾矿库提取方法。以云南省个旧市为研究区的应用验证结果表明: 融合多源地理数据可有效排除不存在尾矿库的干扰区域,尾矿库提取结果的精确率和召回率分别为83.9%和72.4%。该技术方案在全国尺度的尾矿库高频次、自动化遥感监测中具有广阔的应用前景。

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技术应用
全格陵兰冰盖表面融水卫星遥感观测
张闻松, 朱雨欣, 邱玉宝, 王裕涵, 刘金昱, 杨康
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 110-117.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022438
摘要   HTML ( 1 )   PDF (9018KB)

每年夏季,格陵兰冰盖表面消融产生大量融水。冰面融水由冰面河输送,存储在冰面湖或注水冰裂隙中,形成了规模庞大、结构复杂的水文系统。然而,目前研究对全格陵兰冰面融水空间分布的理解十分有限。文章利用134景10 m空间分辨率的Sentinel-2遥感影像,提取了2019年消融旺盛期格陵兰冰面融水遥感信息; 进一步,对比分析了遥感观测的冰面融水分布与区域大气气候模型(regional atmospheric climate model,RACMO)模拟的冰面融水径流量。结果表明: ①2019年消融旺盛期,格陵兰冰面融水面积为9 900.9 km2,融水体积为6.8 km3; ②格陵兰冰面融水的空间分布差异较大,呈现明显的“西多东少”“北多南少”的态势; ③格陵兰冰面融水主要由冰面河组成,冰面河占冰面融水总体积的57.1%,其次是注水冰裂隙(25.6%)和冰面湖(17.3%); ④RACMO在多数流域准确模拟了冰面融水径流区域。研究反映了高分辨率遥感在格陵兰冰面水文研究中的应用潜力,提升了对冰面融水输送与存储等关键水文过程的理解。

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基于机器学习算法的机载高光谱图像优势树种识别
于航, 谭炳香, 沈明潭, 贺晨瑞, 黄逸飞
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 118-127.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022383
摘要   HTML ( 1 )   PDF (12795KB)

对森林树种类型进行识别可以为森林资源清查工作的开展提供科学的参考价值,如何利用空间分辨率较高的高光谱数据准确识别森林优势树种是当前亟待解决的问题之一。文章以内蒙古大兴安岭根河森林保护区为研究区,在2种空间分辨率(1 m和3 m)下,使用样本点(样地对应像元的光谱值)与样本面(样地对应3×3窗口像元光谱平均值)2种样本取值尺度,采用3种机器学习分类算法(神经网络(neural network,NN)、三维卷积神经网络(three dimensional convolution neural network,3DCNN)和支持向量机(support vector machines,SVM))对机载高光谱图像的森林优势树种识别能力进行了探讨。结果表明: ①无论使用何种空间分辨率与样本取值尺度,3DCNN的分类精度最高,其总体精度和Kappa系数最高(最高分别为95.42%和0.94); ②高空间分辨率更有利于优势树种识别,其比低空间分辨率(3 m)总体精度最多可提高30.97%,Kappa系数最多可提高54.24%; ③使用NN与SVM进行分类时,以样本面作为样本取值尺度进行树种识别的精度低于样本点。而在3 m空间分辨率情况下使用3DCNN进行分类时,以样本面作为样本取值尺度进行树种识别的精度高于样本点。总的来说,空间分辨率、样本取值尺度与分类算法均对优势树种识别精度有不同程度的影响。在机载高光谱图像识别森林优势树种过程中,优先选择高空间分辨率影像,利用小样本数据,采取深度学习算法将会提高优势树种识别精度。

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基于综合遥感的察隅县滑坡隐患识别及致灾机理分析
蔡建澳, 明冬萍, 赵文祎, 凌晓, 张雨, 张星星
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 128-136.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2023313
摘要   HTML ( 0 )   PDF (24480KB)

察隅县地处青藏高原东南部,幅原辽阔,地形地貌与气候特征差异较大,滑坡灾害频发。针对该区域开展滑坡灾害隐患识别与早期预警对当地防灾减灾工作有重要意义。为此,收集2020年1月—2022年11月获取的162景升降轨Sentinel-1A雷达遥感影像数据及高分光学遥感影像数据,以Google Earth平台为辅助,采用综合遥感(integrated remote sensing,IRS)技术开展研究区内活动性滑坡隐患识别、编录制图和分析评价,共识别出活动性滑坡隐患237处,主要分布于贡日嘎布曲(察隅河支流西支)、察隅河、怒江两岸及察隅河东部至怒江西部的区域。将解译结果与地形地貌(高程、坡度、岩性)、自然环境(降雨、温度)等定量因子结合进行统计分析可知,左布村滑坡、阿扎村滑坡有极大的灾害风险,推荐进一步采取减灾措施。研究结果具有较高精度,可为当地防灾减灾工作提供参考。

