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热带生态遥感

发布时间: 2020-12-03 07:27:56

① 甘肃用卫星遥感摸底黄河流域生态现状是怎样的

甘肃地处黄河上游,是黄河流域重要的水源涵养区和补给区,60%以上的水来自于兰州以上的河段。黄河在甘肃“两进两出”流经900多公里,生态环境状况关乎流域1800多万人的生产生活。由于历史、气候等因素,黄河上游水源涵养区域生态环境比较脆弱。锅炉水垢除垢剂找哪家?
甘肃省生态环境厅厅长肖铮说,目前制定出台了《甘肃省黄河流域生态环境及污染现状调查实施方案》和4个配套方案,启动黄河流域甘肃段污染防治调查评估等,已完成部分河段无人机飞行排查工作。 锅炉水垢除垢剂找哪家?
甘肃省生态环境科学设计研究院院长胡晓明表示,通过此次历时半年左右的调查,将全面摸清甘肃省黄河流域生态环境及污染现状底数,精准识别流域内突出的生态环境问题。最终,形成流域生态环境现状“一张图”,为黄河流域生态保护提供全面系统的基础资料,为下一步精准治理和保护黄河提供支撑。 锅炉水垢除垢剂找哪家?
胡晓明说,此次调查在摸清入河排污口的基础上进行溯源,查清污水的来源,理清排污责任。对于多源合一的排污口,采取技术手段,综合运用监测结果,找出排放源头。做到“每口必查,有水必测”,了解入河排污口污染排放状况,分析掌握污染物入河情况,污染物浓度及排放量。(李禾)
本文来自:人民网

② 马上要读研了,选导师阶段,一头雾水,想了解,遥感哪个小方向更有潜力水色遥感、大气遥感、生态遥感

其实这三个相差不大,生态的包含的较多,水色和大气各有侧重点,但对计算机软件的应用都很复杂

③ 应用遥感方法分析北部湾红树林的分布

李学杰 万荣胜

(广州海洋地质调查局 广州 510760)

第一作者简介:李学杰,博士,教授级高工,长期从事海洋地质工作,E-mil:xuejieli@yeah.net

摘要 红树林是生长于热带、亚热带潮间带特有的植物群落,不仅对海岸带起到极为重要的保护作用,也是生物多样性最丰富的生态系统之一,因而受到广泛的关注。本文采用遥感方法,并结合野外路线调查验证,对北部湾地区红树林分布进行分析。结果来看,(1)北部湾沿岸红树林丰富,从西部北仑河口至东部安铺港沿岸均有分布,研究区红树林分布总面积7172 hm2,其中位于我国境内为6331 hm2,长势良好。(2)对北部湾沿岸分10区进行统计分析,面积超过700 hm2的有五区:北仑河口区、珍珠港区、茅尾海-钦州港区、铁山港区和丹兜海-英罗港区,分布面积最小的是北海银滩-白龙港区,面积只有217 hm2。(3)从分布密度和成片性来看,分布最好的丹兜海-英罗港区、珍珠港区和北仑河口区,其分布成片性好,密度大,长势较好。

关键词 遥感 红树林 滨海湿地 北部湾

1 概 述

红树林是生长在热带、亚热带低能海岸潮间带、受周期性潮水淹没的常绿灌木、乔木组成的木本植物群落[1]。红树林主要生长在港湾、河口、潮汐水道等地区的泥质滩涂上,其环境介于陆地与海洋之间,是地球生物多样性最丰富、生产力最高、最具价值的生态系统之一,在全球生态平衡中起着不可替代的重要作用[2-4]。同时红树林可以缓解波浪、潮汐对海岸的冲刷,对海岸带起到很好的保护作用[5],因此滨海红树林受到普遍的关注。

我国红树林主要分布在海南、广西、广东、福建、台湾和浙江南部的沿海地区,据林鹏等(1995)数据,20世纪90年代,我国红树林总面积为1.5×104 hm2。三省区红树林面积合计达到21389 ha,占中国红树林总面积的94.48%[6]

北部湾地区不仅红树林分布广[7-8],研究也较为深入[9],涉及红树林群落及其生态环境[10-13]、红树林生长与土壤的关系[14-15]、红树林对海岸带的保护作用[16-17]以及红树林的保护[18]等各方面。但由于红树林分布于潮间带地区,其分布范围的调查难度较大。遥感可以为海岸线的识别[19-20]、红树林的分布[21-23]以及海岸带环境的管理[24-25],提供较为可靠而便捷的方法。

2 数据与方法

2.1 数据

我们采用ALOS卫星遥感多光谱数据进行解译与分析,全区需9景拼接而成(表1)。ALOS数据包括4个波段,分辨率10 m。

由于研究区上半年受天气影响难以找到适合的影像,这里主要采用2008年下半年影像,其中一景,因2008年未找到适合的,而采用2007年影像(表1)。

表1 遥感影像数据信息表

2.2 方法

湿地遥感解译的方法包括:几何校正、影像拼接与剪裁、监督分类、分类后处理、目估交互解译与野外调查验证等(图1)。

2.2.1 几何校正

遥感影像由于多种因素会造成影像上的像元在影像坐标中的位置与其在地图坐标中位置有差异,从而形成几何畸变。应用前需要进行几何校正,尽量消除或减小这种几何畸变。

本次影像几何校正以1:5万地形图为参考基准,采用二次多项式进行校正,要求均方根(Root Mean Square)误差法小于1个像元(表2)。

表2 遥感影像几何校正误差统计

图1 技术思路图

此外采用1:5万地形图进行遥感影像校正。地形图为北京1954坐标系,高斯克吕格投影,1985国家高程基准。

2.2.2 影像的拼接与剪裁

研究区的9景ALOS影像是由4个时间获取(表1)。由于不同时间获取的影像,受天气、季节及植被的影响,其DN值有明显差异,拼接后再分类,效果不佳。因此采用同一时间获取的影像,拼接后分类。不同时间的影像分别分类,之后再全部拼接。

