王士远
, 张学霞, 朱彤, 杨维, 赵静瑶
北京林业大学水土保持学院,北京 100083
WANG Shiyuan, ZHANG Xuexia, ZHU Tong, YANG Wei, ZHAO Jingyao
通讯作者:
版权声明: 2016 地理科学进展 《地理科学进展》杂志 版权所有
基金资助:
作者简介:
作者简介：王士远(1990-),男,河南驻马店人,硕士生,研究方向为3S技术集成开发与应用,E-mail: wangyuanhpu@163.com。
展开
摘要
人类的生存质量与生态环境密切相关,利用遥感技术可快速地进行生态环境质量评价,为区域生态环境的治理、改善以及发展规划提供重要参考。本文以长白山自然保护区为例,选取1995、2007年Landsat5 TM影像和2015年Landsat8 OLI影像,反演得到能反映生态环境的绿度、湿度、热度和干度等指标,利用主成分分析法,依据新型遥感生态指数RSEI对长白山自然保护区1995-2015年的生态环境进行评价,结果表明：①绿度、湿度指标对区域生态环境起正向作用,热度、干度指标对区域生态环境起负向作用,且湿度对生态环境影响较大;②该区域1995、2007、2015年生态指数优良等级所占比例依次为49.520%、66.508%、76.189%,同时RSEI等级变差、不变、变好的比例分别为3.945%、55.598%、40.457%。生态环境质量整体不断改善,说明长白山自然保护区的天然林资源保护工程以及一系列生态保育措施起到了一定作用;而天池周边生态环境质量有所下降可能与旅游活动的快速发展有关;③逐步回归分析的结果表明,所选的各指标均为指示生态环境质量的关键指标;而裸露、干化地表的治理则是改善生态环境质量的关键。
关键词：
Abstract
The well-being of the human race is closely related to the ecological environment. In the past few decades, indicators retrieved from remote sensing data have been increasingly more widely applied to ecological environment evaluation for their advantages of spatial visualization, and remote sensing technology offers important reference to regional ecological environment management, improvement, and development planning by quickly assessing regional ecological environment quality. Remote sensing ecological index (RSEI), constructed by four indicators including green degree, humidity degree, heat degree, and dry degree retrieved from remote sensing images, can reflect ecological environment status. RSEI is based on real-time remote sensing images and accordingly more capable of quick evaluation of temporal and spatial changes of ecological environment quality. In this article, Landsat5 TM images from 1995 and 2007 and Landsat8 OLI images from 2015 were used as data source to retrieve values of the four indicators to construct the RSEI by the principal component analysis method, and Changbai Mountain Nature Reserve ecological environment quality from 1995 to 2015 was evaluated using the RSEI. The result shows: (1) The green degree and humidity degree have an positive effect on promoting the ecological environment quality of the region while the heat degree and dry degree have a restraining effect on the regional ecological environment quality, and the humidity degree is more significant than the other three indicators. (2) In this region, the proportion of excellent and good RSEI classes accounted for 49.5%, 66.5%, and 76.2% of the total area in 1995, 2007, and 2015. Meanwhile, the degenerated, unchanged, and improved RSEI classes were 3.9%, 55.6%, and 40.5% of the total area respectively, indicating that the overall ecological environment quality has gradually improved. To some extent this is attributed to the Natural Forest Resources Protection Project and a series of ecological conservation measures taken in the Changbai Mountain Nature Reserve area. Although the overall ecological environment quality of the study area has gradually improved, the ecological environment quality around Tianchi has declined. This area has a relatively fragile ecological environment and suffers from high intensity of tourism activities. The decline in ecological environment quality may be attributed to the increasingly intense tourism activities. (3) The stepwise regression analysis results show that each of the selected indicators is key to indicating the ecological environment quality, and the model prediction result reveals that the control of barren and dry surfaces is a critical step for improving the ecological environment quality.
Keywords：
长白山自然保护区不仅是东北地区的天然生态屏障,也是中国乃至整个东北亚地区生态气候调节的主区域、全球稀有的地质地理环境监测地以及物种基因储存库。长白山自然保护区自然资源丰富,其自然森林生态系统的山地垂直景观带保存完好,具有极高的科研、保护和开发价值,发展前景和潜力非常巨大(南颖等, 2011)。1986年8月28日,长白山自然保护区西坡曾遭受台风的破坏,受灾面积超过10000 hm2,目前正处于恢复状态(赵晓飞等, 2004)。近年来,生态旅游的兴起为长白山自然保护区带来了巨大经济效益,同时也增加了该区域生态环境保护的压力。因此,对长白山自然保护区生态环境质量进行快速评价并掌握其变化趋势,对于制定区域发展规划、生态环境保护措施,保证森林生态系统资源的可持续利用具有重要的意义。
随着遥感技术的发展,区域生态环境质量评价的指标和方法也不断地改进和发展(Foody, 2007; 吴丹丹等, 2009; Ju et al, 2010; Malekmohammadi et al, 2014; 傅伯杰等, 2014)。2006年国家环境保护部颁发的《生态环境状况评价技术规范(试行)》,提出运用生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数和环境质量指数5个指标定量地评价区域生态环境。该方法在国内县级以上的生态环境评价中得到了广泛应用,但是也存在着无法空间可视化及人为设定指标权重的问题(姚尧等, 2012)。《生态环境状况评价技术规范(试行)》中的环境质量指数来源于环境年报,不适用于县级以下的地区,且每年只能评价一次,不能进行区域生态环境质量的实时评价。周文英等(2014)选取植被指数、地表温度、坡度、坡向、土地利用、湿度指标,利用主成分分析法构建了生态环境指数,对四川若尔盖县的生态环境质量作了定量评价。戚涛(2007)基于植被、水热条件、土壤、地形构建了评价模型,并对清江流域的生态环境质量进行了评价。以上研究所选取的评价指标均便于空间可视化,且用主成分分析法来确定指标的权重。徐涵秋(2013a, 2013b)选取了绿度、湿度、热度、干度等完全基于遥感的指标,利用主成分分析法构建了遥感生态指数RSEI,该指数在水土流失区及城市的生态环境评价中得到了广泛应用。RSEI评价方法所需的指标均从遥感影像获得,现时性较好,便于进行生态环境质量时空变化的快速评价。
通过对比可得,利用遥感反演得出的现时性好、便于空间可视化的指标广泛应用于生态环境质量评价,同时采用了主成分分析法确定指标权重,可减少人为因素带来的不确定性。
针对长白山自然保护区的生态环境也有不同方面的研究,如赵晓飞等(2004)、南颖等(2011)、牛丽君等(2013)分别对长白山自然保护区的风灾区开展了识别、生态恢复评价及预测等研究;刘志锋(2010)、张建亮等(2016)对长白山地区的植被变化情况以及与气象因素的关系进行了研究,发现该地区的植被总体呈增加趋势;高科(2012)分析了长白山自然保护区发展旅游业所带来的一些生态环境效益并提出了相应的建议。