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福建省生态系统健康程度耦合评估及其时空演化分析
曹德龙, 唐廷元, 林震, 徐政, 闫旭
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 137-145.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2023081
摘要   HTML ( 0 )   PDF (7370KB)

为了探究近15 a福建省生态优良的成因,以5 a为时间间隔选取2005—2020年福建省MODIS影像和土地利用数据等为数据源,构建土地利用强度体系,采用遥感生态指数(remote sensing ecological index,RSEI)作为分析方法,并利用耦合协调模型分析RSEI与土地利用强度的耦合关系,最后对福建省2005—2020年的生态健康进行时空演化分析。结果表明: ①2005—2020年间,福建省全省生态环境发展呈“改善—退化—退化”的趋势,RSEI均值2020年为0.704 8,生态环境等级均为良好; ②福建省全省土地利用强度呈增长趋势,增长率为26.00%,其中三明市土地利用强度增长最多,增长160.91%; ③福建省全省耦合协调度上升0.729 0,达到良好协调; 省内各市除厦门市耦合协调度下降0.131 0,耦合协调度为轻度失调外,耦合协调度趋势均为上升。本研究填补了生态系统健康程度与土地利用强度互动研究机制的空白,也为福建省乃至全国的生态文明建设和生态系统健康程度评估研究提供了新的视角。

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基于Ameriflux通量观测数据的Hi-GLASS潜热通量产品验证
范佳慧, 姚云军, 杨军明, 于瑞阳, 刘露, 张学艺, 谢紫菁, 宁静
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 146-153.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022492
摘要   HTML ( 1 )   PDF (13413KB)

潜热通量产品的验证与分析对于研究气候变化及能量循环具有重要意义。全球陆表高分辨率蒸散产品(high resolution global lAnd surface evapotranspiration product,Hi-GLASS ET)融合了5种传统蒸散算法,能够生产出较高精度的陆表潜热通量产品,但目前没有针对此产品的验证研究。利用Ameriflux通量观测站点的潜热通量观测值与相应的Hi-GLASS陆表潜热通量产品估算值进行对比,获取多组有效验证数据。验证结果显示,所选站点实际观测值与产品估算值的决定系数(R2)为0.6,均方根误差(RMSE)为34.4 W/m2,平均偏差(Bias)为-13.4 W/m2,克林-古普塔效率(Kling-Gupta efficiency,KGE)为0.49,Hi-GLASS 潜热通量产品具有较高的精度,算法的拟合结果较好; 此外,空间分布也表明Hi-GLASS陆表潜热通量产品符合正常的自然规律。由于数据获取的局限性,仅采用了美国地区18个站点数据对产品进行验证,在其他地区仍需进一步验证。

图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
利用GEE云平台实现三峡库区滑坡危险性动态分析
宋英旭, 邹昱嘉, 叶润青, 贺志霞, 王宁涛
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 154-161.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022464
摘要   HTML ( 0 )   PDF (7247KB)

传统的遥感监测手段受限于数据的可用性以及计算性能,往往无法满足大区域的滑坡灾害监测研究。为此,该文利用谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)云平台建立了三峡库区滑坡危险性动态评价模型,依托GEE云平台海量的存储数据和强大的算力,实现了三峡库区的滑坡危险性动态评价。首先,采用坡度、坡向、归一化植被指数、归一化水体指数和地质构造等因子,通过加权的梯度提升决策树(weighted gradient boosting decision tree, WGBDT)模型生成了滑坡易发性分区图; 然后,利用全球降雨测量(Global Precipitation Measurement,GPM)数据,研究三峡库区诱发滑坡的降雨阈值,建立了降雨分级标准,构建了联合降雨和滑坡易发性的滑坡危险性评价模型; 最后,以三峡库区“8·31”降雨过程为研究对象,逐日生成三峡库区滑坡危险性分布图,得到了滑坡危险性的时空变化趋势。利用GEE 提供的一系列的数据处理和分析工具,可以用来分析三峡库区滑坡地质灾害相关的数据,并提供滑坡危险性近实时的监测和预警信息,为政府部门防灾减灾政策的制定提供决策依据。

