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湿地数字孪生技术及其应用综述
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作者 曹许悦 孙永华 +3 位作者 王衍昭 王一涵 成星露 张王宽 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第2期32-38,共7页
湿地为自然界提供着巨大的生态服务功能,对维持区域、国家生态安全和促进可持续发展具有重要意义。数字孪生技术则为湿地的研究提供了一种新的方法和工具,既有助于理解湿地生态系统的运行机制,又可以推进湿地研究的智能化进程。本文将... 湿地为自然界提供着巨大的生态服务功能,对维持区域、国家生态安全和促进可持续发展具有重要意义。数字孪生技术则为湿地的研究提供了一种新的方法和工具,既有助于理解湿地生态系统的运行机制,又可以推进湿地研究的智能化进程。本文将湿地特征与数字孪生技术相结合,研究分析了湿地数字孪生系统的构建可从湿地信息监测层、湿地信息处理层、湿地模型分析层和湿地应用交互层4个方面进行,从而实现信息化、数字化和智能化高度融合的湿地数字孪生系统。介绍了建立湿地数字孪生系统的关键技术,主要包括实时监测技术、高性能数据处理技术、复杂湿地模型和可视化交互技术等。从湿地资源动态监测、湿地分类、湿地生态系统评估、湿地旅游、湿地规划和管理5个方面探讨了数字孪生技术在湿地研究中的应用,并讨论了构建湿地数字孪生当前存在的问题,主要包括多源数据的融合、复杂湿地建模与优化、湿地多元场景可视化等,以期为数字孪生在湿地研究中进一步发展和应用提供参考。 展开更多
关键词 数字孪生 湿地研究 系统架构 湿地应用 关键技术
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基于社区居民评估的生态系统服务供给⁃需求匹配性研究——以卧龙自然保护区为例
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作者 徐建英 马汶慧 +2 位作者 赵乐欣 蔡英楠 施小刚 《生态学报》 北大核心 2025年第16期7823-7835,共13页
生态系统服务供给⁃需求匹配性是探究生态系统退化的本质和根源的重要依据,识别供需不足的生态系统服务类型及受益群体对于生态系统服务的精准管理至关重要。从社区居民的角度出发,以四川卧龙自然保护区为案例,综合评估了研究区域生态系... 生态系统服务供给⁃需求匹配性是探究生态系统退化的本质和根源的重要依据,识别供需不足的生态系统服务类型及受益群体对于生态系统服务的精准管理至关重要。从社区居民的角度出发,以四川卧龙自然保护区为案例,综合评估了研究区域生态系统服务供给⁃需求匹配状况,识别了供需不足的生态系统服务类型,分析了受访者的社会经济特征对生态系统服务供需匹配性的影响机制,进一步比较了供需匹配性在不同受益群体之间分布格局,析出了供需不足的生态系统服务类型及关键利益群体。研究结果表明,供需不足的生态系统服务有传统农作物、淡水、土壤保持和保持土壤肥力,社区居民对于生态系统服务供需比的评估受到性别、受教育程度、对当地的了解程度以及收入水平和结构的影响,供需匹配性差异是当地居民个人/家庭社会经济特征、生计依赖和生计转换能力综合影响的结果。在保护区管理中,建议关注特殊受益群体,即女性、老年人、收入水平较低、受教育程度较低和农业依赖型的社区居民,提高政策/工程的精准性和有效性,并最终实现保护区内生物多样性保护和社区福祉提高的双赢目标。 展开更多
关键词 生态系统服务 供需不足 影响因素 受益群体 卧龙保护区
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坡面细沟发育特征及其对流速分布的影响 被引量:19
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作者 和继军 孙莉英 +1 位作者 蔡强国 张燕翔 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期862-870,共9页