以往对长白山自然保护区的研究,或是只针对风灾区的生态恢复评价,或是针对某一方面如植被状况、旅游活动的研究,而面向整个长白山自然保护区长期的综合性生态环境评价的研究还不多。长白山自然保护区以植被为主体,人为干扰较少、自然状况良好,完全基于遥感的RSEI,指标易于获取,适合该区域的生态环境评价。因此,本文基于1995、2007、2015年3期遥感数据反演出各期生态环境指标(绿度、湿度、热度、干度),运用主成分分析法构建遥感生态指数(RSEI),对整个长白山自然保护区1995-2015年间的生态环境质量的时空变化进行评价,以期为区域的生态环境保护和综合治理以及实施区域的可持续发展提供科学支撑。
长白山自然保护区成立于1960年4月,是中国成立最早的自然保护区之一。长白山自然保护区位于吉林省东南部,介于127°42′5″E~128°16′48″E、41°41′49″N~42°25′18″N,地跨延边朝鲜族自治州的安图县和白山市的抚松县、长白朝鲜族自治县,东南与朝鲜民主主义人民共和国毗邻(图1)。南北最长达80 km,东西最宽达48 km,总面积约1964.65 km2。该地区自然条件复杂,垂直地带性极为明显,具有典型的山地垂直自然景观特征,可分为以下4个垂直自然景观带：①海拔1000 m以下的针阔混交林带;②海拔1000~1800 m的针叶林带;③海拔1800~2000 m的岳桦林带;④海拔2000 m以上的高山苔原带。区内年均温在-7℃~3 ℃之间,云雾多、风力大,年日照时数约2300 h,无霜期100 d左右(山顶只有60 d左右);年降水量700~1400 mm,6-9月降水占全年降水量的60%~70%。
遥感数据为美国地质调查局(USGS)网站提供的1995年10月17日、2007年10月2日的Landsat5 TM影像和2015年9月22日的Landsat8 OLI和TIRS影像,不同时期的影像时相一致,可保证研究结果的可比性。在ENVI 5.1下分别对各时期的遥感影像进行辐射定标,将影像的灰度值(DN)转换为传感器的反射率,使用FLAASH大气校正工具对各期影像的可见光、近红外波段进行大气校正(Goward et al, 2002; 宋军伟等, 2016)。不同时期的影像之间采用二次多项式和最邻近像元法配准,均方根误差在0.5个像元内,最后使用长白山自然保护区边界对所有数据进行裁剪。长白山自然保护区1995、2007、2015年的影像经过辐射校正后的TM5、TM4、TM3波段假彩色图像如图2所示。
图2 1995、2007、2015年长白山自然保护区遥感监测图
Fig.2 Landsat images of the Changbai Mountain Nature Reserve in 1995, 2007, and 2015
气温和降水数据来源于中国气象数据网的中国地面气温月值0.5°×0.5°格点数据集(V2.0)和中国地面降水月值0.5°×0.5°格点数据集(V2.0),分别统计长白山自然保护区的年平均气温和年累积降水量。部分统计数据来源于吉林省长白山保护开发区管理委员会官方网站的年度统计公报和区划规划资料。
遥感生态指数运用绿度、湿度、热度、干度等4个能直观反映生态条件优劣的指标来评价生态系统状况,4个指标均可从遥感影像中获得。采用植被指数、裸土指数、湿度分量、地表温度分别代表绿度、干度、湿度和热度。通过对各项指标的标准化、主成分变换处理可将遥感生态指数(RSEI)表示为各项指标的函数(徐涵秋, 2013a, 2013b),即：
式中：NDVI为绿度;WET为湿度;LST为热度;NDSI为干度。
3.1.1 湿度指标(WET)
遥感缨帽变换的亮度、绿度、湿度分量已被大量运用于生态环境评价,其中湿度分量反映了土壤和植被的湿度状况。Landsat5 TM和Landsat8 OLI反射率数据的湿度计算公式(Crist, 1985; Baig et al, 2014)分别为：
式中：ρBlue、ρGreen、ρRed、ρNIR、ρSWIR1、ρSWIR2分别为TM蓝、绿、红、近红外、短波红外1、短波红外2波段的反射率。
式中：ρBlue、ρGreen、ρRed、ρNIR、ρSWIR1、ρSWIR2分别为OLI蓝、绿、红、近红外、短波红外1、短波红外2波段的反射率。
3.1.2 绿度指标(NDVI)
植被是指示区域生态环境质量的最敏感因子。归一化植被指数(NDVI)是根据植物叶面在红光波段的吸收和近红外波段的反射特性构建的,能反映植物生物量、叶面积指数以及植被覆盖度,是使用最广泛的植被指数。因此选用NDVI来代表绿度指标,其公式为：
式中：ρNIR、ρRed分别为TM和OLI近红外和红波段的反射率。
3.1.3 热度指标(LST)
热度指标使用地表温度代替(李粉玲等, 2015)。但很多研究使用Landsat5影像反演地表温度(Sobrino et al, 2004; 覃志豪等, 2004)。对于Landsat8影像,先对其热红外10波段进行辐射定标,得到热红外波段的辐射亮度值(L10),通常由3部分组成：大气向上辐射亮度、地面的真实辐射亮度经过大气层之后到达卫星传感器的能量、大气向下辐射到达地面后反射的能量(Yu et al, 2014; NASA, 2016)。卫星传感器接收到的热红外辐射亮度值的表达式(辐射传输方程)为：
式中：I10↑为大气向上辐射亮度;I10↓为大气向下辐射亮度;τ10为大气在热红外波段的透过率;ε10为地表比辐射率;B10(TS)是与TS相同温度下的黑体的热辐射亮度;TS为地表温度。
根据普朗克公式的反函数,求得地表真实温度LST：
式中：K1和K2为定标系数,其值可在影像的元数据中获取到(NASA, 2016)。
根据van de Griend等(1993)的经验公式计算地表比辐射率,当地表的NDVI值在0.157~0.727之间时,地面比辐射率
当NDVI<0时,
3.1.4 干度指标(NDSI)
干度指标由裸土指数(SI)和建筑指数(IBI)合成,记为NDSI(Rikimaru et al, 2002; Xu, 2008, 2010; 徐涵秋, 2013b),计算公式为：
式中：ρBlue、ρGreen、ρRed、ρNIR、ρSWIR1分别为TM和OLI蓝、绿、红、近红外、短波红外1波段的反射率。
空间主成分分析法一般是在地理信息系统软件的支持下,对特征光谱空间坐标轴旋转,去掉各项指标间的相关性,把生态环境相关的信息集中到较少的主成分上,指标的权重值不需要人为设定。由于各项指标的单位和数值范围存在差异,各项指标需进行标准化处理,公式如下：
式中：NI为标准化后的指标值;I为该指标的数值大小;Imax和Imin分别为该指标的最大值和最小值。
将归一化处理后的各项指标组合成1个4个波段的文件进行主成分变换,最后通过主成分变换的结果构建原始的生态指数RSEI0(李粉玲等, 2015)公式为：
式中：PCA表示主成分分析。为便于指标的度量和比较,可使用式(12)对
生态环境质量评价的关键是将各评价指标转化为一个可定量化的综合指数。因此,先对标准化后的各期绿度、湿度、热度、干度指标进行波段合成,然后对合成后的新图像进行主成分变换,得到主成分分析的结果(表1)。
表1 主成分分析结果
Tab.1 Result of Principal Component Analysis
| 年份 | 指标 | 第一主成分 | 第二主成分 | 第三主成分 | 第四主成分 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1995年 | 绿度 | 0.21394 | 0.48829 | 0.77272 | -0.34453 |
| 湿度 | 0.88674 | -0.24886 | 0.08159 | 0.38092 | |
| 热度 | -0.19831 | 0.55139 | 0.06656 | 0.8076 | |
| 干度 | -0.35860 | -0.62898 | 0.62595 | 0.28979 | |
| 特征值 | 0.00200 | 0.00020 | 0.00015 | 0.00010 | |
| 贡献率/% | 81.495 | 8.037 | 6.247 | 4.221 | |
| 2007年 | 绿度 | 0.28814 | 0.27695 | 0.86125 | 0.31389 |
| 湿度 | 0.82363 | -0.13306 | -0.37876 | 0.40059 | |
| 热度 | -0.27079 | 0.75659 | -0.33260 | 0.49358 | |
| 干度 | -0.40656 | -0.57720 | 0.06459 | 0.70525 | |
| 特征值 | 0.00130 | 0.00016 | 0.00007 | 0.00005 | |
| 贡献率/% | 82.795 | 9.922 | 4.203 | 3.080 | |
| 2015年 | 绿度 | 0.30949 | 0.32266 | -0.77488 | 0.44684 |
| 湿度 | 0.79965 | -0.15642 | 0.45870 | 0.35454 | |
| 热度 | -0.17019 | 0.86353 | 0.41960 | 0.22198 | |
| 干度 | -0.48561 | -0.35459 | 0.11442 | 0.79080 | |
| 特征值 | 0.01343 | 0.00153 | 0.00064 | 0.00026 | |
| 贡献率/% | 84.684 | 9.674 | 4.018 | 1.624 |
从表1可以得出：①3个时期各指标的第一主成分贡献率分别达到81.495%、82.795%和84.684%,且各指标相对稳定,说明第一主成分已集中了4个指标的大部分特征;在第一主成分中,代表绿度的NDVI和代表湿度的WET呈正值,说明它们共同对生态环境质量起到正面作用;代表热度的LST和代表干度的NDSI呈负值,说明二者协同对生态环境起到负面影响。3个时期湿度的系数均最大,说明湿度对生态环境质量的影响最大;③其他主成分的符号和大小不稳定,难以解释生态现象。因此使用第一主成分构建RSEI。
为便于生态环境质量的度量与比较,对第一主成分进行标准化,构建RSEI(图3)。为便于从整体上分析近21年来长白山自然保护区的生态环境质量,本文统计了3个时期反映生态环境质量的各项指标以及构建的遥感生态指数RSEI的均值(表2)。
图3 1995、2007、2015年长白山自然保护区RSEI分布图
Fig.3 Remote sensing ecological index (RSEI) values of the Changbai Mountain Nature Reserve in 1995, 2007, and 2015
表2 各项指标与RSEI均值
Tab.2 The mean values of the indicators and remote sensing ecological index (RSEI)
| 年份 | 指标 | RSEI | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 绿度 | 湿度 | 热度 | 干度 | ||
| 1995年 | 0.564 | 0.672 | 0.641 | 0.439 | 0.571 |
| 2007年 | 0.570 | 0.740 | 0.488 | 0.316 | 0.610 |
| 2015年 | 0.600 | 0.770 | 0.485 | 0.409 | 0.648 |