2.2.3 监督分类

依据本文确定的湿地分类系统,利用ERDAS Imagine软件对遥感影像进行监督分类。与非监督分类相比,在分类之前,监督分类已明确各类的内容,而且可以通过调整训练集的采样,改善分类效果。

2.2.4 分类影像的后处理

主要利用人工解译提取的岸线,对监督分类结果进行重新校正,如红树林分布于海岸线之外,而林地、耕地等分布于岸线之内;河流、湖泊、水塘分布于岸线之内,海、滩涂分布于岸线之外等。

2.2.5 野外调查验证

为验证遥感解译结果,进行11天的野外湿地调查与验证。从最西部的北仑河口至东部安铺港,对全区海岸带进行了实地考察,完成野外路线调查1763 km,共进行了526站位的观察,其中红树林36站位。

3 北部湾红树林分布特征

从2008年ALOS影像解译结果来看,北部湾沿岸红树林发育,从最西部北仑河口至最东部的安铺港均有不同程度的分布(图2),面积达7172 hm2,其中位于我国境内为6331 hm2。为了便于了解其分布特征及其变化,将北部湾分为10区进行描述。

图2 北部湾红树林分布图

3.1 总体分布

总体而言,北部湾红树林丰富,被称为我国红树林三大重点分布区之一[26]。其中东部的丹兜海-英罗港区(9区),即山口红树林保护区所在地,红树林最发育,现有红树林分布面积达1286 hm2。其次是西部的北仑河口区(1区)、珍珠港区(2区)和东部的铁山港区(8区),其分布面积分别为911 hm2、864 hm2和836 hm2(图3)

3.2 各区分布

3.2.1 北仑河口区(1区)

北仑河口红树林相当丰富,主要分布于北仑河南岸(图4),滩涂宽广,红树林成片分布,主要属越南地界。北仑河北岸也有分布,但滩涂窄,红树林较零星,主要包括竹山街西侧、街边村东南榕树头北部即陈屋南部等。本区遥感解译的红树林面积为911 hm2,其中741 hm2属越南管辖区,是北部湾红树林分布最密集的地区之一。

3.2.2 珍珠港区(2区)

本区也是红树林分布最密集的地区之一,主要分布于珍珠港的北部,成片分布,其宽度达400~1700 m,从西部的下佳邦至东部的克溪,基本呈连续分布(图5)。珍珠港的东西两侧,红树林极少,仅见零星分布。遥感解译的红树林面积为864 hm2

图3 北部湾各区红树林面积(hm2

图4 北仑河口区红树林分布

图5 珍珠港区红树林分布

图6 防城港区红树林分布

图7 茅尾海-钦州港区红树林分布

3.2.3 防城港区(3区)

本区红树林总体比北仑河口和珍珠港少得多(图6)。成片分布的主要有两区:(1)针鱼岭南部,分布宽度200~500 m;(2)港口区西部,分布宽度200~1000 m,野外实地考察看,本片红树林长势很好。其余分布较零星,总面积为559 hm2

3.2.4 茅尾海-钦州港区(4区)

本区范围大,但红树林分布相对较少,大多难以成大片分布(图8)。在茅尾海湾顶沿岸的钦江口、竹冲江口和独石江口有较为成片的分布,钦州港经济开发区西部龙门港的岛屿之间规模较大的成片红树林,此外金鼓江、茅尾海和龙门港西侧等地均有较零星的红树林分布,本区红树林总面积796 hm2

3.2.5 大风江口区(5区)

大风江口附近也有一些红树林分布,其中新田西侧、沙角南部、船厂街东南、大王山西部等地形成较大片的分布(图9)。此外河口往上,老柯墩、槟榔墩、老鸦墩附近等地均有较多的红树林分布。总面积535 hm2

图8 大风江区红树林分布

3.2.6 南流江口区(6区)

南流江河口三角洲地区,地形坡度小,滩涂分布很广,适合红树林生长。本区红树林成片分布的主要有大头坪-鱼墩南部、新田东南、高底框南部等,此外草头村西侧、田寮西侧、四股田南部等均有分布(图10),总面积为441 hm2

3.2.7 北海银滩-白龙港区(7区)

本区红树林相对较少,总面积217 hm2。主要分布区包括分布区包括下村-大冠沙的南侧、西村港北部以及竹林盐场中南等(图10)。

3.2.8 铁山港区(8区)

铁山港区是红树林较发育的地区之一(图11),主要集中在铁山港西北侧的龙眼洞-红石塘-螃蟹田一带、湾顶海角-海山以及东侧的鹅颈墩、蛋地塘北部以及新村等,而且基本均能成片分布,但铁山港的西侧极少分布。总面积836 hm2

3.2.9 丹兜海-英罗港区(9区)