图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
2000—2018年长株潭城市群城市扩张及其热岛响应
姚灵筠, 王力, 牛铮, 尹子琪, 付雨文
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 162-168.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022490
摘要   HTML ( 1 )   PDF (4296KB)

城市热岛效应同城市居民福祉息息相关,特别是近20 a我国的中西部城市在快速城市化的背景下,城市扩张进程进一步加快,城市热岛效应的影响也随之不断增加。为探究城市及城市群扩张与城市热岛效应变化的关系,以长株潭城市群为研究区域,利用Boyce-Clark形状指数分析城市扩张进程及空间形态变化。首先,利用基于Google Earth Engine(GEE)平台的实用单通道算法进行温度反演; 然后,使用均值-标准差法划分温度等级区并定义和提取城市热岛范围; 最后,提取城市重心和热岛重心,采用重心迁移方法分析城市扩张与热岛效应之间的变化趋势。结果表明城市热岛变化与城市群城市扩张趋势一致,研究结论如下: ①2015年后长株潭城市群进入高速发展关键时期; ②城市扩张是热岛面积增加的主要原因; ③城市热岛重心与城市重心迁移趋势基本一致,城市热岛范围增加的方向也同城市扩张方向基本一致。

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基于夜光遥感数据的广西县域农村多维脱贫分析
陆妍玲, 黄娅琦, 周俊芬, 王杰, 韦晶闪
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 169-178.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022355
摘要   HTML ( 0 )   PDF (21891KB)

巩固脱贫攻坚成果,衔接乡村振兴战略,防止返贫是我国目前经济建设的重要任务。2022年中央农村工作会议重点强调了要“坚决守住不发生规模性返贫底线”。在多维贫困的基础上,动态客观地监测县域农村贫困程度的时空演变,对国家防返贫工作十分重要。随着遥感卫星的快速发展,高信息量和高质量的遥感数据影像逐渐丰富并被广泛应用,相比于传统的统计类数据,夜光遥感数据具有与社会经济要素高度相关、相对客观性强和时间跨度相对较长等优点。该文以DMSP/OLS和NPP/VIIRS夜光遥感数据为基础,提取夜间灯光强度指数,结合多维脱贫指数构建两者关系模型,对2010—2020年广西县域农村贫困程度进行时空演变研究,分析存在的返贫原因,为乡村振兴和脱贫攻坚提供科学参考和预防措施。

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2010—2019年间洞庭湖流域生态环境状况时空动态特征及影响因素
李世杰, 冯徽徽, 王珍, 杨卓琳, 王姝
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 179-188.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022375
摘要   HTML ( 0 )   PDF (8795KB)

洞庭湖流域是长江中下游重要生态区,开展其生态环境状况定量监测与评价是进行区域生态保护、修复及治理的先决条件。该文采用2010—2019年MODIS遥感数据产品,基于绿度、湿度、干度和热度4个生态指标构建了洞庭湖流域遥感生态环境指数(remote sensing ecological index,RSEI),并在此基础上研究了流域生态环境状况时空动态特征及其影响因素。结果表明: ①2010—2019年洞庭湖流域绿度指标呈增长趋势,湿度指标呈下降趋势,而干度和热度指标变化较为平稳; ②洞庭湖流域整体生态环境状况较好,RSEI多年均值为0.58,并呈波动增长,空间上则表现为西部优于东部、四周优于中部的分布格局; ③降水、气温、高程以及土地覆盖与RSEI均具有较强相关性。其中,林地RSEI(0.65)最高,建筑用地RSEI(0.31)最低; 在流域2种主要土地转化类型中(草地→林地、耕地→草地),“草地→林地”转化有助于促进区域生态环境(ΔRSEI=0.002 5,贡献率为46.3%),而后者则有可能导致生态环境恶化(ΔRSEI=-0.000 4,贡献率为44.44%)。研究结果有助于深刻把握流域生态环境时空特征及其内在驱动机制,辅助开展科学的土地规划与生态环境治理,因而具有较强的理论与实践意义。

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基于DMSP/OLS和NPP/VIIRS夜光影像的中原城市群城市扩张的时空演变及驱动力分析
胡苗苗, 闫庆武, 李建辉
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 189-199.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022410
摘要   HTML ( 1 )   PDF (11869KB)