从表2中可以得出,长白山自然保护区1995、2007、2015年RSEI均值分别为0.571、0.610、0.648,呈逐渐上升趋势,说明该地区生态环境质量逐渐变好。其中,代表生态变好的绿度和湿度在1995-2015年均值均呈递增趋势;代表生态差的热度指标逐渐下降趋势,而干度指标呈先降低后上升的趋势,但21年间仍呈下降趋势。
分1995-2007年与2008-2015年2个时段,求取年平均气温、年降水量的均值(图4),年平均气温均值由前期的3.28℃降低为后期的3.02℃;年降水量均值由前期的770 mm增加为后期的785 mm。年平均气温和年降水量的均值可间接地反映地表温度和湿度的变化情况(郑勇, 2014),这与本文计算的热度和湿度指标的变化情况相一致。
图4 1995-2015年长白山自然保护区年平均气温和年降水量的变化
Fig.4 Change of the annual mean temperature and annual accumulated precipitation in the study area, 1995-2015
为更好地分析RSEI的代表性,按照已有的分级标准,将各年份的RSEI指数以0.2为间隔分成5个等级(徐涵秋, 2013a, 2013b),分别代表差、较差、中等、良、优,对应的RSEI指数范围为[0, 0.2)、[0.2, 0.4)、[0.4, 0.6)、[0.6, 0.8)、[0.8, 1.0](表3)。
表3 1995-2015年间各RSEI等级面积及其百分比
Tab.3 Area and proportion of remote sensing ecological index (RSEI) classes, 1995-2015
| 等级 | 1995年 | 2007年 | 2015年 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 面积/km2 | 百分比/% | 面积/km2 | 百分比/% | 面积/km2 | 百分比/% | |||
| 差 | 121.218 | 6.226 | 23.355 | 1.200 | 16.099 | 0.827 | ||
| 较差 | 172.697 | 8.870 | 152.280 | 7.821 | 129.089 | 6.630 | ||
| 中等 | 688.908 | 35.384 | 476.441 | 24.471 | 318.410 | 16.354 | ||
| 良 | 917.577 | 47.129 | 1289.472 | 66.230 | 1455.216 | 74.744 | ||
| 优 | 46.549 | 2.391 | 5.402 | 0.278 | 28.137 | 1.445 | ||
从表3可看出,RSEI中等以下等级所占比例之和1995年为50.480%,2007年为33.492%,2015年为23.811%,呈逐渐下降趋势;良以上等级所占比例1995年为49.520%,2007年为66.508%,2015年为76.189%,呈逐渐上升趋势,说明1995-2015年期间长白山自然保护区的生态环境质量总体上逐渐得到改善。
图5 1995、2007、2015年长白山自然保护区RSEI等级分布图
Fig.5 Remote sensing ecological index (RSEI) class distribution of the Changbai Mountain Nature Reserve in 1995, 2007, and 2015
从图5可以看出,2015年长白山自然保护区除天池周边外,RSEI以良等级为主,生态环境质量整体处于良水平,说明长期以来的保护与恢复取得了良好的效果。生态环境处于中等水平的地区分布在东南部分以及山顶的周边地区,靠近山顶天池部分生态环境较差。其原因一方面可能由于山顶火山锥体上土质较差、坡度大以及高海拔极端气候所致(丁雨賝等, 2016),该区域为高山苔原带,属于生态脆弱区(徐一中, 2014),年均气温较低(图4a)可能导致该区域植被的退化;另一方面也可能与自然保护区内旅游开发活动引起的水土流失、植被退化而导致生态环境质量下降有关,如基础设施建设、游人踩踏等(张建亮等, 2016)。
在遥感生态指数分级的基础上,对各年份的RSEI进行差值变化检测,进而分析长白山自然保护区生态环境质量的时空变化,按照级差符号为负、0、正依次分为变差、不变和变好3类(表4)。从时间上看,1995-2015年间生态等级变差的面积为76.819 km2(约占总面积的3.945%),不变的面积为1082.462 km2(约占总面积的55.598%),变好的面积为787.670 km2(约占总面积的40.457%),总体上生态环境质量向好的方向发展。
表4 1995-2015年间RSEI等级变化检测
Tab.4 Change detection of remote sensing ecological index (RSEI) classes, 1995-2015
| 类别 | 级差 | 级面积/km2 | 类面积/km2 | 类比例/% |
|---|---|---|---|---|
| 变差 | -4 | 0.949 | 76.819 | 3.945 |
| -3 | 7.665 | |||
| -2 | 8.724 | |||
| -1 | 59.480 | |||
| 不变 | 0 | 1082.462 | 1082.462 | 55.598 |
| 变好 | 1 | 717.931 | 787.670 | 40.457 |
| 2 | 68.811 | |||
| 3 | 0.921 | |||
| 4 | 0.007 |
从图6看,生态环境质量变好的区域主要有2个部分：一部分分布在长白山自然保护区的北部;另一部分分布在长白山自然保护区的西坡、西南坡,与长白山自然保护区的风灾区位置相一致(南颖等, 2011),说明中国20世纪末开始实施的天然林资源保护工程以及长白山自然保护区(特别是风灾区)等一系列的生态保育政策起到了积极作用(侯光雷等, 2012; 李秀民, 2014; 李国伟等, 2015)。生态环境质量变差的区域集中在天池以北及西北的高山苔原区,一方面该区域海拔高、土质较差,生态环境脆弱,对气候的变化较为敏感,气温的微弱下降即有可能导致高山苔原植被的退化;另一方面,根据统计资料,长白山自然保护区2005、2010、2015年所接待的旅游总人数分别为57.0万、114.6万和184.6万人次,旅游活动造成的人为干扰有可能超过环境容量,进而影响了植物群落的结构和功能,引起生态环境退化(张建亮等, 2016)。
图6 1995-2015年长白山自然保护区RSEI变化检测图
Fig.6 Remote sensing ecological index (RSEI) change detection of the Changbai Mountain Nature Reserve, 1995-2015
为进一步描述和刻画长白山自然保护区的生态环境质量,可建立该区域的生态环境质量模型,用来模拟和预测该区域的生态环境变化。利用1 km×1 km的格网对各期的NDVI、WET、LST、NDSI和RSEI专题影像进行全图采样,每幅影像共采集1951个样点。
首先考察各项指标与RSEI的关系,将代表正向指标(NDVI、WET)、负向指标(LST、NDSI)的样点分别与RSEI的样点投影到在三维空间(图7)。散点图的顶端代表较好的生态环境条件,集中了湿度大、高植被覆盖区域的样点;散点图的底端代表较差的生态环境条件,集中了热度高、地表裸露、干化区域的样点。
然后以RSEI为因变量,NDVI、WET、LST和NDSI为自变量进行逐步回归分析,得到回归方程(R2=0.977)如下：
从所获得的模型可以看出,4个评价指标都被保留下来,说明所选指标均为生态环境的关键指标,评价结果较为可靠。其中NDVI、WET指标的系数为正值,说明对生态环境变化起促进作用;而LST、NDSI为负值,说明对生态环境变化起抑制作用;这与主成分分析结果中各指标对第一主成分的贡献情况相一致,而且正向指标中的WET和负向指标中的NDSI作用较大。在对长白山自然保护区的实地调研中发现,低海拔区域分布有沼泽地,湿度较大,草本、灌木以及乔木都极为茂盛,生态环境状况良好。随海拔的升高植被高度逐渐降低;至高山苔原带,坡度大、火山灰土质疏松水分少,只有稀疏的草本植被,地表有裸露、侵蚀的现象,生态环境状况极为脆弱。从侧面印证了模型结果。
应用构建的模型对RSEI进行预测,假定其他指标不发生变化的情况下,研究区内RSEI每提高1个单位,相应的需要WET提高1.69个单位或NDSI降低4.63个单位。在实际情况中,地表的裸露、干化现象与植被存在互为消长的关系(徐涵秋, 2013a, 2013b)。研究区内的高山苔原带,自然环境恶劣、植被覆盖少,大部分为裸岩,游人的活动进一步加重地表的干化,造成植被退化、水土流失(侯光雷等, 2012; 张建亮等, 2016)。实地的调研也发现,在通往天池的栈道两侧和天池周边的围栏外侧有多个宽度约为几米的裸露带,属于游客扰动造成的生态退化。因此,对裸露、干化地表的治理是改善长白山自然保护区生态环境质量的关键。
由于遥感信息的RSEI指数具有指标易获取且权重由主成分分析客观确定的特点,RSEI能客观定量地揭示区域生态环境质量的空间分布与变化情况,对于区域的生态环境保护和发展规划有一定指导意义。本文利用RSEI对1995-2015年长白山自然保护区生态环境质量进行评价、变化分析及建模预测,主要结论为：
(1) 绿度、湿度指标对区域生态环境起正向作用,热度、干度指标对区生态环境起负向作用,且湿度对生态环境影响较大。
(2) 长白山自然保护区1995、2007、2015年RSEI均值分别为0.571、0.610、0.648,呈逐渐上升趋势;生态环境质量优良以上等级所占比例分别为49.520%、66.508%、76.189%;RSEI等级变差、不变、变好的比例分别为3.945%、55.598%、40.457%,总体上生态环境质量逐渐好转。其中生态环境质量好转的区域主要分布在长白山自然保护区的北部和风灾区,说明长白山自然保护区的天然林资源保护工程以及风灾区的一系列生态保育措施起到了一定作用;生态环境质量退化的区域主要分布在天池北部及西北部的高山苔原区,这一区域生态较为脆弱,又是游客集中的区域,生态环境质量退化可能与旅游活动快速发展有关。
(3) 通过对各期NDVI、WET、LST、NDSI和RSEI样点的逐步回归分析,构建出了用于评价和预测生态环境质量的模型。逐步回归分析的结果表明,所选的各指标均为指示生态环境质量的关键指标;通过模型预测发现对裸露、干化地表的治理是改善生态环境质量的关键。
本文基于遥感方法对长白山自然保护区的生态环境质量进行评价,通过逐步回归分析并结合实地调研检验了评价结果的有效性。生态环境的变化具有区域特征,如高山苔原带海拔高、气候恶劣、火山灰土质疏松等自然条件决定了该区域植被、湿度状况较差,加之旅游活动的干扰促进了该区域的生态退化;长白山的西坡、西南坡曾受台风的破坏,但经过长期的恢复和重建工作已使得该区域的生态环境状况得到了明显改善。下一步的研究中,应针对不同区域找出影响生态环境变化的关键因素,以对生态恢复提供更精准的建议。
The authors have declared that no competing interests exist.
