《基於時空信息熵的延河流域生態環境質量評價方法研究》是依託清華大學，由趙紅蕊擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於時空信息熵的延河流域生態環境質量評價方法研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：趙紅蕊
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
延河流域生態環境問題日益突出，自然災害頻發，已成為制約其可持續發展的瓶頸問題。本研究擬以延河流域為研究區域，收集長時間序列遙感數據，基於定量遙感反演及時空信息分析，研究如下內容：1、重要水熱參數的定量遙感反演方法；2、借鑑度量系統不確定性及分布無序度的信息熵意義，提出時空信息熵、時空關係信息熵概念，研究其生態學意義；3、生態環境參數的最適研究尺度探究；4、通過互信息分析，研究熵權法構建生態環境質量評價模型方法；5、套用新方法評價延河流域生態環境質量狀況，揭示延河流域生態環境質量時空演變規律，並探究其驅動力因子。本研究可實現如下目標：1、可業務化的定量遙感反演方法；2、基於信息熵理論的流域生態環境質量評價方法；3、為延河流域生態環境建設提供輔助決策支持，也為類似區域提供相關理論和方法。
結題摘要
延河流域生態環境問題日益突出，已成為制約其可持續發展的瓶頸問題。本研究以延河流域為研究區域，收集長時間序列遙感數據、氣象觀測數據、社會統計數據及地面調研數據，基於定量遙感反演及時空信息分析，重點研究了如下內容：1、生態環境質量評價相關：基於地表溫度解析解表達式，研究了地表溫度及土壤水分的定量遙感反演方法；提出了時空信息熵的概念，分別給出了時間信息熵和空間信息熵的計算模型，分析了其生態學意義，並基於此，提出了延河流域生態環境質量評價方法並進行了實踐；2、人類活動與生態環境關係相關：針對延河流域典型的細小水體遙感提取難題，提出了遙感水體提取模型；針對流域耕地信息提取的瓶頸，提出了多時相遙感耕地信息提取策略；提出了流域尺度生態盈餘和生態赤字的計算方法，計算了延河流域生態足跡與生態承載力，核算了2000年、2010年及2017年延河流域的生態盈餘/赤字結果並進行分析；3、人類聚集區域相關：針對城市信息分析需求，提出了基於深度學習的城市功能區分類方法；引入複雜科學理論，研究了城市範圍的確定方法和城市標度律。本研究取得的主要結果包括：1、延河流域生態環境質量評價及決策建議；2、時、空信息熵模型及其生態學意義；3、積累了比較完備的延河流域生態環境相關的時空數據集。本研究的科學意義在於：1、提出了具有生態學意義的時空信息熵概念及其計算模型；2、人類活動與流域生態環境之間的相互影響是流域生態環境質量變化之驅動力，亦是可持續發展的重要研究視角。
