土壤风力侵蚀研究现状与进展

土壤风蚀实质上是土壤颗粒在风力作用下发生位移的自然过程,它包含了土壤夹带起沙、空间输移及沉降淀积等三个阶段。风蚀研究的根本任务是对土壤风蚀的范围、强度及数量进行监测、评价以及预测预报。为此,科学家在断面尺度、地块(图斑)尺度以及区域尺度上,以年、月、日、小时等时间尺度展开了研究。当前的风蚀研究主要有以下四个方向:实验室和野外风洞实验研究、野外观测与网络监测、风蚀评价以及风蚀估算与过程模拟研究等。实验室和野外风洞实验有助于人们深入理解风蚀的基本过程;而网络监测数据对于实现风蚀研究从局部到整体的尺度转换具有重要意义;在风蚀评价方面,对风蚀发源地的风蚀评价研究卓有成效,但针对风蚀物运移过程及沉降过程的研究成果还不多见;在风蚀估算和过程模拟方面,一些模型或应用系统已经在不同的区域以不同的时空尺度取得良好的效果,但是要将这些模型和系统在不同的时空尺度上做进一步推广还有许多工作要做。遥感和GIS等现代地理信息技术在区域尺度的风蚀研究中有着显著的优势,并贯穿了风蚀研究的全过程。

中国特大城市空间形态变化的时空特征

基于国家资源环境数据库动态土地利用数据,借助GIS软件支持,分别计算了1990年和2000年中国31个特大城市平面轮廓形状的分维、紧凑度和形状指数以及城市的用地扩展类型。结果表明,从1990年到2000年,中国31个特大城市空间形态的总体变化趋势是,城市用地空间扩展类型以填充类型为主,外延类型相对较少且主要发生在发展限制较小的平原地区。总体上,分维呈减少趋势且南方城市大于北方城市,形状指数有减少,城市空间形状有紧凑化趋势。综观1990年和2000年中国31个城市的分维、紧凑度和形状指数的数据,可以看出广州、南昌、济南、成都、北京和上海等城市形状变化比较大,而兰州、太原和唐山等城市形状变化很小。若用地扩展为填充类型,则分维减少,紧凑性增加,形状指数减少;相反,若用地扩展为外延类型,分维增加,紧凑性降低,形状指数增加。

热带森林植被生物量与遥感地学数据之间的相关性分析

以我国云南省西双版纳的热带森林为例,对热带森林植被生物量与遥感地学数据之间的相关性进行了分析。首先,利用森林资源连续清查的林业固定样地数据计算出各样地的森林植被生物量,并建立其GIS数据库。然后,对遥感图像进行几何校正,并对遥感图像进行主成分变换、缨帽变换以及植被指数的计算来产生其派生数据。其次,将样地数据、遥感数据及其派生数据,地形和气象数据转换到统一的坐标系和投影下,并将其内插为30米分辨率的格网数据。最后,进行样地森林植被生物量与其遥感地学数据之间的相关性分析。该分析表明,森林植被的生物量与年降雨量和第二主成分在0·01的水平上相关显著,而与中红外植被指数、LANDSATTM5、缨帽变换的亮度、湿度以及第一主成分在0·05的水平上相关显著。其中,与年降雨量的相关性最高,达到0·308;其次是与第二主成分,达到-0·231;再次是与中红外植被指数和LANDSATTM5,其相关系数分别为0·203和-0·201。

SARS控制与预警地理信息系统

针对我国当前非典型肺炎(SARS)疫情防治工作的迫切需求,中国科学院地理科学与资源研究所基于其在地理信息科研领域具有大型国产GIS软件平台(SuperMAP)及其在辅助决策空间信息模型工具等方面的科研优势,紧急研制了“国家SARS疫情控制与预警信息系统”。该系统由五个子系统构成,是一个将空间定位、空间信息管理、空间信息分析技术和通信技术进行有机的整合,形成了前后端一体的SARS疫情实时传输、处理、分析和分布完整的信息系统。在SARS疫情的信息采集、管理、分析及其防治与监控措施的发布等方面发挥了重要的作用。

SARS控制与预警地理信息系统的研制与应用

针对中国当前非典型肺炎(SARS)疫情防治工作的迫切需求,作者基于其在地理信息科研领域具有大型国产GIS软件平台(SuperMAP)及其在辅助决策空间信息模型工具等方面的科研优势,紧急研制了“国家SARS疫情控制与预警信息系统”。该系统由5个子系统构成,是一个将空间定位、空间信息管理、空间信息分析技术和通信技术进行有机的整合,形成了前后端一体的SARS疫情实时传输、处理、分析和分布完整的信息系统。在SARS疫情的信息采集、管理、分析及其防治与监控措施的发布等方面发挥了重要的作用。