| [1] |
山地区域土地生态红线划定方法与实证研究: 以重庆市涪陵区义和镇为例 [J].Determination of ecological red line of mountainous areas: A case study of Yihe Town in Chongqing Municipality [J]. |
| [2] |
国际生态系统观测研究计划及启示 [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2014.07.004 Magsci [本文引用: 1] 摘要
国际生态系统研究计划与全球可持续发展相结合，推动了区域和全球可持续发展相关生态系统科学知识的发现和应用。多尺度、多平台集成的生态系统观测研究网络有力地支撑了上述计划的实施，进而服务于管理决策，促进可持续发展目标的实现。本文阐述了国际生态系统相关研究计划和生态系统观测网络研究发展及其对中国生态系统观测研究网络的启示。全球生态系统相关研究计划的发展显示：面对复杂因素驱动的生态系统变化，生态系统研究需要发展多学科交叉、国际合作的研究平台，需要从单纯的生态系统过程机理的研究转向与全球可持续发展相结合。当前，国际生态系统观测研究网络的观测尺度从站点走向流域和区域，关注的对象从生态系统扩展到地表系统，逐渐将自然生态要素与社会经济相结合，深化了联网观测和联网研究；在观测手段上实现了地面观测和遥感多尺度观测的有机结合，日益注重数据共享和集成，促进了科学知识的产生。今后生态观测网络研究需要扩展观测和研究的时空尺度，深化和规范单要素联网观测和研究，有机结合地面观测和遥感观测，强化生物多样性相关监测与研究，发展耦合自然和社会经济的综合研究，拓展国内外合作研究，融入全球尺度的观测研究网络。
Global ecosystem observation and research programs: Evolution and insights for future development [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2014.07.004 Magsci [本文引用: 1] 摘要
国际生态系统研究计划与全球可持续发展相结合，推动了区域和全球可持续发展相关生态系统科学知识的发现和应用。多尺度、多平台集成的生态系统观测研究网络有力地支撑了上述计划的实施，进而服务于管理决策，促进可持续发展目标的实现。本文阐述了国际生态系统相关研究计划和生态系统观测网络研究发展及其对中国生态系统观测研究网络的启示。全球生态系统相关研究计划的发展显示：面对复杂因素驱动的生态系统变化，生态系统研究需要发展多学科交叉、国际合作的研究平台，需要从单纯的生态系统过程机理的研究转向与全球可持续发展相结合。当前，国际生态系统观测研究网络的观测尺度从站点走向流域和区域，关注的对象从生态系统扩展到地表系统，逐渐将自然生态要素与社会经济相结合，深化了联网观测和联网研究；在观测手段上实现了地面观测和遥感多尺度观测的有机结合，日益注重数据共享和集成，促进了科学知识的产生。今后生态观测网络研究需要扩展观测和研究的时空尺度，深化和规范单要素联网观测和研究，有机结合地面观测和遥感观测，强化生物多样性相关监测与研究，发展耦合自然和社会经济的综合研究，拓展国内外合作研究，融入全球尺度的观测研究网络。
|
| [3] |
自然保护区旅游活动生态负效应研究: 以吉林长白山自然保护区为例 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1009-9107.2012.04.016 URL [本文引用: 1] 摘要
旅游生态负效应是指人类旅游活动对旅游地生态因子及其系统结构和功能所造成的不利影响。旅游活动对生态环境存在复杂的影响关系,不合理的旅游开发、游客行为以及经营管理活动极易对自然保护区生态环境造成诸多直接和潜在的负面影响。研究表明,旅游活动对长白山自然保护区生态环境造成了一定的消极影响,应该实施环境保护规划,转变旅游发展模式,强化社区参与,建立生态认证制度和环境价值补偿机制以实现长白山旅游与生态环境可持续发展。
On ecologically negative impacts of tourism activities in nature reserve: A case study of Jilin Changbai Mountain Nature Reserve [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1009-9107.2012.04.016 URL [本文引用: 1] 摘要
旅游生态负效应是指人类旅游活动对旅游地生态因子及其系统结构和功能所造成的不利影响。旅游活动对生态环境存在复杂的影响关系,不合理的旅游开发、游客行为以及经营管理活动极易对自然保护区生态环境造成诸多直接和潜在的负面影响。研究表明,旅游活动对长白山自然保护区生态环境造成了一定的消极影响,应该实施环境保护规划,转变旅游发展模式,强化社区参与,建立生态认证制度和环境价值补偿机制以实现长白山旅游与生态环境可持续发展。
|
| [4] |
长白山区植被生长季NDVI时空变化及其对气候因子敏感性 [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2012.03.003 Magsci [本文引用: 2] 摘要
本文利用长白山区SPOT/VGT NDVI 数据和气象数据，分析该区不同植被类型NDVI时空变化特征以及与气候因子的相关关系，并探讨了植被对气候变化响应的滞后性。结果表明：①2000-2009 年，长白山区植被NDVI 逐年变化总体呈增长趋势，增长区域的面积占全区面积的83.91%，在空间上主要集中在北坡和西坡，NDVI减少区域集中在南坡；②NDVI变化率随季节和植被类型变化而不同，NDVI增长主要集中在5 月和9 月，而7 月NDVI变化较小，甚至出现下降趋势；③植被NDVI与温度和降水存在着显著的正相关性（<i>p</i><0.01），且NDVI与温度的相关性高于与降水的相关性，且随海拔升高，NDVI与温度相关性增强；④NDVI对气温和降水变化的响应存在滞后期， 不同植被类型，滞后期存在差异。苔原NDVI对温度和降水响应的滞后期大约10 天，而针阔混交林和针叶林NDVI 对温度和降水响应的滞后期约为20 天。
Spatial-temporal variation of NDVI in the growing season and its sensitivity to climatic factors in Changbai Mountains [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2012.03.003 Magsci [本文引用: 2] 摘要
本文利用长白山区SPOT/VGT NDVI 数据和气象数据，分析该区不同植被类型NDVI时空变化特征以及与气候因子的相关关系，并探讨了植被对气候变化响应的滞后性。结果表明：①2000-2009 年，长白山区植被NDVI 逐年变化总体呈增长趋势，增长区域的面积占全区面积的83.91%，在空间上主要集中在北坡和西坡，NDVI减少区域集中在南坡；②NDVI变化率随季节和植被类型变化而不同，NDVI增长主要集中在5 月和9 月，而7 月NDVI变化较小，甚至出现下降趋势；③植被NDVI与温度和降水存在着显著的正相关性（<i>p</i><0.01），且NDVI与温度的相关性高于与降水的相关性，且随海拔升高，NDVI与温度相关性增强；④NDVI对气温和降水变化的响应存在滞后期， 不同植被类型，滞后期存在差异。苔原NDVI对温度和降水响应的滞后期大约10 天，而针阔混交林和针叶林NDVI 对温度和降水响应的滞后期约为20 天。
|
| [5] |
黄土高原沟壑区生态环境状况遥感动态监测: 以陕西省富县为例 [J].
<div style="line-height: 150%">基于主成分分析耦合植被指数、湿度指数、地表温度和裸土指数4个遥感评价指标,对黄土高原丘陵沟壑区陕西省富县1995—2014年的生态环境质量进行评价.结果表明: 基于主成分分析确定权重的遥感生态指数能客观定量揭示区域生态环境的变化;富县生态环境现状整体上属于良好级别,植被覆盖度较高,生物多样性较丰富;1995—2014年,富县生态环境总体上得到了较大改善,生态环境质量综合指数由3.17上升到3.53,牛武镇的生态环境质量整体状况最好,全县由西北方向到东南方向,生态环境质量改善的幅度逐渐递增,其中,交道镇和南道德乡变化最大;研究期间,生态环境质量等级下降地区的面积占全县总面积的16.7%,生态质量等级提高的面积占富县总面积的42.7%,生态环境等级提高的地区主要分布在县域中部的高塬和丘陵沟壑地、县东北部的土石低山区、西南的子午岭自然保护区.</div><div style="line-height: 150%"> </div>
Dynamic monitoring of ecological environment in loess hilly and gully region of Loess Plateau based on remote sensing: A case study on Fuxian County in Shaanxi Province, Northwest China [J].