利用模拟降雨试验,采用2个雨强(1.5 mm min-1,2.0 mm min-1),4个坡度(10°,15°,20°,25°),对杨凌土细沟发育的特征及其坡面流速分布规律进行了研究。结果表明,坡度增加会造成细沟溯源侵蚀及下切侵蚀的加剧,但随着坡... 利用模拟降雨试验,采用2个雨强(1.5 mm min-1,2.0 mm min-1),4个坡度(10°,15°,20°,25°),对杨凌土细沟发育的特征及其坡面流速分布规律进行了研究。结果表明,坡度增加会造成细沟溯源侵蚀及下切侵蚀的加剧,但随着坡度的增加,总侵蚀量的增幅趋于平缓,暗示可能存在坡面侵蚀量由强转弱的临界坡度。坡度与各侵蚀指标间均表现出极显著的相关性,说明坡度是影响细沟发育的主要因素,细沟侵蚀量与总侵蚀量也表现为极显著的相关性,相关系数高达0.97,说明坡面侵蚀加剧主要由细沟侵蚀引起。坡面流速、细沟间及细沟流速与距坡顶距离有较好的正相关关系,雨强增加会加剧这种趋势的波动性,同时坡度对坡面、细沟间及细沟流速的影响不大,且各流速间也没有明显的大小关系,这与一般认为的细沟流速高于细沟间流速的观点不同,这也是今后试验过程中需要进一步验证的部分。 展开更多
关键词 细沟侵蚀 坡度 雨强 流速
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高分辨率影像支持的群落尺度沼泽湿地分类制图 被引量:25
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作者 李娜 周德民 赵魁义 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第22期6717-6726,共10页
湿地作为众多野生动物和植物的栖息地,具有稳定环境及物种基因保护等重要功能。但是,湿地复杂的水陆交界生境特征及难以进入等客观条件限制给湿地研究造成了很大的困难。因此,遥感技术作为地表生态环境过程参量获取的重要工具,在当今湿... 湿地作为众多野生动物和植物的栖息地,具有稳定环境及物种基因保护等重要功能。但是,湿地复杂的水陆交界生境特征及难以进入等客观条件限制给湿地研究造成了很大的困难。因此,遥感技术作为地表生态环境过程参量获取的重要工具,在当今湿地科学领域发挥着重要作用,特别是,当前高空间分辨率影像的性能与应用水平不断得到提高。以自然状态下的黑龙江三江平原洪河国家级自然保护区为研究对象,应用飞艇搭载的空间高分辨率摄像系统获取影像地面分辨率为0.13 m的影像数据,主要结合面向对象分类方法,开展了基于湿地植物群落尺度的分类制图研究。结果表明:①因飞艇影像对植物形态、纹理等细致特征的刻画非常充分,沼泽植被型、草甸植被型和各种乔木、灌木植被型,都可以在合适的遥感分类方法下提取出来,总体分类精度能达到91.77%;②通过采用针对高分辨率影像面向对象的分类方法与传统的最大似然比遥感分类方法对比,前者达到很高的精度,而后者效果不理想,说明遥感分类方法的选择对于群落尺度湿地植物分类制图结果非常重要;③遥感分类制图的结果显示出研究区湿地植物群落分布格局受到水分环境梯度和微地貌的共同控制,呈现交替环带状分布规律。 展开更多
关键词 高分辨率影像 湿地植物 分类制图 遥感
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一种新的景观扩张指数的定义与实现 被引量:19
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作者 武鹏飞 周德民 宫辉力 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第13期4270-4277,共8页
景观格局动态信息的定量表达始终是景观生态学研究的一个重要科学问题,景观格局指数是其中的一种重要方法,但其多是静态指数,难以有效定量表达景观格局的动态信息。因此,针对景观扩张过程以斑块扩张面积为基础提出了一种新的景观扩张指... 景观格局动态信息的定量表达始终是景观生态学研究的一个重要科学问题,景观格局指数是其中的一种重要方法,但其多是静态指数,难以有效定量表达景观格局的动态信息。因此,针对景观扩张过程以斑块扩张面积为基础提出了一种新的景观扩张指数,来表达景观格局的动态信息。并以妫水河流域1998—2009年的景观农田化过程为例,验证该指数的适用性,结果表明:该指数不仅能够定量表达斑块的空间扩张规模,而且可以准确识别斑块的空间扩张模式。根据扩张斑块与原斑块的空间位置关系,将景观的空间扩张模式划分为邻接扩张式和外部扩张式两种。提出的景观扩张指数在技术方法上计算简便,易于实现,完善了景观格局动态的量化表征科学方法。 展开更多
关键词 景观格局动态 景观格局指数 景观扩张指数 空间扩张模式
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基于ETM+的北京西部山区乔木群落结构研究 被引量:1
