基于遥感云计算的生态大数据平台建设：理论、方法与实践
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作者董金纬
出版社科学出版社
ISBN9787030747297
出版时间2024-03
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定价198元
货号1203233114
上书时间2024-09-12
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目录
目录
“地球大数据科学论丛”序
序
前言
第一篇 理论篇
第1章 生态大数据平台建设：背景和基本概念 3
1.1 生态大数据平台建设的国家需求和科学意义 3
1.2 现有生态大数据平台存在的不足和需求展望 4
1.3 新技术进展前沿：生态大数据与遥感云计算 6
1.3.1 生态大数据 6
1.3.2 遥感云计算 8
1.4 基于遥感云计算的生态大数据平台建设思路 8
1.4.1 建设目标与要求 8
1.4.2 建设思路 9
参考文献 9
第2章 生态大数据平台建设的指标体系. 11
2.1 生态大数据平台建设的指标体系设计原则 11
2.1.1 科学性原则 13
2.1.2 可操作性原则 13
2.1.3 系统性原则 13
2.2 生态大数据平台指标体系的选取 14
2.2.1 生态空间管控指标体系 15
2.2.2 生态功能保障指标体系 20
2.2.3 生态安全胁迫指标体系 26
2.3 生态大数据平台指标体系的构建 28
参考文献 30
第3章 遥感云计算 32
3.1 遥感云计算的概念与进展 32
3.1.1 遥感大数据时代的到来 32
3.1.2 云计算技术的不断发展 33
3.1.3 遥感云计算的出现与意义 34
3.2 基于遥感云计算的生态大数据分析案例 35
3.2.1 案例1：生态空间管控案例 36
3.2.2 案例2：生态功能保障案例 38
3.2.3 案例3：生态安全胁迫案例 39
参考文献 42
第4章 遥感云计算支持下的生态大数据平台构建 45
4.1 生态大数据平台的总体目标 45
4.2 生态大数据平台的总体架构 45
4.3 生态大数据平台的技术路线 47
4.3.1 生态大数据基础底座 48
4.3.2 生态大数据服务支撑及业务应用 49
第二篇 数据与方法篇
第5章 生态大数据体系与关键技术 53
5.1 生态大数据的数据来源 53
5.2 数据预处理技术 54
5.2.1 数据质量控制 55
5.2.2 时空数据融合 56
5.2.3 数据平滑插值 61
5.3 生态系统类型划分 75
5.3.1 人机交互目视解译 75
5.3.2 机器学习 75
5.3.3 深度学习 84
5.4 长期变化趋势分析 87
5.4.1 线性回归 87
5.4.2 Mann-Kendall检验 89
5.4.3 Theil-Sen斜率估计 90
5.5 年际变化拐点检测 95
5.5.1 BFAST 95
5.5.2 LandTrendr 97
5.6 空间格局刻画 109
5.6.1 空间自相关 109
5.6.2 地理探测器 111
5.6.3 时空变化分析 112
5.7 归因分析 113
5.7.1 残差分析 114
5.7.2 相关性分析 114
参考文献 115
第6章 生态空间管控 117
6.1 生态空间管控遥感监测进展 117
6.2 生态空间数据产品与方法 119
6.2.1 生态系统分类体系 119
6.2.2 地面样本 120
6.2.3 分类方法 120
6.2.4 精度验证 122
参考文献 122
第7章 生态功能保障 124
7.1 生态功能保障遥感监测进展 124
7.2 基础数据与方法 125
7.2.1 植被长势 125
7.2.2 植被覆盖度 126
7.2.3 水体面积 126
7.2.4 遥感生态指数 127
7.3 供给功能评估 129
7.3.1 总初级生产力 129
7.3.2 净初级生产力 130
7.3.3 净生态系统生产力 130
7.3.4 净生物群区生产力 130
7.3.5 固碳释氧功能指数 131
7.4 生物多样性保护功能评估 131
7.4.1 生境质量 132
7.4.2 生物丰度指数 132
7.4.3 生物多样性评估 132
7.4.4 生境适宜性评估 132
7.5 水源涵养功能评估 133
7.5.1 水源涵养量 134
7.5.2 水源涵养功能保有率 134
7.5.3 地表径流量 134
7.6 土壤保持功能评估 135
7.6.1 土壤水蚀模数 135
7.6.2 土壤保持量 136
7.6.3 土壤保持功能保有率 136
7.7 防风固沙功能评估 136
7.8 遥感驱动的生态功能评估过程模型 137
7.8.1 CEVSA-ES模型发展 138
7.8.2 生态系统功能模拟过程 139
参考文献 141
第8章 生态安全胁迫 144