<div style="line-height: 150%">基于主成分分析耦合植被指数、湿度指数、地表温度和裸土指数4个遥感评价指标,对黄土高原丘陵沟壑区陕西省富县1995—2014年的生态环境质量进行评价.结果表明: 基于主成分分析确定权重的遥感生态指数能客观定量揭示区域生态环境的变化;富县生态环境现状整体上属于良好级别,植被覆盖度较高,生物多样性较丰富;1995—2014年,富县生态环境总体上得到了较大改善,生态环境质量综合指数由3.17上升到3.53,牛武镇的生态环境质量整体状况最好,全县由西北方向到东南方向,生态环境质量改善的幅度逐渐递增,其中,交道镇和南道德乡变化最大;研究期间,生态环境质量等级下降地区的面积占全县总面积的16.7%,生态质量等级提高的面积占富县总面积的42.7%,生态环境等级提高的地区主要分布在县域中部的高塬和丘陵沟壑地、县东北部的土石低山区、西南的子午岭自然保护区.</div><div style="line-height: 150%"> </div>
|
| [6] |
天然林资源保护工程对长白山林区森林生态系统服务功能的影响 [J].https://doi.org/10.5846/stxb201304240799 Magsci [本文引用: 1] 摘要
森林生态系统具有多种服务功能,对生态安全、生物资源和生存环境的保护、实现社会经济可持续发展起着重要的作用。依据国家林业局发布的《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721-2008),对涵养水源功能、保育土壤功能、固碳释氧功能、积累营养物质功能、净化大气功能5个方面进行评价,量化揭示天然林资源保护工程实施对长白山林区森林生态系统服务功能物质量及其价值的影响。结果表明:从1998年开始试点,到2010年一期正式结束,森林生态系统各项服务功能的物质量和价值量均呈现增加趋势。在涵养水源功能方面,调节水量增加了657.28×10<sup>4</sup> m<sup>3</sup>,累计增加价值为113.45 亿元;在保育土壤功能方面,固土量增加了4.6×10<sup>4</sup> t,土壤中减少的氮流失0.02×10<sup>4</sup> t,减少的磷流失0.01×10<sup>4</sup> t,减少钾流失0.01×10<sup>4</sup> t,累计增加价值为2.92 亿元;在固碳释氧功能方面,固碳量增加了0.64×10<sup>4</sup> t,释氧量增加了0.36×10<sup>4</sup> t,累计增加价值为0.11 亿元;在积累营养物质功能方面,固氮量、固磷量、固钾量均增加0.01×10<sup>4</sup> t,累计增加价值0.3 亿元;在净化大气功能方面,吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物、滞尘量分别增加24.71×10<sup>4</sup> kg、0.64×10<sup>4</sup> kg、1.08×10<sup>4</sup> kg、1962.76×10<sup>4</sup> kg,累计增加价值5.09 亿元。森林生态系统服务功能价值总量增加了121.87 亿元,平均每年增加约10 亿元,超过工程每年各项投资之和。价值量增加额度依次为:1)涵养水源功能;2)固碳释氧功能;3)保育土壤功能;4)净化大气功能;5)积累营养物质功能。这些增加量只有一部分为工程区当地利用,其余都贡献到全国乃至全球。因此,及时制定和启动生态补偿等一系列政策和措施,将对更好的实施天然林资源保护工程、实现林区的可持续发展具有重要作用。
Evaluation on the influence of natural forest protection program on forest ecosystem service function in Changbai Mountain [J].https://doi.org/10.5846/stxb201304240799 Magsci [本文引用: 1] 摘要
森林生态系统具有多种服务功能,对生态安全、生物资源和生存环境的保护、实现社会经济可持续发展起着重要的作用。依据国家林业局发布的《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721-2008),对涵养水源功能、保育土壤功能、固碳释氧功能、积累营养物质功能、净化大气功能5个方面进行评价,量化揭示天然林资源保护工程实施对长白山林区森林生态系统服务功能物质量及其价值的影响。结果表明:从1998年开始试点,到2010年一期正式结束,森林生态系统各项服务功能的物质量和价值量均呈现增加趋势。在涵养水源功能方面,调节水量增加了657.28×10<sup>4</sup> m<sup>3</sup>,累计增加价值为113.45 亿元;在保育土壤功能方面,固土量增加了4.6×10<sup>4</sup> t,土壤中减少的氮流失0.02×10<sup>4</sup> t,减少的磷流失0.01×10<sup>4</sup> t,减少钾流失0.01×10<sup>4</sup> t,累计增加价值为2.92 亿元;在固碳释氧功能方面,固碳量增加了0.64×10<sup>4</sup> t,释氧量增加了0.36×10<sup>4</sup> t,累计增加价值为0.11 亿元;在积累营养物质功能方面,固氮量、固磷量、固钾量均增加0.01×10<sup>4</sup> t,累计增加价值0.3 亿元;在净化大气功能方面,吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物、滞尘量分别增加24.71×10<sup>4</sup> kg、0.64×10<sup>4</sup> kg、1.08×10<sup>4</sup> kg、1962.76×10<sup>4</sup> kg,累计增加价值5.09 亿元。森林生态系统服务功能价值总量增加了121.87 亿元,平均每年增加约10 亿元,超过工程每年各项投资之和。价值量增加额度依次为:1)涵养水源功能;2)固碳释氧功能;3)保育土壤功能;4)净化大气功能;5)积累营养物质功能。这些增加量只有一部分为工程区当地利用,其余都贡献到全国乃至全球。因此,及时制定和启动生态补偿等一系列政策和措施,将对更好的实施天然林资源保护工程、实现林区的可持续发展具有重要作用。
|
| [7] |
延边林区天保工程实施效果评价体系的构建与实证研究 [D].Study on demonstration and construction of NFPP effect evaluation system in Yanbian forest region [D]. |
| [8] |
基于多源遥感数据的长白山地区植被动态变化研究 [D].
Study on the dynamic Change of vegetation in the Changbai Mountain area based on multi-source remote sensing data [D].
|
| [9] |
地表比辐射率遥感反演方法研究 [D].Researching of remote sensing inversion method on land surface emissivity [D]. |
| [10] |
长白山的台风灾区范围及植被恢复动态: 基于遥感技术的研究 [J].Range of typhoon-stricken area and trend of vegetation restoration in Changbai Mountain: RS-based research [J]. |
| [11] |
长白山自然保护区风灾区植被恢复评价 [J].Magsci 摘要
<p>风灾区的植被恢复对长白山森林生态系统稳定发展、生物多样性保护具有十分重要的意义，一直是长白山自然保护区内研究的重要问题。本研究在野外调查风灾区目前植被恢复情况的基础上，以空间明晰的方式确定森林生态系统的稳定性，根据不同的稳定性等级采用不同的恢复措施，最后应用森林景观模型评价恢复措施在短期和长期的植被恢复效果。结果表明：人工造林可以有效地改善植被恢复，长期效果尤为明显；因此，控制生态系统中不稳定的因素，降低不稳定因素的扩散能力，使不稳定生态系统、亚不稳定生态系统逐步向稳定生态系统转变，需要以人工造林为主，自然恢复为辅，创造良好的条件，促进一个群落发展成为由当地物种组成的完整生态系统，以实现当地的天然植被覆盖为最终目标。</p>
Evaluation of vegetation restoration in wind disaster area in Changbai Mountains Nature Reverse, Northeast China [J].Magsci 摘要
<p>风灾区的植被恢复对长白山森林生态系统稳定发展、生物多样性保护具有十分重要的意义，一直是长白山自然保护区内研究的重要问题。本研究在野外调查风灾区目前植被恢复情况的基础上，以空间明晰的方式确定森林生态系统的稳定性，根据不同的稳定性等级采用不同的恢复措施，最后应用森林景观模型评价恢复措施在短期和长期的植被恢复效果。结果表明：人工造林可以有效地改善植被恢复，长期效果尤为明显；因此，控制生态系统中不稳定的因素，降低不稳定因素的扩散能力，使不稳定生态系统、亚不稳定生态系统逐步向稳定生态系统转变，需要以人工造林为主，自然恢复为辅，创造良好的条件，促进一个群落发展成为由当地物种组成的完整生态系统，以实现当地的天然植被覆盖为最终目标。</p>
|
| [12] |
基于遥感的区域植被生态环境质量综合评价研究 [D].
The study of regional vegetation ecological environment quality integrative evaluation based-on remote sensing [D].
|
| [13] |
基于GF-1与Landsat-8影像的土地覆盖分类比较 [J].Comparison between GF-1 and Landsat-8 images in land cover classification [J]. |
| [14] |
利用Landsat TM6反演地表温度所需地表辐射率参数的估计方法 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-6647.2004.z1.022 URL [本文引用: 2] 摘要
地表温度是地球资源环境动态分析的重要指标.从热红外遥感数据中 反演地表温度通常需要地表比辐射率为已知.因此,地表比辐射率的估计是地表温度遥感反演的关键.陆地卫星Landsat TM有一个热波段(TM6),可以用来反演地表温度.目前共有3种算法可以用来从TM6波段数据中反演地表温度:大气校正法、单窗算法和单通道算法.这3 种算法都需要TM6波段范围内的地表发射率来作为地表温度反演的参数.首先简介这3种反演算法,然后重点探讨TM6的地表发射率估计方法.TM6的星下空 间分辨率为120 m.在这一尺度上,大多数情况下天然地表的构成可以看成是由水面、植被和裸土三种基本类型构成.城镇像元也可看成是由建筑表面和绿化植物构成.根据这几种 地表类型的地表发射率相对较稳定的特性,提出了用TM数据的可见光波段来进行TM6像元的地表发射率的估计.TM3和TM4波段可以用来确定植被叶冠在像 元尺度上的覆盖度.通过这一覆盖度,就可以构建混合像元的地表热辐射构成方程,以便进行地表发射率的简单估计,从而为TM6热波段数据在农业和资源环境监 测中的广泛应用,提供技术支撑.最后,用这一方法来进行华北平原山东省陵县地区的地表发射率估计和地表温度反演.分析表明,这一方法能获得较合理的地表温 度反演结果.