本区红树林十分发育,包含了山口国家红树林生态自然保护区(图12)。

图9 南流江河口区红树林分布

图10 北海银滩港-白龙港区红树林分布

山口国家红树林生态自然保护区是1990年9月经国务院批准建立的我国首批(5个)国家级海洋类型保护区之一,1993年加入中国人与生物圈,1994年被列为中国重要湿地,1997年5月与美国佛罗里达州鲁克利湾国家河口研究保护区建立姐妹保护区关系,2000年1月加入联合国教科文组织世界生物圈,2002年被列入国际重要湿地。

区内的红树林是我国大陆海岸红树林典型代表,发育良好,结构独特,连片较大,保存较完整的天然红树林。

从分布来看,丹兜海北测、东侧以及英罗港的北部、西部均有大片分布,总面积1286 hm2

图11 铁山港区红树林分布

3.2.10 安铺港区

安铺港位于调查区的东头,红树林主要分布与营仔河与九州江之间的河口区以及九州江口的南侧、下斗仓附近等地,成片较好,尤其是两河口区呈大片分布(图13)。其余地区极少分布,总面积549 hm2

图12 丹兜海-英罗港区红树林分布

图13 安铺港区红树林分布

4 结论

采用遥感方法,并结合野外路线调查验证,对北部湾地区红树林分布进行分析,可以得出一下初步结论:

(1)北部湾沿岸红树林丰富,从西部北仑河口至东部安铺港沿岸均有分布,研究区红树林分布总面积7172 hm2,其中位于我国境内为6331 hm2,长势良好。

(2)对北部湾沿岸分10区进行统计分析,面积超过700 hm2的有5区:北仑河口区、珍珠港区、茅尾海-钦州港区、铁山港区和丹兜海-英罗港区,分别为911 hm2、864 hm2、796 hm2、836 hm2和1286 hm2,分布面积最小的是北海银滩-白龙港区,面积只有217 hm2

(3)从分布密度和成片性来看,分布最好的丹兜海-英罗港区、珍珠港区和北仑河口区,其分布成片性好,密度大,长势较好。

参考文献

[1]王丽荣,李贞,蒲杨婕,等.近50年海南岛红树林群落的变化及其与环境关系分析.热带地理,2010,30(2):114~120.

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Distribution of Mangrove in the Beibu Bay by Remote Sensing

Li Xuejie,Wan Ronsheng

(Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou,510760)

Abstract:Magrove,which is grown in tropical-subtropical intertidal area,play an importantrole for protection of coast and is one of the highest bioviability ecosystems.It is attempted to ana-lyse the distribution of mangrove in the Beibu Bay,China,based on the satellite remote sensingand field investigation.It can be concluded that plenty of mangrove distributing in the coast ofBeibu Bay,from Beilun River Estuary in the west to Anpu Port in the east,with total area of 7172hm2,of which 633 1 hm2 locating in our country.It was divided to 10 subareas for statistics and a-nalysis.In 5 subareas,such as Beilun River Estuary,Pearl Port,Maiweihai-Qinzhou Port,Tie-shan Port and Dandouhai-Yinluo Port,the mangrove distributing area is larger than 700hm2,and there are 911 hm2,864 hm2,796 hm2,836 hm2 and 1286 hm2 respectively.It grows best inDandouhai-Yinluo Port,Pearl Port and Beilun River Estuary,with higher density and bettercontinuity.

Key words:remote sensing;mangrove;coastal wetland;Beibu Bay

④ 我国热带地区生态地质背景条件分析

我国区域宽广,自然条件复杂,从北往南可分为温带、亚热带、热带3个气候带。秦岭、淮河以北为温带地区;秦岭、淮河以南至北回归线之间为亚热带地区;北回归线以南为热带地区。

我国热带地区包括广东、广西、海南和云南南部、西藏东南部、台湾省的部分地区,具有独特的地形、地貌和气候、土壤条件。热带地区高温多湿,物种繁杂而丰富,森林生态系统结构复杂,具有较高的生物量,在维持生态平衡方面具有重要的作用。热带是生物群落最为丰富的地区,其代表性的生态系统为热带季雨林和雨林。

热带地区地貌复杂多样,以山地、丘陵为主,间有盆地、谷地、台地、平原。海南岛的中部为山地,向四周依次为丘陵、平原和滨海沙滩。500m标高以下的低丘陵、台地和平原占全岛总面积的80%以上。

热带地区土壤缺盐基物质,呈酸性反应,富铝化作用较强。地带性土壤由南到北主要为砖红壤、赤红壤,其次为红壤、黄壤(包括黄棕壤)、石灰土、磷质石灰土。热带季雨林、雨林主要分布在北回归线以南的海南岛、雷州半岛、台湾岛的中南部和云南的南端。

海南岛的热带雨林分布在中部山地海拔600~1000m的地段。较完整的雨林中,乔木一般可分3层,树干挺直,分枝高,林相茂密。热带雨林的三大特点:由藤本植物组成的绞杀植物发达,板根普遍明显发育,老茎生花,在这里和滇南热带雨林中均较常见。由于岛内东西部干旱季节长短不同,季雨林又分为常绿季雨林和落叶、半落叶季雨林。森林类型多种多样,原生森林有热带雨林和季雨林,统称为热带雨林。从水平分布来看,从海滨到山地依次为:红树林、沙生草地或多刺灌丛、次生稀树草地、热带季雨林、热带雨林、亚热带常绿阔叶林、高山矮林。东部湿润地区以常绿阔叶林为主;西部干旱地区以落叶和半落叶季雨林占优势。

热带地区高温多湿,特别是海南省具有典型的热带季风气候,年平均气温在22℃~26℃之间,岛内大部分地区年日照1750~2750h,南部沿海2400~2600h,最高达2754h,本次调查的北部地区也达到了1800~2200h,年太阳辐射量110~140kCal/cm 2,光能十分充足,年平均降雨量在1500~2000mm之间。热带气候的丰富雨水、充足阳光有利于植物的生长,但也给生态环境地质调查的遥感解译、路线穿越造成了困难。

⑤ 国内外生态环境遥感工作面临的问题!