掌握城市扩张空间格局和驱动机制,有助于中原城市群可持续发展。基于DMSP/OLS和NPP/VIIRS夜间灯光影像,采用统计数据比较法提取了中原城市群1993—2018年间建成区范围; 并从整体和地级市2个尺度研究了1993—2018年城市扩张的时空演变特征; 在此基础上构建驱动力模型,研究其时空扩张驱动力。结果表明: ①空间上,以郑州为中心,东北至西南方向为参考,各城市建成区面积及扩张规模总体上呈现出“中间大、两边小”的分布格局; 以2010年为分界点,扩张类型由边缘式转向飞地式,扩张模式由面状扩张向多中心的点状扩张和沿主要交通线路的线状扩张转变; ②时间上,不同城市扩张面积、扩张速度、扩张强度差异显著,扩张速度和扩张强度均为正且大体呈“W”型波动式变化; 建成区重心经历了“西南-东北-东北-西-西北-东南”的变动过程,重心在郑州市和开封市之间“徘徊游走”; ③城市群扩张的主要驱动力来源于经济因素,其次是社会、交通和环境因素。对城市扩张影响前5的驱动指标依次为一般公共预算收入、GDP、实际利用外资额、教育支出和人口密度。

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黔东南稳定林地地表反照率时空变化与影响因子分析
袁娜, 刘绥华, 胡海涛, 尹霞, 宋善海
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 200-209.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022486
摘要   HTML ( 2 )   PDF (22297KB)

地表反照率直接影响地-气系统辐射平衡和地表能量收支。稳定林地植被生态完整,区域小气候相对稳定,且与地表反照率之间关系复杂。该文以黔东南稳定林地为例,基于MODIS 地表反照率(MCD43A3)、增强型植被指数(enhanced vegetation index,EVI)(MOD13Q1)、土地利用(MOD12Q1)与土壤水分、气温、降水数据,使用Theil-Sen(T-S)和Mann-Kendall (M-K)趋势分析、相关分析和多元回归分析,探究黔东南稳定林地地表反照率时空变化、与各因子相关性以及驱动因子。结果表明: ①稳定林地地表反照率在年际、生长季和休眠季分别在0.102~0.112,0.110~0.113和0.099~0.102间波动上升,整体趋势较平稳,呈中部低、四周高的空间分布格局。②在年际和生长季期,地表反照率与土壤水分呈显著负相关,相关系数分别为-0.951和-0.943; 在休眠季地表反照率与EVI呈显著正相关,相关系数为0.933。③地表反照率在年际、生长季、休眠季分别受EVI、气温负向驱动和土壤水分正向驱动,其标准化系数分别为-9.168,-11.332和1.319。该文研究结论有利于正确认识黔东南稳定林地地表反照率的驱动机制,从而为低纬度小区域林地气候变化提供参考依据。

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基于ICESat-2和Sentinel-2A数据的森林蓄积量反演
刘美艳, 聂胜, 王成, 习晓环, 程峰, 冯宝坤
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 210-216.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022478
摘要   HTML ( 0 )   PDF (6259KB)

森林蓄积量是林业调查的重要指标,在衡量森林健康状况和评价森林固碳能力等方面发挥重要作用,协同主被动遥感是当前反演大区域森林蓄积量的主要手段。以云南香格里拉森林为研究区,分别提取ICESat-2/ATLAS和Sentinel-2A影像的特征变量,并通过相关性分析和共线性诊断方法筛选特征变量,构建Sentinel-2A变量集和ICESat-2/ATLAS变量集,以及二者联合的变量集,然后结合样地实测数据与3个特征变量集,采用逐步线性回归和随机森林方法分别建立线性和非线性回归模型,反演森林蓄积量,并对结果进行精度验证及对比分析。研究结果表明: 对3个变量集,随机森林方法精度均优于逐步线性回归; ICESat-2/ATLAS变量集在2种回归方法下的反演精度均高于Sentinel-2A变量集; 联合Sentinel-2A和ICESat-2/ATLAS变量集,随机森林方法的反演精度最高,其R2,RMSErRMSE分别为0.703 4,84.78 m3/hm2和36.46%。整体来说,与Sentinel-2A数据相比,基于ICESat-2/ATLAS数据及其与多源数据联合的反演模型均可以提高森林蓄积量反演精度和模型稳定性。

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基于GF-2和ASTER数据青海德龙地区构造蚀变信息提取及找矿预测
王艺龙, 王然, 严子清, 张新铭, 李笑龙, 徐崇文
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 217-226.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022444
摘要   HTML ( 0 )   PDF (19046KB)