不同龄组的热带森林植被生物量与遥感地学数据之间的相关性分析

在森林植被生物量遥感动态监测方面最基础性的研究是探讨生物量与遥感数据及其派生数据、地形数据和气象数据之间的相关性。为此,以我国云南省西双版纳的热带森林植被为例,分别对幼龄林、中龄林、近熟林和成过熟林的生物量与其对应的LANDSATTM数据及其派生数据、气象数据和地形数据之间的相关性进行了分析。首先,利用森林资源连续清查的林业固定样地数据,通过各树种组的各器官生物量估算模型计算出各样地森林植被的生物量,并根据样地的坐标来建立样地GIS数据库。然后,利用地形图对遥感图像进行几何校正,并对遥感图像进行主成分变换、缨帽变换以及植被指数的计算来产生其派生数据。其次,将栅格样地数据、遥感数据(如LANDSATTM数据)及其派生数据(如各种植被指数数据、主成分数据、缨帽变换的亮度、绿度和湿度数据)、栅格地形数据(如DEM和坡向)和栅格气象数据(包括年平均温度、大于0℃的积温、年平均降雨量和湿润度)统一到同一坐标系和投影下,并将所有的数据内插为30m分辨率的格网数据,利用样地数据与遥感数据及其派生数据、地形数据和气象数据进行栅格空间叠加分析,从而得到各样地的样地数据、遥感数据及其派生数据、地形数据和气象数据。再次,根据各样地优势树种所属的龄组将所有

近15年海南岛林地资源时空动态特征及政策驱动

遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术的发展为林地资源的调查和时空变化分析提供了有效手段。该文在遥感与地理信息系统技术支持下,利用中国资源环境数据库中1985年、1995年和2000年3期林地类型空间分布数据,通过建立林地资源时空演变模型,对海南岛林地资源变化的时空特征进行了定量分析,结果表明:1985年～2000年15年内,海南岛林地发生了大幅度的变化,而且空间差异非常明显,其中最近5年林地变化的广度和深度都远远超过了前10年。1985年～1995年海南岛林地资源总量出现大幅度增加,尤其是有林地的增长特别明显;而1995年～2000年大量的林地转为耕地和城镇建设用地,该时期有林地、灌木林和疏林地都出现大幅度减少。从空间格局来看,海口市在整个15年内,林地的变化始终最为突出,东部沿海县市,如文昌、琼海、万宁、陵水、保亭等林地变化的动态度和减少的数量都远远大于其他地区。文章还进一步分析了政策因子对林地资源变化的影响。

到达中国陆面的生物有效紫外线辐射强度分布

随着大气臭氧层的日趋变薄,估算到达陆面的太阳紫外线辐射变化,评估对人体健康的影响日趋成为环境健康研究的一个重要课题。基于DISORT辐射传输模型,从生物健康效应的角度提出了估算陆面有效紫外线辐射强度的方法,并采用LibRadtran软件包UVSPEC模型以及GIS空间分析技术模拟了2000年1月和7月到达中国陆面的生物有效紫外线辐射强度空间分布,讨论了臭氧、云量、地表反照率等因素对陆面生物有效紫外线辐射强度的影响,研究了基于云量、海拔数据修正陆面紫外线辐射的方法。另外,还系统分析了2000年1月、7月我国陆面生物有效紫外线辐射强度的空间分布特征,1月份辐射强度是低纬度较高,而7月份是中高纬度较高。UVA和UVB陆面辐射强度分布明显不同,特别是7月份,UVB辐射强度的高值区域较UVA明显偏向低纬度地区。UVB的生物有效辐射强度大约是UVA的6倍。

基于遥感和地面数据的景观尺度生态系统生产力的模拟

描述了一个反映系统碳循环和水循环的景观尺度生态系统生产力过程模型(EPPML).该模型以遥感图像作为数据源,从中获取影响植被生产力的重要变量———叶面积指数(LAI);主要对景观尺度生态系统的净初级生产力(NPP)和蒸散量的空间分布格局和时间动态进行模拟;用地理信息系统(GIS)手段对空间数据进行处理、分析和显示,从而实现将植物生理生态研究的结果从小尺度向中尺度进行拓展和转换.本研究用EPPML对1995年长白山自然保护区的植被生产力进行了模拟,结果表明,EPPML可以比较准确地模拟该保护区主要植被的NP