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作者 武鹏飞 王茂军 张学霞 《遥感信息》 CSCD 2010年第5期105-109,共5页
利用遥感技术结合地面调查的方法对2008年春季北京西部山区乔木群落的多样性进行了研究。提取归一化植被指数(NDVI),并计算NDVI随时间的变化率(△NDVI);利用地面调查数据计算研究区的健康指数、Mar-galef丰富度指数、Shannon-Wiener多... 利用遥感技术结合地面调查的方法对2008年春季北京西部山区乔木群落的多样性进行了研究。提取归一化植被指数(NDVI),并计算NDVI随时间的变化率(△NDVI);利用地面调查数据计算研究区的健康指数、Mar-galef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数,并分析△NDVI、健康指数和多样性指数之间的关系。结果表明:(1)健康指数和多样性指数之间存在正相关关系,群落多样性指数越高,群落的整体健康状况越好。(2)△NDVI与健康指数之间呈正相关关系,健康指数越高的群落,单位时间内NDVI的增加值越大,植被群落的生长变化越明显。(3)△NDVI的高低可以代表区域植被的健康程度,反映区域植物群落的丰富度、多样性。△NDVI的值越高,植被群落的健康程度越好,植被群落的丰富度、多样性指数越高。本文的研究较好的将遥感技术和地面调查相结合,对△NDVI与群落植被健康程度、多样性指数进行了研究和验证,为以后研究植被群落多样性提供了一定的借鉴。 展开更多
关键词 植被群落 多样性指数 健康指数 北京西部山区 归一化植被指数
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基于无人机高光谱影像的建筑垃圾分类研究 被引量:12
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作者 徐隆鑫 孙永华 +5 位作者 吴文欢 邹凯 何仕俊 赵元铭 叶淼 张晓涵 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期3927-3934,共8页
建筑垃圾“围城”已经成为现阶段城市环境治理面临的主要问题,严重制约了城市生态环境的可持续发展,做好建筑垃圾的分类对保护城市水资源、提高城市土地利用率、提升居民生活质量意义重大。该研究将GaiaSky-mini 2推扫式机载高光谱成像... 建筑垃圾“围城”已经成为现阶段城市环境治理面临的主要问题,严重制约了城市生态环境的可持续发展,做好建筑垃圾的分类对保护城市水资源、提高城市土地利用率、提升居民生活质量意义重大。该研究将GaiaSky-mini 2推扫式机载高光谱成像仪(400~1000 nm)搭载在经纬M600Pro无人机上,选择晴朗无风的试验环境,实时获取研究区高光谱遥感影像。对采集的研究区高光谱遥感影像进行几何校正、图像裁剪、辐射校正等预处理;将研究区内地物分为背景地物和建筑垃圾两大类,其中背景地物包括芦苇、蒿子、水体、阴影、裸土和柏油路,建筑垃圾包括白色塑料、防尘布、地基渣土和瓦砾砂石;基于影像像元选取样本点,分别提取研究区内6种背景地物和4种建筑垃圾的光谱信息,制作光谱曲线,并依据光谱特征差异,选取特征波段,通过波段计算统计并选取合理阈值,利用决策树分类法实现背景地物的分离和建筑垃圾的识别提取;针对不同类别的背景地物和建筑垃圾分别选取验证样本点,对背景地物的分离结果和建筑垃圾的识别结果进行精度评价。结果表明,背景地物和建筑垃圾总体识别精度为85.91%,Kappa系数为0.845;针对建立的背景地物分离决策树,6种背景地物的分类效果均较好,其中芦苇、柏油路和裸土的生产者精度为95%,整体能较好的将背景地物分离;针对建立的建筑垃圾识别决策树,防尘布和瓦砾砂石的生产者精度为95%,白色塑料和地基渣土的生产者精度为90%,能精确的提取研究区内的建筑垃圾。研究表明决策树分类法在无人机高光谱遥感影像中实现建筑垃圾的识别与提取具有很好的分类准确度,同时也验证了无人机高光谱遥感在建筑垃圾分类提取领域的科学性和可行性,对未来建筑垃圾的分类识别工作具有一定的实际意义。 展开更多
关键词 无人机 高光谱遥感 决策树 建筑垃圾分类
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基于不同游客视角的百花山自然保护区生态系统服务社会价值评估 被引量:7