德龙地区位于青海东昆仑金及多金属成矿带东段,是该成矿带内极具勘查潜力区域之一,受限于偏远的地理位置和崎岖的地形条件,大比例尺地球化学勘查及常规地质调查工作难以直接开展。为此,基于ASTER和GF-2数据,通过分析不同空间分辨率遥感影像的色调、几何结构和纹理特征进行线性和环形构造识别; 同时,根据主要蚀变矿物光谱特征分析,利用ASTER可见光—近红外波段和短波红外波段,采用“掩模+主成分分析”方法提取铁化、Al-OH和Mg-OH蚀变信息; 在此基础上,结合多元地学信息及野外调查结果,综合分析遥感解译构造蚀变信息与研究区金矿化的内在联系,建立基于区内金矿床的遥感找矿预测模型,并以此为依据划分出找矿远景区3处。通过野外查证,在德龙找矿远景区新发现金矿体多条。研究结果表明,融合遥感数据和地理信息系统技术可有效识别地表热液蚀变和构造空间结构特征,能够为该地区进一步找矿预测提供参考和依据。

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基于Landsat的巴音河流域生态环境综合演化分析
吴冰洁, 文广超, 赵梅娟, 谢洪波, 冯雅杰, 贾琳
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 227-234.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022369
摘要   HTML ( 2 )   PDF (9377KB)

为揭示巴音河流域生态环境的综合演化特征,指导当地或类似地区土地利用和生态环境优化管理,选取2005—2020年12景遥感影像数据,基于研究区生态环境问题,引入地理探测器定量探究关键因子,结合生态系统服务和权衡的综合评估模型(integrated valuation of ecosystem services and trade-offs,InVEST),综合运用统计分析、叠加分析、层次分析等方法建立生态环境质量评价模型,揭示流域生态环境的综合演化特征。结果表明: 影响流域生态环境质量演化的关键因子为人口数量、国内生产总值、高程和降雨量,流域生态环境质量综合评价值从0.455增至0.533,整体呈上升趋势。研究区内生态环境质量地域差异明显,14.9%的区域呈现退化状态,主要分布于巴音河流域附近及德令哈市区周边区域; 33.6%的区域呈改善状态,分布于巴音河流域中下游湖泊以南区域。研究表明巴音河流域在未来生态环境保护与规划中应更注意城镇化过程中农业及其他生态用地与建设用地的平衡,科学地进行空间格局规划,实现经济与生态的协调发展。

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丘陵地带耕地撂荒遥感监测应用研究
周小迦
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 235-241.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022435
摘要   HTML ( 2 )   PDF (7691KB)

精准掌握耕地撂荒分布情况对于耕地保护和粮食安全尤为重要。为此,该文以南方丘陵区地带粮食主产区湖南省宁远县作为研究区域,依据该地水稻种植物候特征,以2020年和2021年获取的6期卫星遥感影像和航空影像作为数据源,以第三次全国国土调查水田和1∶2 000 DLG田埂范围作为最小提取单元,基于时序归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)分析和改进支持向量机(support vector machine,SVM)方法,提取水稻种植图斑; 通过连续2 a差值计算,筛选出疑似撂荒区域,结合无人机抽样航空调查,对疑似区域进行精细化筛查,分析得到耕地撂荒区域,经过现场核查监测精度可达85%以上。结果表明,融合空、天、地一体化的遥感监测方法可以为农业管理部门的耕地撂荒现象治理工作提供科学有效的数据支持。

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渤海海冰时空分布特征和大气环流对渤海海冰的强迫作用
郭玉娣, 王铁, 程善俊, 左涛
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 242-249.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022441
摘要   HTML ( 0 )   PDF (14382KB)

海冰灾害是渤海冬季的主要海洋灾害,对石油开采、海上运输和海洋渔业造成很大的危害,因此对海冰的生消变化监测和预测尤其重要。利用2001—2020年MODIS数据、再分析格点资料和气象观测站数据,经卫星资料反演得到日尺度渤海海冰面积,统计分析渤海海冰面积的年际变化特征和不同冰情年在初冰期、盛冰期和消融期的变化特征,利用合成分析和相关分析方法探讨了渤海海冰偏重冰年和轻冰年的大气环流差异。结果表明: 20 a间渤海海冰冰情等级越高,平均冰期越长,海冰面积经历了“少-多-少”的变化过程,海冰面积与积温变化趋势相反; 年内海冰生消过程为单峰型和多峰型,多峰型年冰期和大面积冰封时间更长; 渤海海冰初冰期集中分布在辽东湾,偏重冰年比轻冰年海冰面积多一倍,盛冰期3个海湾基本能覆盖到海冰,偏重冰年全部覆盖,消融期海冰仍以辽东湾为主,呈“东北—西南”向分布; 偏重冰年较轻冰年的大气环流形势更有利于海冰生成,贝加尔湖至我国东北一线高空槽后冷空气更强,温度更低。渤海冬季海冰冰情与500 hPa位势高度有较强的负相关性,500 hPa位势高度的强弱决定了渤海海冰的冰情。