8.1 生态安全胁迫遥感监测进展 144
8.1.1 自然胁迫因子 144
8.1.2 人为胁迫因子 147
8.2 生态安全胁迫因子数据集 150
8.2.1 自然胁迫数据集 150
8.2.2 人为胁迫数据集 154
参考文献 157
第三篇 实践篇
第9章 生态空间管控实践 163
9.1 专题案例：中国生态空间演变分析 163
9.1.1 中国生态空间分类体系 164
9.1.2 1990～2020年中国生态空间演化特征 166
9.1.3 1990～2020年区域生态空间演化特征 167
9.2 专题案例：中国南部典型城市生态用地演变与预测 170
9.2.1 1990～2015年广州市生态用地数量变化 170
9.2.2 1990～2015年广州市等效生态面积 171
9.2.3 1990～2015年广州市生态贡献率 173
9.2.4 未来广州市生态用地转移概率 173
9.3 专题案例：湖泊生态系统的空间分布和格局变化 175
9.3.1 1991～2017 年蒙古高原湖泊变化的时空格局与归因分析 177
9.3.2 气候变化下1991～2018 年青藏高原湖泊变化的时空格局 187
9.4 专题案例：农业生态系统亚类信息的监测与提取 191
9.4.1 东北农业混杂种植区的多种作物精准识别 191
9.4.2 南方典型多云多雨区的水稻熟制信息提取 192
参考文献 194
第10章 生态功能保障实践 197
10.1 案例研究：中国陆地生态系统重要功能时空动态评估 197
10.1.1 重要生态系统功能空间格局 197
10.1.2 重要生态功能时间变化趋势 198
10.2 专题案例：典型区域森林生态系统固碳能力评估 202
10.2.1 森林生态系统碳固定功能估算 202
10.2.2 森林生态系统碳固定功能评估 205
10.2.3 过去30年森林生态系统碳固定功能变化 205
10.2.4 未来30年森林生态系统碳固定功能变化情景 205
10.3 专题案例：京津冀地区生态系统服务变化评估 207
10.3.1 京津冀地区概况 209
10.3.2 生态系统类型及其时空格局演变特征 209
10.3.3 生态系统防风固沙功能时空格局演变特征 211
10.3.4 生态系统水源涵养功能时空格局演变特征 212
10.3.5 生态系统土壤保持功能时空格局演变特征 215
10.3.6 生态系统核心功能变化的驱动因素分析 217
10.4 专题案例：秦岭-巴山地区大熊猫生境变化评估 223
10.4.1 气候变化对大熊猫种群数量影响模拟 224
10.4.2 气候变化条件下大熊猫保护措施建议 228
参考文献 229
第11章 生态安全胁迫实践 232
11.1 专题案例：水分条件下陆地生态系统碳水通量响应 232
11.1.1 数据与方法 234
11.1.2 结果 236
11.2 专题案例：自然保护区生态管控与干扰压力评估 241
11.2.1 自然保护区的范围与研究方法 242
11.2.2 保护区内外发展压力及变化评估 244
11.2.3 保护区外部发展压力对内部产生的潜在影响评估 249
11.2.4 保护区外部发展压力对沿不同人口梯度保护区的影响 250
参考文献 251
第12章 生态修复成效监测评估实践 253
12.1 专题案例：三北防护林森林变化监测评估 253
12.1.1 三北防护林森林面积监测 254
12.1.2 三北防护林森林面积变化 255
12.2 专题案例：黄土高原退耕还林还草生态成效评估 257
12.2.1 黄土高原退耕范围 258
12.2.2 黄土高原GPP 年际变化 259
12.2.3 退耕还林还草对GPP 的影响 260
第13章 基于遥感云计算的甘南藏族自治州生态大数据平台 263
13.1 甘南州生态大数据平台建设背景 263
13.1.1 甘南藏族自治州概况 264
13.1.2 甘南州生态保护与高质量发展的区域定位 264
13.2 甘南州生态大数据平台总体设计 265
13.2.1 服务对象与主要措施 265
13.2.2 智慧平台的设计思路 266
13.2.3 智慧平台的总体架构 266
13.3 基于遥感云计算的甘南州生态大数据平台功能 267
13.3.1 生态系统结构动态监测与分析 267
13.3.2 生态功能保障现状与变化分析 270
13.3.3 生态安全胁迫与驱动机制分析 275
13.3.4 生态修复工程成效评价与建议 279
内容摘要
本书聚焦于遥感云计算的生态大数据平台技术前沿，从理论、方法、实践三个方面进行系统的阐述，首先介绍了基于遥感云计算的生态大数据平台的背景、基本概念与原理；其次介绍了基于遥感云计算的生态大数据平台的数据、方法与关键技术；最后介绍了基于遥感云计算的生态大数据平台在土地覆盖和土地利用信息提取及生态学应用的近期新进展，并提供了基于遥感云计算的甘南州生态大数据平台案例。
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