Estimation method of land surface emissivity for retrieving land surface temperature from Landsat TM6 data [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-6647.2004.z1.022 URL [本文引用: 2] 摘要
地表温度是地球资源环境动态分析的重要指标.从热红外遥感数据中 反演地表温度通常需要地表比辐射率为已知.因此,地表比辐射率的估计是地表温度遥感反演的关键.陆地卫星Landsat TM有一个热波段(TM6),可以用来反演地表温度.目前共有3种算法可以用来从TM6波段数据中反演地表温度:大气校正法、单窗算法和单通道算法.这3 种算法都需要TM6波段范围内的地表发射率来作为地表温度反演的参数.首先简介这3种反演算法,然后重点探讨TM6的地表发射率估计方法.TM6的星下空 间分辨率为120 m.在这一尺度上,大多数情况下天然地表的构成可以看成是由水面、植被和裸土三种基本类型构成.城镇像元也可看成是由建筑表面和绿化植物构成.根据这几种 地表类型的地表发射率相对较稳定的特性,提出了用TM数据的可见光波段来进行TM6像元的地表发射率的估计.TM3和TM4波段可以用来确定植被叶冠在像 元尺度上的覆盖度.通过这一覆盖度,就可以构建混合像元的地表热辐射构成方程,以便进行地表发射率的简单估计,从而为TM6热波段数据在农业和资源环境监 测中的广泛应用,提供技术支撑.最后,用这一方法来进行华北平原山东省陵县地区的地表发射率估计和地表温度反演.分析表明,这一方法能获得较合理的地表温 度反演结果.
|
| [15] |
中国生态恢复效果评价研究综述 [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2009.04.020 Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>随着全球环境的日益恶化，生态恢复的理论与实践的研究在世界范围内逐渐开展起来。中国是世界上生态系统退化最为严重的国家之一，也是较早开展生态恢复研究和实践的国家之一。自20世纪50年代以来，中国已经批准和实施了一大批生态恢复工程。对生态恢复工程的实施效果进行科学准确的评价，不仅是生态恢复工程的重要组成内容，更是进一步调整和优化生态恢复方案的重要手段。本文在回顾中国生态恢复效果评价研究的基础上，归纳了中国生态恢复效果评价的主要内容、评价思路及相应的方法与技术，指出现有研究中存在的问题，并对今后中国生态恢复效果评价研究进行了展望，提出了今后该领域的研究重点。</p>
Evaluation of ecological restoration effects in China: A review [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2009.04.020 Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>随着全球环境的日益恶化，生态恢复的理论与实践的研究在世界范围内逐渐开展起来。中国是世界上生态系统退化最为严重的国家之一，也是较早开展生态恢复研究和实践的国家之一。自20世纪50年代以来，中国已经批准和实施了一大批生态恢复工程。对生态恢复工程的实施效果进行科学准确的评价，不仅是生态恢复工程的重要组成内容，更是进一步调整和优化生态恢复方案的重要手段。本文在回顾中国生态恢复效果评价研究的基础上，归纳了中国生态恢复效果评价的主要内容、评价思路及相应的方法与技术，指出现有研究中存在的问题，并对今后中国生态恢复效果评价研究进行了展望，提出了今后该领域的研究重点。</p>
|
| [16] |
a. 城市遥感生态指数的创建及其应用 [J].https://doi.org/10.5846/stxb201208301223 Magsci [本文引用: 4] 摘要
城市生态与人类生活息息相关，快速、准确、客观地了解城市生态状况已成为生态领域的一个研究重点。基于遥感技术，提出一个完全基于遥感技术，以自然因子为主的遥感生态指数（RSEI）来对城市的生态状况进行快速监测与评价。该指数利用主成分分析技术集成了植被指数、湿度分量、地表温度和建筑指数等4个评价指标，它们分别代表了绿度、湿度、热度和干度等4大生态要素。通过在福州主城区的应用表明，RSEI指数可以定量地评价和对比城市的生态质量，方便地进行时空动态变化分析。由于所选的指标完全基于遥感信息，容易获得，且计算过程无需人工干预，因此结果客观可靠、可比性强。
a. A remote sensing urban ecological index and its application [J].https://doi.org/10.5846/stxb201208301223 Magsci [本文引用: 4] 摘要
城市生态与人类生活息息相关，快速、准确、客观地了解城市生态状况已成为生态领域的一个研究重点。基于遥感技术，提出一个完全基于遥感技术，以自然因子为主的遥感生态指数（RSEI）来对城市的生态状况进行快速监测与评价。该指数利用主成分分析技术集成了植被指数、湿度分量、地表温度和建筑指数等4个评价指标，它们分别代表了绿度、湿度、热度和干度等4大生态要素。通过在福州主城区的应用表明，RSEI指数可以定量地评价和对比城市的生态质量，方便地进行时空动态变化分析。由于所选的指标完全基于遥感信息，容易获得，且计算过程无需人工干预，因此结果客观可靠、可比性强。
|
| [17] |
b. 区域生态环境变化的遥感评价指数 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-6923.2013.05.019 URL Magsci [本文引用: 4] 摘要
基于遥感信息技术提出一个新型的遥感生态指数(RSEI),以快速监测与评价区域生态质量.该指数耦合了植被指数、湿度分量、地表温度和土壤指数等4个评价指标,分别代表了绿度、湿度、热度和干度等4大生态要素.与常用的多指标加权集成法不同的是,本研究提出用主成分变换来集成各个指标,各指标对RSEI的影响是根据其数据本身的性质来决定,而不是由人为的加权来决定.因此,指标的集成更为客观合理.将RSEI应用于福建长汀水土流失区,并与国家环境保护部《生态环境状况评价技术规范》中的生态指数EI的计算结果相比较,发现二者的结果具有可比性.不同的是,RSEI不仅可以作为一个量化指标,而且还可以对区域生态环境变化进行可视化、时空分析、建模和预测.因此,可弥补EI指数在这些方面的不足.
b. A remote sensing index for assessment of regional ecological changes [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-6923.2013.05.019 URL Magsci [本文引用: 4] 摘要
基于遥感信息技术提出一个新型的遥感生态指数(RSEI),以快速监测与评价区域生态质量.该指数耦合了植被指数、湿度分量、地表温度和土壤指数等4个评价指标,分别代表了绿度、湿度、热度和干度等4大生态要素.与常用的多指标加权集成法不同的是,本研究提出用主成分变换来集成各个指标,各指标对RSEI的影响是根据其数据本身的性质来决定,而不是由人为的加权来决定.因此,指标的集成更为客观合理.将RSEI应用于福建长汀水土流失区,并与国家环境保护部《生态环境状况评价技术规范》中的生态指数EI的计算结果相比较,发现二者的结果具有可比性.不同的是,RSEI不仅可以作为一个量化指标,而且还可以对区域生态环境变化进行可视化、时空分析、建模和预测.因此,可弥补EI指数在这些方面的不足.