今后要作出的具体工作:
(1)以2000年Landsat 5/7 TM/ETM+美国陆地资源卫星数据和80年代后期Landsat 5 TM美国陆地资源卫星数据为主要数据源进行中、东部地区土地利用/土地覆被现状解析,为中、东部地区生态环境现状调查提供遥感数据和遥感支持。
(2)配合总体组进行生态环境现状及变化遥感分析,提取中、东部地区生态环境专题遥感数据,总结、东部地区生态环境变化空间分布与空间统计规律。
(3)完成中、东部地区典型生态功能区域或生态问题、生物多样性保护重点区域的多时相、多数据源、多分辨率遥感数据的分析和提供。
(4)将地面调查数据、遥感解析生态基本数据相结合,建立中、东部地区生态环境状况调查综合数据库、数据库查询系统、多媒体演示系统,编辑出版中、东部地区生态环境现状遥感调查图集。

2.中、东部地区生态环境现状遥感调查工作内容
2.1 调查范围
此次遥感调查工作和研究范围包括北京市、上海市、天津市、黑龙江省、吉林省、辽宁省、河北省、河南省、山西省、山东省、江苏省、江西省、安徽省、湖北省、湖南省、浙江省、福建省、广东省、海南省等十九个省(市),面积约330万平方公里。
2.2 中、东部地区生态环境现状调查内容
2.2.1 中、东部地区生态环境现状遥感信息提取
中、东部地区生态环境现状遥感信息提取将以以2000年美国陆地资源卫星Landsat 5/7 TM/ETM+和20世纪80年代中后期美国陆地资源卫星Landsat 5 TM为主要数据源进行中、东部地区土地利用/土地覆被现状解析(包括数据几何校正、地表覆盖分类判读等)。
2.2.2 中、东部地区生态环境专题信息提取
根据中、东部地区生态环境特征,结合遥感手段的优势,对构成生态环境的某一专题要素进行信息提取,分析其现状、变化及趋势。
提取专题信息主要包括:湿地的空间分布、类型及变化;城市及城市化发展;水土流失/沙化土地空间分布和强度、森林植被分布状况、海岸带动态变化、重点流域水库建设及分布。
2.2.3 遥感数据地面核查
完成覆盖中、东部地区的十九个省(市),约330万平方公里的2000年美国陆地资源卫星Landsat 5/7 TM/ETM+遥感解析数据的野外地面核查和典型区遥感解译地面核查,80年代后期美国陆地资源卫星数据Landsat 5 TM 遥感解析数据的室内改正。
2.2.4 生态环境现状及其动态变化遥感分析
综合利用此次中、东部地区生态环境现状调查所获得的地面统计数据和遥感数据产品,并结合气候、水文、地形、地貌等自然地理因子,基于“3S”技术,对中国中、东部地区土地利用/土地覆被现状、动态进行时空特征分析,给出基于遥感数据分析的中、东部地区生态环境变化空间分布与空间统计规律。
2.2.5 典型区域生态环境变化遥感数据提供
根据总体组典型区域生态环境问题调查和研究的实际需要,提供2000年和80年代中后期美国陆地资源卫星数据等其他遥感数据支持,并从遥感应用等方面提供必要的技术服务。
2.2.6 遥感调查综合数据库建立
集成本次遥感调查所获得的中、东部地区2000年和80年代后期遥感影像数据、土地利用/土地覆被数据、沙化/水土流失数据、典型区生态环境综合数据,地面调查统计数据、遥感分析数据、生态环境要素数据、地理背景数据等,形成中、东部地区生态环境综合数据库。

2.2.7 遥感调查综合查询系统开发
完成中、东部地区遥感调查综合查询系统的开发,使用户可按应用专题、地区范围、时间范围、数据类型等多种方式灵活的查询中、东部地区生态环境遥感调查成果。
2.2.8 遥感调查多媒体演示系统建立
利用多媒体技术建立中、东部地区生态环境调查演示系统,为有关部门和领导提供直观、全面的汇报。
2.2.9 中、东部地区生态环境调查图集编辑出版
以中、东部地区生态环境调查数据库为基础,配合总体组编辑出版中、东部地区生态环境调查图集(作为总体报告的一部分),通过专题图、影象图、文字和图表等多种形式,全面反映此次遥感调查成果。