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作者 王妍 李欣茹 +1 位作者 张甜甜 徐建英 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第22期9446-9458,共13页
自然保护区的生态系统服务(Ecosystem Service,ES)的社会文化价值,是支持自然保护区多元化发展、践行生态文明建设的重要路径。以北京市百花山自然保护区为例,结合社会调查数据和地理空间数据,在对生态旅游者和一般游客有效分类的基础上... 自然保护区的生态系统服务(Ecosystem Service,ES)的社会文化价值,是支持自然保护区多元化发展、践行生态文明建设的重要路径。以北京市百花山自然保护区为例,结合社会调查数据和地理空间数据,在对生态旅游者和一般游客有效分类的基础上,使用SolVES模型、相关性分析和社会网络分析等方法探索二者对研究区ES社会文化价值的认同差异、空间差异、作用关系差异及影响因素差异。研究发现:(1)生态旅游者对ES社会价值的价值认同比一般游客高,特别体现在学习、生物多样性、精神和生命可持续价值这4种价值类型上;(2)百花草甸是两类游客ES社会价值分布的热点区域,生态旅游者感知的美学、学习、生物多样性、精神和生命可持续价值的高值区的分布范围较一般游客更广,一般游客感知的娱乐和康体健身价值的高值区的分布范围较生态旅游者更广;(3)两类游客均认为不同ES社会价值类型间为协同关系,其中学习价值对生态旅游者而言是最具影响力的社会价值类型,生物多样性、精神、生命可持续和未来价值对一般游客而言是最具影响力的社会价值类型;(4)对旅游设施的满意度显著影响两类游客对关键价值类型的评估,但影响方式不同。此外对环境教育的满意度和是否知道百花山是国家级自然保护区分别是影响生态旅游者和一般游客对关键价值类型评估的社会要素,NDVI和ELEV分别是影响生态旅游者和一般游客对关键价值类型评估的空间要素。建议在自然保护区生态旅游的规划建设中,需要考虑不同游客对ES社会价值的感知差异,积极探索协同ES社会价值的供给,支持自然保护区自然资源管理和生态旅游规划。 展开更多
关键词 生态系统服务社会价值 游客 百花山国家级自然保护区 SolVES模型 权衡和协同
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野生动物肇事补偿对社区居民态度改变的作用及机制——以四川卧龙国家级自然保护区为例 被引量:3
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作者 李红敏 李欣茹 +1 位作者 谢美钰 徐建英 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第24期10376-10386,共11页
野生动物肇事补偿是缓和人与野生动物冲突的常用措施之一,其核心目的是补偿社区居民的经济损失并最终改善社区居民对于肇事动物的态度,实现人与野生动物的和谐共处。以四川卧龙国家级自然保护区为例,研究了目前以及假设补偿后社区居民... 野生动物肇事补偿是缓和人与野生动物冲突的常用措施之一,其核心目的是补偿社区居民的经济损失并最终改善社区居民对于肇事动物的态度,实现人与野生动物的和谐共处。以四川卧龙国家级自然保护区为例,研究了目前以及假设补偿后社区居民态度的变化及其影响因素和作用机制。在对态度进行多维特征划分的基础上,使用Wilcoxon秩和检验、二元logistic回归模型等方法探究野生动物肇事补偿对社区居民态度改变的作用以及影响因素。研究发现:野生动物肇事补偿可显著改变社区居民对于肇事动物的态度,且均发生了积极的改变,但对不同维度态度的改变作用不同。其中,喜厌态度的改变最明显,其次是捕杀态度和保护态度,最后是期望态度。肇事补偿对于社区居民的态度及其改变作用受到其社会经济特征的影响,其中是否受到过野生动物破坏、耕作总收入或总收入中耕作收入比重以及受教育程度显著影响社区居民的态度,农地总面积、牲畜数量、玉米地面积会显著影响社区居民情感态度的改变,玉米地损失面积会显著影响社区居民行为态度的改变。论文进一步讨论了各个影响因素的作用机制,并根据研究结果提出了普及肇事补偿制度、完善肇事补偿机制、调整生计策略和种植结构、通过多种方式培育社区居民对于肇事动物的情感和责任等减缓人与野生动物冲突的措施。 展开更多
关键词 野生动物肇事补偿 社区居民态度 态度改变 冲突减缓措施 影响因素 四川卧龙国家级自然保护区
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