|
| [18] |
长白山西坡苔原带退化土地的生态管理 [D].Ecological management of degraded land in the tundra of Changbai Mountain western slope [D]. |
| [19] |
生态环境状况指数模型在全国生态环境质量评价中的应用 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3177.2012.03.016 URL [本文引用: 1] 摘要
生态环境质量与人类的生存质量密切相关,生态环境质量评价为生态环境质量的治理、改善提供重要参考。本文以全国土地利用遥感监测数据及MODIS的NDVI数据为基础,根据国家环保总局发布的生态环境评价规范,通过GIS空间分析功能提取生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数和环境质量指数等5个指标,利用综合指数法计算全国范围的生态环境质量指数,对2005年全国范围进行生态环境评价,将全国生态环境质量分为5级。结果表明,2005年全国生态状况整体一般,西部较差,东部较好,有呈阶梯分布的趋势。
The application of ecological environment index model on the national evaluation of ecological environment quality [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3177.2012.03.016 URL [本文引用: 1] 摘要
生态环境质量与人类的生存质量密切相关,生态环境质量评价为生态环境质量的治理、改善提供重要参考。本文以全国土地利用遥感监测数据及MODIS的NDVI数据为基础,根据国家环保总局发布的生态环境评价规范,通过GIS空间分析功能提取生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数和环境质量指数等5个指标,利用综合指数法计算全国范围的生态环境质量指数,对2005年全国范围进行生态环境评价,将全国生态环境质量分为5级。结果表明,2005年全国生态状况整体一般,西部较差,东部较好,有呈阶梯分布的趋势。
|
| [20] |
长白山国家级自然保护区植被时空变化及其驱动因子 [J].https://doi.org/10.5846/stxb201410192053 Magsci [本文引用: 3] 摘要
基于MODIS NDVI数据,采用一元线性回归趋势分析和相关系数检验法对长白山国家级保护区2000-2010年间植被时空变化及其驱动因子进行研究。结果表明:10年来,长白山国家级自然保护区中88.95%的植被保持稳定,9.71%的植被显著改善,1.34%的植被显著退化,植被的总体保护效果较好。从植被变化的驱动因子来看,气温对植被的影响略强于降雨,气温和降雨与植被变化的关系总体上都呈负相关,但显著相关的面积均不足8%,10年间气温和降雨对自然保护区内植被的影响总体有限。自然保护区内不同地形上的植被变化存在一定空间差异,海拔1800 m以上,坡度26°-35°范围内的岳桦林和苔原植被出现较明显退化。自然保护区内规模日益扩大的旅游活动以及不合理的开发建设与部分植被的退化有一定关系。尽管自然保护区内植被显著退化的面积仅占1.34%,但必须引起管理部门的高度重视。据此,提出三点建议以更有效地保护现有植被和恢复已退化植被,为长白山国家级自然保护区的科学管理提供参考。
Spatio-temporal variation of vegetation and analysis of its driving factors in Changbai Mountain National Nature Reserve [J].https://doi.org/10.5846/stxb201410192053 Magsci [本文引用: 3] 摘要
基于MODIS NDVI数据,采用一元线性回归趋势分析和相关系数检验法对长白山国家级保护区2000-2010年间植被时空变化及其驱动因子进行研究。结果表明:10年来,长白山国家级自然保护区中88.95%的植被保持稳定,9.71%的植被显著改善,1.34%的植被显著退化,植被的总体保护效果较好。从植被变化的驱动因子来看,气温对植被的影响略强于降雨,气温和降雨与植被变化的关系总体上都呈负相关,但显著相关的面积均不足8%,10年间气温和降雨对自然保护区内植被的影响总体有限。自然保护区内不同地形上的植被变化存在一定空间差异,海拔1800 m以上,坡度26°-35°范围内的岳桦林和苔原植被出现较明显退化。自然保护区内规模日益扩大的旅游活动以及不合理的开发建设与部分植被的退化有一定关系。尽管自然保护区内植被显著退化的面积仅占1.34%,但必须引起管理部门的高度重视。据此,提出三点建议以更有效地保护现有植被和恢复已退化植被,为长白山国家级自然保护区的科学管理提供参考。
|
| [21] |
长白山自然保护区风灾干扰区生态系统的恢复与重建 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-5382.2004.04.014 URL [本文引用: 2] 摘要
为了恢复长白山自然保护区受台风严重破坏的森林生态系统 ,利用样方对比法对风灾干扰区进行了调查与分析 ,根据调查结果和风灾迹地类型 ,依据植被垂直分布规律人工引进先锋树种 ,并按不同的密度进行单株造林或簇株造林 ,为保证其成活率 ,对苗木还采用生根粉处理、地膜覆盖、施肥、大穴整地、高强度抚育等措施。恢复与重建试验表明 :风灾迹地的植被结构由草本植物群落转变为木本植物群落 ;生物多样性指数提高 0 .5以上 ,土壤物理性质有所改善 :草根盘结度下降、土壤持水量和土壤孔隙度有所提高。长白山自然保护区风灾干扰区森林生态系统恢复和重建的难易程度由难到易排序如下 :高海拔 (14 5 0m以上 )生草密集
Restoration and rebuilding of the wind disturbed ecosystems at the wind disaster region in the National Nature Reserve of Changbai Mountain [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-5382.2004.04.014 URL [本文引用: 2] 摘要
为了恢复长白山自然保护区受台风严重破坏的森林生态系统 ,利用样方对比法对风灾干扰区进行了调查与分析 ,根据调查结果和风灾迹地类型 ,依据植被垂直分布规律人工引进先锋树种 ,并按不同的密度进行单株造林或簇株造林 ,为保证其成活率 ,对苗木还采用生根粉处理、地膜覆盖、施肥、大穴整地、高强度抚育等措施。恢复与重建试验表明 :风灾迹地的植被结构由草本植物群落转变为木本植物群落 ;生物多样性指数提高 0 .5以上 ,土壤物理性质有所改善 :草根盘结度下降、土壤持水量和土壤孔隙度有所提高。长白山自然保护区风灾干扰区森林生态系统恢复和重建的难易程度由难到易排序如下 :高海拔 (14 5 0m以上 )生草密集
|
| [22] |
基于TM数据的生态环境指数提取及变化分析 [D].Eco-environment index extraction and change analysis based on the TM data [D]. |
| [23] |
四川省若尔盖县生态环境质量评价 [J].https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2014.00314 Magsci 摘要
本文以2007、2009和2012年的5月和9月共6个时期的遥感影像，基于栅格数据和综合评价模型，对若尔盖县的生态环境质量状况进行了评价。首先，从影响生态环境质量的因子出发，选取归一化植被指数（NDVI）、地表温度、坡度、坡向、土地利用、湿度指数6项生态因子作为评价指标；然后，利用主成分分析法确定各评价指标的权重，根据综合指数评价模型计算出研究区的生态环境质量指数，同时，依据计算结果的大小把研究区的生态环境质量划分为优、良、中、差4个等级；最后，对若尔盖县的生态环境状况的空间分布规律进行分析。结果表明，2007-2012年若尔盖县生态环境质量良好，不同时相的生态环境综合指数的均值均在60左右，同时该区域的生态环境质量有变好的趋势；不同季节的评价结果稍有差异，但是同一季节不同年的变化趋势是一致的；不同等级的区域相间分布，较差区域主要集中在植被覆盖较差的区域，西北部居多，中部零星分布。
Eco-environmental quality assessment of Ruoergai County in Sichuan Province based on multi-sources remote sensing data [J].https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2014.00314 Magsci 摘要
本文以2007、2009和2012年的5月和9月共6个时期的遥感影像，基于栅格数据和综合评价模型，对若尔盖县的生态环境质量状况进行了评价。首先，从影响生态环境质量的因子出发，选取归一化植被指数（NDVI）、地表温度、坡度、坡向、土地利用、湿度指数6项生态因子作为评价指标；然后，利用主成分分析法确定各评价指标的权重，根据综合指数评价模型计算出研究区的生态环境质量指数，同时，依据计算结果的大小把研究区的生态环境质量划分为优、良、中、差4个等级；最后，对若尔盖县的生态环境状况的空间分布规律进行分析。结果表明，2007-2012年若尔盖县生态环境质量良好，不同时相的生态环境综合指数的均值均在60左右，同时该区域的生态环境质量有变好的趋势；不同季节的评价结果稍有差异，但是同一季节不同年的变化趋势是一致的；不同等级的区域相间分布，较差区域主要集中在植被覆盖较差的区域，西北部居多，中部零星分布。
|
| [24] |
Derivation of a tasselled cap transformation based on Landsat8 at-satellite reflectance [J].https://doi.org/10.1080/2150704X.2014.915434 Magsci [本文引用: 1] 摘要
The tasselled cap transformation (TCT) is a useful tool for compressing spectral data into a few bands associated with physical scene characteristics with minimal information loss. TCT was originally evolved from the Landsat multi-spectral scanner (MSS) launched in 1972 and is widely adapted to modern sensors. In this study, we derived the TCT coefficients for the newly launched (2013) operational land imager (OLI) sensor on-board Landsat 8 for at-satellite reflectance. A newly developed standardized mechanism was used to transform the principal component analysis (PCA)-based rotated axes through Procrustes rotation (PR) conformation according to the Landsat thematic mapper (TM)-based tasselled cap space. Firstly, OLI data were transformed into TM TCT space directly and considered as a dummy target. Then, PCA was applied on the original scene. Finally, PR was applied to get the transformation results in the best conformation to the target image. New coefficients were analysed in detail to confirm Landsat 8-based TCT as a continuity of the original tasselled cap idea. Results show that newly derived set of coefficients for Landsat OLI is in continuation of its predecessors and hence provide data continuity through TCT since 1972 for remote sensing of surface features such as vegetation, albedo and water. The newly derived TCT for OLI will also be very useful for studying biomass estimation and primary production for future studies.
|
| [25] |
A TM tasseled cap equivalent transformation for reflectance factor data [J].https://doi.org/10.1016/0034-4257(85)90102-6 URL [本文引用: 1] 摘要
A transformation of TM waveband reflectance factor data is presented which produces features analogous to TM Tasseled Cap brightness, greenness, and wetness. The approach to adjusting the transformation matrix to other types of reflectance factor data (different instrument or band response) is described in general terms.
|
| [26] |
Editorial: Ecological applications of remote sensing and GIS [J].https://doi.org/10.1016/j.ecoinf.2007.06.001 Magsci [本文引用: 1] |
| [27] |
Evaluating land surface moisture conditions from the remotely sensed temperature/vegetation index measurements: An exploration with the simplified simple biosphere model [J].https://doi.org/10.1016/S0034-4257(01)00275-9 URL [本文引用: 1] 摘要
Land soil moisture conditions play a critical role in evaluating terrestrial environmental conditions related to ecological, hydrological, and atmospheric processes. Extensive efforts to exploit the potential of remotely sensed observations to help quantify this complex variable are still underway. Among the various methods, several investigators have explored a combination of surface temperatures and spectral vegetation index (SVI) measurements, the TVX method, as a means to account for the variable influence of vegetation cover in soil moisture assessment. Although considerable empirical evidence has been presented exploring the potential of TVX methods to assess regional moisture conditions, less attention has been given to assessing the underlying biophysics of the observed TVX patterns. In this study, the Simplified Simple Biosphere (SSiB) model is exploited to examine the factors that lead to the observed TVX relation. For a range of typical, midlatitude, growing season conditions, the SSiB model produces the expected TVX relationship, surface temperature decreases with increasing SVI values. The most critical factors that cause the TVX relation to vary include near-surface soil moisture (2 cm), incident radiation (IR), and, to a lesser degree, wind speed. Whereas many empirical studies have suggested that the slope of the TVX relation may provide an important diagnostic of soil moisture conditions, in this analysis, the impact of plant stomatal function is shown to confuse this interpretation of the TVX slope. However, other aspects of the TVX metrics, specifically bare soil temperature and canopy temperature, do provide diagnostic near-surface soil moisture information. Growing season variations in TVX metrics were examined for the conditions recorded at the Hydrological and Atmospheric Pilot Experiment-Modelisation du Bilan Hydrique (HAPEX-Mobilhy) study site. The results from this analysis indicate that soil and canopy temperatures vary as a function of soil moisture conditions and, to a lesser degree, as a result of varying solar insolation and wind speed. The results also show that the TVX metrics are able to provide daily soil moisture variation up to 2 cm of soil depth and seasonal trend up to 10 cm. Using the satellite-derived surface temperatures and a SSiB-derived retrieval equation, the retrieved soil moistures at the HAPEX-Mobilhy site generally closely approximate the conditions recorded on the ground.