⑥ 全球生态环境变化的地球动力学背景与遥感探索监测途径

近来来温室效应与全球变暖、臭氧层破坏和海面上升、森林锐减与物种灭绝、耕地草场退化、干旱沙漠化和淡水资源乏缺、海洋开发与海域环境动荡、人口过速增殖和资源耗损、工业社会与现代农业污染加剧以及频繁的地质、海洋、水文、气象、生物灾害等一系列重大环境问题困扰着人类社会的发展,甚至出现地球可居住性和地区能否持续发展等严峻的战略性科学问题。联合国国际科学联合会组织各地区的科学家、科研机构正在开展宏伟的全球生态环境变化研究计划(即国际地圈、生物圈计划IGBP)。由于这一课题牵涉地球科学的很多专业学科,需要进行深入的综合解析,甚至有待发展一系列边缘交叉和渗透衍变的基础理论学科,目前的单学科理论水平和地球科学结构都还不适应这种严重的局势,有待有关学科联合攻关,才能对人类生存、发展的奥秘和各圈层的内在联系作深刻探讨,更好地规划开展全球变化与持续发展对策的研究,从而找出更符合客观实际的规律。纵观以往的研究工作,其中地质环境的研究显得薄弱了些,其实自有人类以来的250万年内,地球环境变迁留下了广泛的迹象,内容很丰富,例如塔里木盆地中的罗布泊湖岸的萎缩过程在遥感图像上表现为154个韵律条带;第四纪以来的冰川、河流、湖泊变迁、地貌定量形态分析都可以找到很可贵的依据;海岸带活动、古地震、古洪涝、古干旱等也有待深入研究,总之从地质学范畴对地球环境变化的研究仍有很大的开发潜力。遥感技术的应用则更显不足,急待加强。以往地质环境的研究多偏重于表浅、外生条件的分析,对于更重要的地球内部原因则很少讨论,为了扭转这种舍本求末的趋势,寻求以地质学为“砧木”广泛与其他学科的“嫁接”发展,我们需要从地球整体结构着眼,综述地内热动力为本的观点,从而再构建新的地球科学大体系与技术监测系统。

目前由于学科体系发育尚处于初级阶段,在理论综合能力有限的情况下,只从现有学科出发注意到某几个方面,忽略了整个太阳系、地球内部高能级自然本底的运动(变化),过高地估计并夸大了人类社会的低能级可察觉影响,抚片舟而论沧海,推导出一些耸人听闻的危机和警告,人云亦云,传真导谬,很难说全是扎实可靠的科学结论,世界各国各地区的领导决策部门却出于惜世忧民的良好愿望,闻风而搏,推出这样那样的行动与承诺,盖世之举如因科学依据欠妥,必将劳民伤财,甚至人为地加剧环境恶化,自绝良好发展的路径。追溯全球变化研究的历史、教训,评估科技现状,只能说是全球变化的研究刚刚起步,而且是较低水平的开始,切不可作出过早、过偏的结论,更不可轻举妄动,而要深思熟虑地将重点调整到认真深入发展地球科学大体系的基点上,探索理论、发展探测技术,以期尽快形成与擎天任务相适应的科学理论研究水平和技术测量能力,为确实改善地球生态环境、谋求更大持续发展作出更有效的科学贡献。

为了思考全球变化地球内因、热动力为主的观点,不妨列述一下地球各圈层的一些基本参数(见表1)。

表1 地球各圈层的基本参数

续表

从表内数据可知,地球的质量、蓄能主要聚集在固体地球之中,而水圈、大气圈和生物圈只是内热外温大球体表层的一层附着薄膜,从质量、能量分布看来作为生态环境(水圈、大气圈)的下垫面的固体地球的主导地位就很明显了,温床上的薄被,我们能体察到的沧海桑田、风霜旱涝、生物兴衰、环境变迁都离不开地球这个母体,依附于地球的热动力场,大自然的综合运动可以概括为低能级、长周期的缓慢演变和高能级、急剧明显的灾变,就其本质而言,强烈的灾变事件是主要形式,而缓慢的演变则是主运动的低能级蕴成和事件后的平衡协调,无论从地球地质历史和现态看来都是被大量遗痕和现实所证明,特别是近代人类观测能力的提高,这种本底与环境、内因与外果、灾变与演化的主从关系愈来愈清楚了。同时发现地球各圈层之间、各类事件之间存在系列的相关性,称为辐向深源热动力地质、环境、生态动力链 ,地球不同时期发生过若干点状热活跃中心,主要由地内放射性高热能形成热反应中心,大体上分布在上地幔到下地壳界面上下,岩浆体剧烈热熔,成为热根,或称岩浆灶、岩浆房,即地球表面的灾变点、敏感区,热能-物质交换通道。一个岩浆中心的演化期可长达几千万年到1亿年之久,在其发生、演化过程中存在比较独立的热动力体系,从弱到强,由强转弱迭替兴衰,形成强旋涡式的热熔物质分异中心,自创通道向地球表浅部上涌、喷射热动力-物质流(固塑态、固液气混熔、气液混合态),在热力-物质外散过程中形成矿床,导致地球表面的环境变化,深部形成岩浆岩的上涌侵入,形成潜火山、火山喷发、热力-气液喷射,岩石圈加温,水圈和大气圈升温,海底局部加温、喷涌热的气液,引起地震、海啸和海水强烈涡流、强风场、强磁场变化,产生强粒子射束流、地内强热爆炸、地面急剧增温、强湍流,百慕大型海空灾难点等现象。不断改变着地壳表浅处的热力、物质加注,导致发生一系列自然灾变和环境突变。地球上分布着无数大大小小的环形地质结构和强旋涡气液运动中心,它们多属燕山-喜马拉雅期岩浆活动的残留继续,即现实的地内热活动中心,“活地球热动力喷口”。这些埋藏在地壳中的“烟囱”时强时弱地向地球水圈、大气圈喷射热力-物质流,主要形成为气液热上涌。近年来在大洋深海沟、裂谷系中发现很多个高温富含金属的气液泉,例如东太平洋南部海膨在520km2之内发现26个上涌热通道,推动本地段每年隆升15cm以上,喷出物包括了高热流、水汽、H2S、CO2、氯气类、烃类和大量金属元素。这样的现象在红海、太平洋东西火山带都有大量的发现报道。实际上大陆内部也有很多的隐火山、气火山、气液高金属涌泉、地震、陆内飓风、强高地热点、奇异突变点的活动,不过并没有引起人们重视和组织系统观测而已。1908年举世闻名的通古斯大爆炸事件,尽管对其成因揣测纷纭,但确属地球上的一次大型自然热动力试验,估计中央地带温度在105℃以上,总热能为1030J,喷出的可燃天然气数亿立方米,还有大量放射性粒子,铂铱微粒自上地幔喷射出来。人类历史阶段地球内部向地表、水圈、大气圈喷射的热能总量约为5.6×1020J/a,排放的固、液、气热物质总量为9.5×109t/a,远远超过人类社会能耗和形成物质产品的总量,相当全球2000年总能耗量加储备的核能总和。