基于3S的自然植被光能利用率的时空分布特征的模拟

光能利用率(LUE)直接影响植被各层中的能量分布和光合速率,在确定环境对光合和地上部生长分配的综合限制上十分有价值,是衡量系统功能的一个重要指标。本研究以遥感图像(TM)作为数据源,获取了影响植被LUE的重要变量———叶面积指数(LAI);用程序语言编写了描述系统碳循环和水循环的景观尺度生态系统生产力过程模型(EPPML),对长白山自然保护区的太阳总辐射、净初级生产力(NPP)和LUE等的季节动态和空间分布进行了模拟;并用地理信息系统(GIS)手段对空间数据进行处理、分析和显示,从而实现了将植物生理生态研

复杂地形条件下的太阳资源辐射计算方法研究

借鉴国内外已有的太阳辐射计算方法,考虑地形和大气衰减因子,通过组件技术实现GIS与太阳总辐射计算模型集成,建立了太阳潜在总辐射计算模型。同时利用我国107个气象观测站的多年逐日太阳辐射资料,假设多年中有1d为晴朗无云的天气,即取多年中的最大太阳总辐射值为该计算日的潜在日总辐射值,进行模型检验,证明该方法可行

东北地区降水与湿度气候资料的栅格化技术

应用地理信息系统和数据库等计算机技术,以东北地区DEM为基础,生成坡度、坡向及遮蔽度等小地形因子数据库和经度、纬度及海拔高度等大地形因子数据库。利用东北地区1960年～1990年30a平均的降水与湿度资料,采用趋势面分析、逐步回归、宏观地理因子模拟与小地形订正等方法,分区构筑了东北3省降水和湿度空间分布的数学模型。进而利用GIS平台建立分辨率为1km2的东北地区4月～10月份和全年降水与湿度的GRID格式专题地图,所得结果与东北地区实际降水和湿度分布较为吻合,可满足多方面的应用

地理信息系统的新时代:网格地理信息系统

地理信息系统经过40多年的发展,形成了包括地理信息系统技术、地理信息科学和地理信息服务(科学)的综合体系,关注的重点已从技术软件系统转向信息服务。回顾历史可以知道:现代意义上的商业地理信息系统软件产品始于20世纪80年代初,也不过只有20多年的发展历史,然而发展速度之快,令人震惊。目前国际上的GIS软件厂商除了有ESRI、MapInfo等品牌GIS基础平台提供商之外,一些大型IT企业,如微软、Oracle、Google等也根据自己对行业的理解,或成立空间信息技术解决方案的部门,或通过并购等形式进入到

干旱区绿洲土地利用与覆被变化过程

应用遥感和GIS技术及数理统计学方法,以新疆三工河流域冲洪积扇-冲积平原型绿洲为研究区,利用1978年、1987年和1998年的遥感数据,深入研究了70年代中后期以来干旱区绿洲LUCC的过程和趋势。结果表明:(1)遥感和GIS在绿洲土地利用与覆被变化数据获取和空间分析方面是一种非常强大而有效的技术手段;(2)通过建立绿洲LUCC的幅度、速度、区域差异和变化趋势数学模型,可以较好的研究绿洲土地LUCC的过程和趋势,如变化的双向性、单向性、正向性和反向性,变化的涨势或落势等,在三工河流域绿洲应用取得良好效果;

新疆焉耆盆地绿洲景观的空间格局及其变化

通过GIS技术的叠加和提取功能建立了焉耆盆地两个时间段的景观类型转移矩阵。在此基础上,分析了焉耆盆地内部绿洲景观类型的动态演化过程和空间分布特征。结果表明:焉耆盆地经过近40年的土地开垦后,人工绿洲呈现出上升的趋势,农田向自然绿洲和荒漠的扩张在整个研究阶段均可见;农田开垦的对象表现为从草地(含部分沼泽地)→多汁木本盐柴类荒漠→超旱生灌木半灌木荒漠迁移,体现了农田绿洲开垦从易到难,自然绿洲不断缩小,人工绿洲不断扩大的过程;对土地和水资源的不合理利用,导致盆地内湖泊水体、湖泊周边及农田绿洲出现明显的生态退化。