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整合多源遥感数据的洪涝灾害评估恢复——以河南“7·20”暴雨灾害为例
黎孟琦, 李功权, 谢志辉
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 250-266.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022389
摘要   HTML ( 1 )   PDF (32274KB)

洪涝灾害发生后通过植被指数和灯光指数定量评估灾后恢复情况,对灾区经济建设和生态恢复的评估具有重要科学意义。该文以河南“7·20”暴雨灾害区为研究区,基于日度和月度NPP-VIIRS数据、Sentinel-NDVI、MODIS-EVI数据和统计年鉴数据,构建归一化差异城市指数(normalized difference urban index,NDUI)来表征城市内部空间细节; 基于回归模型模拟人口和国内生产总值的空间分布; 从研究区的夜间灯光数据和植被覆盖数据2个不同的维度来评估洪涝灾害。结果表明: 高危区和中危区总面积为1 429.04 km2,占研究区总面积的6.06%,高危地区主要分布在郑州西部、新乡东部、安阳东部、鹤壁北部,其中郑州市受灾严重程度最高; 从植被覆盖度恢复率(vegetation cover recovery rate, VCRR)来看,卫辉市、淇县、滑县、林州市等地区整体植被恢复情况较差,其VCRR的值大部分在0以下,植被覆盖有恶化趋势。NDUI与社会经济统计数据拟合精度高于0.8,表明NDUI可以在洪涝灾害发生后应用于精确位置救援和灾后针对性重建工作; NPP-VIIRS和MODIS-EVI评估洪涝灾害的结果具有很好的互补性,2种数据的有机结合进行洪涝灾害研究,对灾后救援和恢复评估均有较高的应用价值。

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城市化进程下厦门市海岸线形态时空变化分析
刘源, 李婷
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 267-274.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022386
摘要   HTML ( 0 )   PDF (11083KB)

中国海岸线绵长,海洋资源丰富。厦门作为沿海城市,近年来,港口建设、临海工业、滨海旅游开发等活动的增加导致海岸线出现较大变化。高效、精确地测量海岸线的时空动态变化极具研究价值和实际意义。该文基于2005年、2010年、2015年、2020年4期Landsat遥感影像数据,利用面向对象的方法对海岸线进行提取,然后从海岸线长度、形态和陆地面积变化等方面研究海岸线的时空演变。研究结果表明,15 a间,厦门市海岸线时空变化特征显著。海岸线长度整体持续增长,先加速后减速,2010—2015年间变化最快,平均速率高达4.1 km/a,变化主要集中在大嶝岛和海翔码头附近。海岸线形态逐年趋于平整,湖里区变化最为明显。2005—2020年间,厦门陆地面积增长约24.5 km2,翔安区陆地面积增长最大。海岸线的变化受到多种因素的影响,其中人口增长、经济发展、政策的出台和改变等都对海岸线的变化产生巨大影响。

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2019—2021年疫情前后唐山市大气污染物变化特征及成因分析
马东玲, 任永强, 陈星彤, 孔金哥
自然资源遥感. 2024, 36 (1): 275-280.   DOI: 10.6046/zrzyyg.2022409
摘要   HTML ( 0 )   PDF (11478KB)

为了研究COVID-19疫情前后大气污染受人类活动的影响程度,特对2019—2021年的唐山市大气污染物变化特征进行分析及成因研究。采用减排效应估算模型及反距离插值法,得出各时间段大气污染物的浓度变化情况及影响因素,为唐山市大气环境治理提供合理化建议。结果表明: 2019—2021年唐山市首要污染物占比比较稳定,PM2.5占据榜首,以O3为代表的光化学污染近几年大幅增多; 通过人为减排公式计算,表明控制人为源排放对大气污染治理有明显作用。通过反距离插值法分析发现,PM2.5浓度峰值逐步减少,且高浓度区域分布有往市中心移动的趋势。

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