再从地质历史上追溯,这种事实就更明显了,在8亿年前,地球上并没有大量水体,气体也很稀薄,在8亿~6亿年前的两亿年期间固体地球向地表喷射了大量的水气,才形成海洋,出现了生物,目前地内每年要向地表释放30~50km3的水分和其他气体,以弥补水分和气体向地球外层空间的散失量,如果补给小于向外弥散量,地球的水圈、大气圈就在几亿年前消失了。

晚古生代以来伴随剧烈的全球地质运动带来全球性的生物大绝灭灾殃,如2.47亿年前(晚二叠世)、1.63亿年前(中侏罗世)、1.44亿年前(晚侏罗世)、1.25亿年前(早白垩世)、9100万年前(晚白垩世)、6500万年前(白垩纪末的恐龙绝灭事件)、3800万年前(始新世)、1100万年前(上新世),每隔2600万年就全球性地剧烈变动一次,期间当然也有局部地段和较低能态的变异。人类社会存在的250万年期间尽管未出现过全球性的剧变,但也经历过各种各样的局部性古人类群落夭亡的惨剧,其生态效益急待重新评估。例如迄今各大地构造学派多只限于表浅地壳的研究,对于更有活动意义的百十千米岩石圈几千千米深的地幔、地核却甚少考虑,就连最流行的板块学说很多结论与地壳、岩石圈的结构运动并不相符。近年来古老结晶地块、大陆火山学、遥感所发现的环形结构和旋涡状运动、海洋与大气层中的旋涡运动、类地行星、月球上发现的环形构造就很有助于岩石圈、壳幔交界、地幔与地核交界不同形式的流变运动,热湍流等机理的探索,也具体发展了热点和岩石圈、水圈、大气圈的热对流学说,使地球演化与太阳系演化研究相应深化,引出天体地质学、比较行星地质学的新概念。深部地球物理、地球化学和超深钻探、卫星测地、大陆与海洋火山学、地震学、太古宙、元古宙早期岩系的研究,太阳系类地星体、特别是月球、火星的遥感资料,以及海底热旋涡流的发现、强气旋的多年遥感记录,地球强烈的气液迸发动摇了地质构造的传统概念,进一步表明地球大系统的主导物质运动形式是比较急速的、强劲的热旋涡流。固体地壳中表现为环形结构与强爆喷射,地幔的上涌热柱(热力物质筒状喷射流),岩石中的垂直热力-物质流变上涌(包括流体和气体析离),海洋中的热旋涡、大气层中的强气旋运动,由此导引出地球不同圈层的统一深源岩浆热动力学理论,揭示出地球生态环境的热动力链背景、垂直热动力灾害系列链(源、根、树)的高层次概念。根据现代高技术观测手段所提供的深部多层次、宏观资料已初步展示新的理论趋势,如岩石圈结构和动力的不均匀性、突变与蠕变、主动与随动、固体与液态气态共系、表浅与深源耦合等。从而为全球和区域性对比、时序分析、历史迹象与现实地球运动对比提供了新的可能。如果有意识地开发现代化观测技术的潜力,设计新的仪器,建立多源地学信息系统,就可能提供更齐备的新科学信息。逐步探索支配能源-资源形成和分布、环境变迁、自然灾变的地内和天体热动力机理,促进地球固态、液态、气态各圈层的总体解析,建立地球大系统的热动力学基础理论,在新的理论指引下活化各分支学科的交流、渗透、融汇贯通,形成各组学科更深广的理论综合,诸如地球动力学、理论地质学、理论地理学、灾害动力学等,从而综合出地球科学的大理论体系,海洋学、气象学、环境灾害学、生态环境学方面也有很多新的发现表明热动力现象是主导的物质-能量运动形式。

地球科学大体系将来可能有更高深的发展,仅从现阶段认识到的纵向强热动力理论出发,就可以带来各分支学科的理论跃迁,提高解决实际问题的技术经济效能。例如根据深源岩浆热动力理论,矿产资源的聚集形成有很强的中心式时空规律性,矿产系列严格按温压条件呈垂直、水平分带,有较固定的通道和容矿构造空间,金属矿床、内生非金属矿床、沉积矿产、煤炭、石油、天然气、水资源均受控于统一的岩浆热动力场,克服了仅限于表浅地质、地球化学环境的分析,因而就大大提高了矿产的探索预测能力,扩大了大型、特大型系列矿床的发现几率,将低水平的描述性搜索提高到理论预测的新水平。如果投入系统试验复原,有望取得多种矿产资源的重大突破。根据深源岩浆热动力理论新创建的灾害学则可以与生态等类台站结合,规划一次全球性的三年大搜索行动,奠定基础后台站可以大量归并减少,以后可分年总结一次。集中一批与生态环境变化有关的科学家,从而建立适应生态环境变化的科学队伍和科研数据网络。