|
| [28] |
Combining an ecological model with remote sensing and GIS techniques to monitor soil water content of croplands with a monsoon climate [J].https://doi.org/10.1016/j.agwat.2009.12.007 URL [本文引用: 1] 摘要
Soil water is an important factor affecting photosynthesis, transpiration, growth, and yield of crops. Accurate information on soil water content (SWC) is crucial for practical agricultural water management at various scales. In this study, remotely sensed parameters (leaf area index, land cover type, and albedo) and spatial data manipulated using the geographic information system (GIS) technique were assimilated into the boreal ecosystem productivity simulator (BEPS) model to monitor SWC dynamics of croplands in Jiangsu Province, China. The monsoon climate here is characterized by large interannual and seasonal variability of rainfall causing periods of high and low SWC. Model validation was conducted by comparing simulated SWC with measurements by a gravimetric method in the years 2005 and 2006 at nine agro-meteorological stations. The model-to-measurement R 2 values ranged from 0.40 to 0.82. Nash-Sutcliffe efficiency values were in the range from 0.10 to 0.80. Root mean square error (RMSE) values ranged from 0.028 to 0.05602m 3 02m 613 . Simulated evapotranspiration (ET) was consistent with ET estimated from pan evaporation measurements. The BEPS model successfully tracked the dynamics and extent of the serious soil water deficit that occurred during September–November 2006. These results demonstrate the applicability of combining process-based models with remote sensing and GIS techniques in monitoring SWC of croplands and improving agricultural water management at regional scales in a monsoon climate.
|
| [29] |
Ecological risk assessment of wetland ecosystems using multi criteria decision making and geographic information system [J].https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2014.01.038 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
Nowadays, wetlands are at risk from a wide range of stress factors. Practical application of wetland ecological risk assessment will result in a better understanding of how physical, chemical, and biological stressors impinge on wetlands and will provide a framework for prudent wetland management. An important aspect of wetland management is to identify ecological risks affecting the area and to develop a wetland-zoning map based on those risks. This study uses a process of ecological risk assessment (ERA) to identify stress factors and responses within the framework of an ecosystem-based approach. All potential environmental factors, physical, chemical and biological need to be examined in context. This study aims to present a systematic methodology for risk assessment and zoning of wetland ecosystems. Initially, the most important risks threatening wetlands are identified in an ecosystem-based approach. Endpoint assessments are defined according to values and functions of the wetland and the ecological risks associated with these endpoints are identified. In the characteristics step, risks are analyzed according to severity, probability and a range of consequences. A Multi Criteria Decision Making (MCDM) method is used to prioritize these risks on the basis of experts' opinions. Geographic Information System (GIS) is used to develop a zoning map with a combination of risk layers according to importance. Finally, management strategies are proposed to deal with the risks. The proposed methodology was applied to Shadegan International Wetland, located in southwestern Iran. This wetland is in the Montero list and is currently threatened by various risks. According to the results, high-ranking potential risks and areas with different levels of risk and management strategies were proposed for this wetland. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.
|
| [30] |
NASA. 2016. Landsat8(L8) data users handbook [EB/OL]. |
| [31] |
Tropical forest cover density mapping [J]. |
| [32] |
Land surface temperature retrieval from Landsat TM5 [J].https://doi.org/10.1016/j.rse.2004.02.003 Magsci [本文引用: 1] 摘要
<h2 class="secHeading" id="section_abstract">Abstract</h2><p id="">In this paper, three methods to retrieve the land surface temperature (LST) from thermal infrared data supplied by band 6 of the Thematic Mapper (TM) sensor onboard the Landsat 5 satellite are compared. The first of them lies on the estimation of the land surface temperature from the radiative transfer equation using in situ radiosounding data. The others two are the mono-window algorithm developed by Qin et al. [International Journal of Remote Sensing 22 (2001) 3719] and the single-channel algorithm developed by Jiménez-Muñoz and Sobrino [Journal of Geophysical Research 108 (2003)]. The land surface emissivity (LSE) values needed in order to apply these methods have been estimated from a methodology that uses the visible and near infrared bands. Finally, we present a comparison between the LST measured in situ and the retrieved by the algorithms over an agricultural region of Spain (La Plana de Requena-Utiel). The results show a root mean square deviation (rmsd) of 0.009 for emissivity and lower than 1 K for land surface temperature when the Jiménez-Muñoz algorithm is used.</p>
|
| [33] |
On the relationship between thermal emissivity and the normalized difference vegetation index for natural surfaces [J].https://doi.org/10.1080/01431169308904400 URL [本文引用: 1] 摘要
ABSTRACT Despite the universal mantra that “the customer is king,” the role of the customer has so far seemed to have been confined to a passive recipient of products. Recently, however, this traditional perception has been challenged. On the one hand, users are increasingly appreciated as reflexive actors who are actively involved in the evaluation, modif ication, and configuration of products. On the other hand, beyond the established repertoire to access external knowledge through interorganizational networks, firms increasingly attempt to harness user knowledge. These two concurrent shifts do not result in a smooth convergence. Rather, they open up a highly contested terrain in which habitual distinctions between the producer and user are blurred. In this article, we map the evolving terrain of user-producer interaction in innovation processes. Specifically, we contrast more traditional approaches to incorporate customer knowledge with an emerging class of innovative user-producer relationships, provisionally dubbed “co-development.” We then propose a typology of different modes of codevelopment that is organized along two dimensions: the degree of user involvement and the prevailing locus of knowledge production. This typology seeks to capture the heterogeneity of co-development approaches and to provide a conceptual template for further empirical research on user involvement in innovation.
|
| [34] |
A new index for delineating built-up land features in satellite imagery [J].https://doi.org/10.1080/01431160802039957 URL [本文引用: 1] 摘要
A new index derived from existing indices - an index-based built-up index (IBI) - is proposed for the rapid extraction of built-up land features in satellite imagery. The IBI is distinguished from conventional indices by its first-time use of thematic index-derived bands to construct an index rather than by using original image bands. The three thematic indices used in constructing the IBI are the soil adjusted vegetation index (SAVI), the modified normalized difference water index (MNDWI) and the normalized difference built-up index (NDBI). Respectively, these represent the three major urban components of vegetation, water and built-up land. The new index has been verified using the Landsat ETM+ image of Fuzhou City in southeastern China. The result shows that the IBI can significantly enhance the built-up land feature while effectively suppressing background noise. A statistical analysis indicates that the IBI possesses a positive correlation with land surface temperature, but negative correlations with the NDVI and the MNDWI.
|
| [35] |
Analysis of impervious surface and its impact on urban heat environment using the Normalized Difference Impervious Surface Index (NDISI) [J].https://doi.org/10.14358/PERS.76.5.557 URL [本文引用: 1] 摘要
The fast urban expansion has led to replacement of natural vegetation-dominated land surfaces by various impervious materials. This has a significant impact on the environment due to modification of heat energy balance. Timely understanding of spatiotemporal information of impervious surface has become more urgent as conventional methods for estimating impervious surface are very limited. In response to this need, this paper proposes a new index, normalized difference impervious surface index (NDISI), for estimating impervious surface. The application of the index to the Landsat ETM+ image of Fuzhou City and the ASTER image of Xiamen City in China has shown that the new index can efficiently enhance and extract impervious surfaces from satellite imagery, and the normalized NDISI can represent the real percentage of impervious surface. The index was further used as an indicator to investigate the impact of impervious surface on urban heat environment by examination of its quantitative relationship with land surface temperature (
|
| [36] |
Land surface temperature retrieval from Landsat8 TIRS: Comparison between radiative transfer equation-based method, split window algorithm and single channel method [J].https://doi.org/10.3390/rs6109829 URL [本文引用: 1] 摘要
Accurate inversion of land surface geo/biophysical variables from remote sensing data for earth observation applications is an essential and challenging topic for the global change research. Land surface temperature (LST) is one of the key parameters in the physics of earth surface processes from local to global scales. The importance of LST is being increasingly recognized and there is a strong interest in developing methodologies to measure LST from the space. Landsat 8 Thermal Infrared Sensor (TIRS) is the newest thermal infrared sensor for the Landsat project, providing two adjacent thermal bands, which has a great benefit for the LST inversion. In this paper, we compared three different approaches for LST inversion from TIRS, including the radiative transfer equation-based method, the split-window algorithm and the single channel method. Four selected energy balance monitoring sites from the Surface Radiation Budget Network (SURFRAD) were used for validation, combining with the MODIS 8 day emissivity product. For the investigated sites and scenes, results show that the LST inverted from the radiative transfer equation-based method using band 10 has the highest accuracy with RMSE lower than 1 K, while the SW algorithm has moderate accuracy and the SC method has the lowest accuracy.
|
/
| 〈 |
|
〉 |