全球生态环境变化与可持续发展问题已引起各国家、各地区领导人和公众的高度重视,科研工作也取得了很大的进展。在新世纪到来之前,为了人类的生存与发展,为了未来环境科学的繁荣,遥感学界要充分利用遥感科技的优势和信息储备,不负时代的使命,调整好方向,发挥遥感等高科技的潜能,开拓遥感科技的揭示、综合能力,全面介入全球生态环境变化的研究,开拓遥感技术应用的新前景。

———录自:CNC-IGBP学术交流论文集,1984(10)

⑦ 生态遥感监测系统建设的必要性

塔里木河是我国最大的内陆河,世界第五大内陆河,流域总面积102×104km2。流域土地资源、光热资源和石油天然气资源十分丰富,是我国重要的棉花生产基地、石油化工基地和21世纪能源战略接替区;塔里木河流域历史上形成的天然绿洲,是阻挡塔克拉玛干沙漠风沙侵袭的天然绿色屏障,它被誉为塔里木盆地各族人民的“母亲河”。但近几十年来,随着人口增加,社会经济发展,水资源的无序开发和低效利用,水资源供需矛盾日渐突出,各源流向干流输送的水量连年减少,水质不断恶化,下游近400km河道断流萎缩,尾闾台特玛湖干涸;中下游地区植被衰败,大片胡杨林死亡,沙质荒漠化扩大,生态环境严重恶化,已成为制约流域社会经济可持续发展的主要因素。塔里木河流域生态环境保护,不仅关系到流域自身的生存和发展,还关系到民族团结、社会稳定、国防安全的大局,战略地位十分重要,因而引起了党和国家的高度重视。2001年6月27日国务院正式批准了新疆维吾尔自治区人民政府与水利部联合提交的《塔里木河流域近期综合治理规划报告》,明确指出“要坚持以生态建设和环境保护为根本,以水资源合理配置为核心,源流与干流统筹考虑,工程措施与非工程措施紧密结合”作为近期综合治理的指导思想,用5~6年时间,投资107.39亿元,通过综合治理,力争在5~10年时间内使塔里木河流域生态环境建设取得突破性的进展。但塔里木河流域管理局生态管理非常薄弱,信息化建设基本空白,信息资源严重不足,信息共享困难,因此要达到上述目标,迫切需要能动态监测、高效管理、综合分析生态环境的信息平台,适时发布生态环境信息,为流域水量调度决策、生态环境的规划和治理提供科学依据。

塔里木河流域生态环境遥感动态监测及辅助决策支持系统建设的总体目标是以数据采集、数据传输和数据存储管理为基础,以生态环境遥感动态监测、预警、预测的业务流程为主线,通过数学模型、遥感、地理信息系统和全球定位系统等技术手段,构建塔里木河流域生态环境监测应用系统,建设塔管局业务处理与信息综合服务系统,为流域生态环境保护提供操作平台和决策环境,全面提高塔管局生态管理业务的处理能力,为流域水量统一调度提供科学的决策依据。

系统建设范围为塔里木河干流及与干流有地表水联系且对干流生态环境有直接影响的阿克苏河、叶尔羌河、和田河、开都河-孔雀河,通称“四源一干”;总面积25.86×104km2。系统的建设内容包括:

(1)数据采集、管理与数据库子系统:结合塔里木河流域水文与环境监测系统,建立塔里木河流域生态环境保护的数据采集、传输、存储于一体的基础信息平台,及时准确地为生态监测保护提供基础数据支持。

数据采集:结合航空、航天遥感、通讯及地面遥测手段,采集流域内与生态环境、水资源调度管理有关的资源、生态、经济等各方面的数据,具体包括卫星动态监测数据、“四源一干”GIS基础地理数据、生态环境历史专题数据、水利工程数据、流域社会经济数据和取用水数据、多媒体数据的采集,“四源一干”区域的水文与环境监测系统监测数据、干流区域生态断面监测数据和重点水利枢纽视频监控数据的获取。

数据传输:建设塔管局水调中心和四个水调分中心的内部局域网。同时在现有的通讯网络基础上,集成中国电信主干网和塔里木河流域水文与环境监测网,实现塔管局水调中心到和田河水调分中心、叶尔羌河水调分中心、阿克苏河水调分中心、开孔河水调分中心之间的广域网连接,构建覆盖塔里木河流域“四源一干”范围的数据传输与通讯网络。

数据管理与数据库:通过数据库技术和数据挖掘技术,以GIS为载体,构建融生态监测数据、遥感及其解译数据、数字摄影测量数据、水文数据、水资源利用数据、社会经济等数据为一体的基础数据管理系统,有效地管理塔里木河流域的基础地理数据、专题图形、遥感图像、社会经济和水资源利用等原始基础数据。具体包括“四源一干”范围遥感影像数据库分系统、生态环境数据库分系统、图形数据库分系统、水文数据库分系统、社会经济数据库分系统、水资源利用数据库分系统、多媒体数据库分系统、元数据库管理系统。

(2)生态环境遥感动态监测子系统:以遥感和GIS技术为主要手段,建立生态环境遥感动态监测系统,动态监测综合治理工程实施中塔里木河流域土地利用、植被覆盖度、沙质荒漠化和盐碱化的变化情况,水量调度对生态环境的影响情况,应急输水后塔里木河下游生态环境的恢复情况,为塔里木河水量调度方案优化和生态保护规划、治理提供科学依据。开展1999年、2002年、2004年生态环境动态监测研究。

(3)生态环境专业分析子系统:利用GIS强大的空间分析功能,开发建立塔里木河流域生态环境专业分析系统,从海量数据仓库中挖掘出诸多有用的知识,进行生态要素预警分析、土地变化趋势分析,进行GIS综合制图,为系统提供通用的空间操作和分析平台。

(4)业务处理和信息综合服务子系统:围绕塔管局日常业务,建立网络信息处理系统,将现代化技术融入塔管局的各项工作,建立水量调度、生态保护、工程管理、日常办公等业务处理和信息综合服务系统。实现电子办公与信息综合服务及对塔里木河流域各项生态环境信息、水资源信息的网络动态管理和查询。

塔里木河流域生态环境遥感动态监测及辅助决策支持系统以“数字流域”建设为长远目标,在数字塔里木河的框架下,采用组件、IDL语言开发和商用软件相结合的方法,以数据流为枢纽集成建设数据采集、传输、数据库管理、遥感应用和分析、业务处理、信息共享的综合性系统。目前,数字流域还是一个新兴概念,在构建方式上还没有一个成熟的方案,在实现技术方面还有很多难点需要解决。“塔里木河流域生态环境遥感动态监测和辅助决策支持系统”作为“塔里木河流域水量调度决策支持系统”的重要组成部分,对数字流域这一新的领域进行了一些有益的探索,构建了“数字塔河”的基本信息平台和部分应用模型,为“数字塔河”的建设奠定了基础。它可以为其他地区和领域的应用提供参考。

⑧ 生态环境遥感监测工作国内外研究成果

你要写论文吗?可以到地理国情监测云平台的3s知识库-文献共享下载关于遥感监测的文献,是免费下载的,不过的申请一下号,希望能帮到你

⑨ 生态环境遥感监测系统存在的问题

我国正处在经济发展的高速增长期,对自然资源的掠夺性开采和不合理利用,使资源、生态和环境问题日益严重,土壤侵蚀,土地退化、沙化,湿地、绿地减少或消失,草场承载力下降等问题已在我国西北、华北、东北大部分地区广泛出现,成为影响我国可持续发展的主要障碍之一。尽管遥感和GIS在生态环境领域已有了大量应用,做了很多工作,但研究的手段还很不完善。前生态遥感监测系统存在的主要问题有:

(1)遥感和GIS不能有机集成。无论使用哪一种图像处理软件进行分类获得专题信息,在图像处理平台下编辑都是很困难的事情。自然界普遍存在同物异谱和同谱异物现象,即使分类精度再高的软件也不可能达到100%的准确,也需要人为编辑修改。其次,图像处理软件仅仅是获取信息的工具,大多数都不具有分析功能,需要到GIS平台下才能进行空间分析,而GIS系统又缺乏遥感影像处理能力,因此给实际工作带来很多困难。如何把遥感和GIS有机结合在一起,成为一个完整的系统,是当前遥感和GIS界一项极富挑战性的任务,是有待进一步研究的领域。

(2)影像信息提取技术是利用海量遥感数据来更新和生成GIS的瓶颈。目前目视解译仍是遥感图像信息提取的主要手段,需要耗费大量的人力操作和长时间的工作周期。新型影像数据的产生也对自动分类技术有着极大的需求。因此,发展自动化提取技术和专家系统技术,将成为未来几年内遥感信息提取研究重要的目标。

(3)生态环境研究多学科、多时空尺度的特点和遥感、GIS技术的引入,使生态环境数据来源复杂多样和巨量化。如果建立大尺度、大比例尺的数字流域系统则更是海量数据,如何组织海量的数据是系统成败的关键。从目前的应用来看,在系统中对数据之间的逻辑关系分析、流程关系分析和数据的图层关系分析还有待进一步研究。

(4)在网络应用环境下,各种软件、工具和数据库不能很好地集成,需要在应用系统框架下取得各项技术及系统集成的整体性突破,而在这一方面研究还比较少。

(5)现有的图像处理和GIS商业软件都是面向专业人员,普通用户很难方便运用。另一方面,研究开发的系统和实际需求差别较大,应用模型开发少,导致建设的系统多,实际运行的少(郁文贤等,2004)。如何构建面向用户,完成从RS到GIS一体化的,操作简单、使用方便的业务化运行系统,推动遥感与地理信息系统的平民化使用,具有强烈的社会需求。

(6)如果没有比较完善的数据和信息共享政策,容易导致盲目的数据壁垒,造成许多数据不能充分利用,或者导致数据采集的低水平重复工作。现在,虽然也开发了许多生态环境数据的Internet网上查询工作,但是并不是所有生态环境数据和信息都可以自由共享,这其中涉及了许多数据和信息所有权和使用权的问题。将生态环境数据和信息进行分类和用户分级,采用合理的数据发布方式,进行多层次数据共享,对于系统的开发和发展都是非常重要的。

⑩ 请问用遥感技术怎么与生态学结合呢我想学习一下遥感~想用它其解决生态问题

用遥感扫描环境破坏程度。结合其他的研究。
用遥感监测环境

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