沙尘天气事件作为一种危害性极大的灾害天气, 对我国西北干旱区生态环境影响显著。 借助于地面实测颗粒物数据、 MODIS影像数据、 OMI传感器影像数据、 CALIPSO激光雷达数据, 采用HYSPLIT模式对我国西北地区2016年一次典型沙尘事件时空演变特征进行研究。 首先, 基于PM2.5/PM10指数判断西北地区典型城市大气污染源性质以及污染情况; 然后, 利用MODIS影像MCD19-A2数据产品-气溶胶光学深度AOD数据、 OMI-Aura L3级OMAEROe数据产品-紫外吸水性气溶胶指数AAI数据和CALIPSO-Level1级数据, 分析大气气溶胶中沙尘水平空间分布特征; 最后, 借助HYSPLIT模式模拟沙尘气流后向轨迹, 确定区域内沙尘传送路径。 研究结果显示, 西北地区典型城市中西宁、 兰州、 银川在2016年4月30日—5月1日前后PM10指数均超过200 μg·m-3, PM2.5/PM10均小于0.6, 且处于较低值, 这表明是由于自然污染源影响导致空气中可吸入颗粒物含量上升, 可推测此次为沙尘暴事件影响; 大气气溶胶在沙尘事件发生期间呈现出明显水平变化特征, 沙尘事件起源于南疆盆地, 在5月1日至5月4日持续影响新疆南部和中部地区, 青海、 甘肃、 宁夏以及陕西部分地区也受到影响; 根据其变化可知, 塔克拉玛干沙漠是本次沙尘天气事件气溶胶污染形成的中心, 此次沙尘暴事件影响范围主要有新疆南部盆地和中部以及青海省北部地区; 通过对气流轨迹模拟结果来看, 2016年4月30日—5月1日沙尘暴事件通过偏西型路径主要影响新疆以及青海部分地区, 经分析可得其沙尘物质可能来源于南疆盆地、 新疆北部位于准噶尔盆地内部古尔班通古特沙漠以及境外哈萨克斯坦等地区。 这些研究结果将为抑制西北地区沙尘源地起沙过程、 保护生态环境可持续发展提供重要科学依据。

防护林是我国荒漠绿洲区主要植被类型, 可为该地区防风固沙、 水盐调控、 水热平衡提供有力保障, 调查防护林空间分布信息十分重要。 然而荒漠绿洲防护林条带较窄、 斑块面积小、 分布广且零散, 不易大尺度准确提取。 为解决此难点, 以磴口县荒漠绿洲为研究区, 基于GF-2号遥感影像, 采用面向对象分类技术提取防护林空间分布信息。 分类前, 首先基于局部方差（LV）和LV变化率（ROC）曲线, 选取分割防护林的最优分割尺度。 然后采用随机森林（RF）算法的袋外误差率（OOB error）及基尼系数（Gini）对包含光谱、 形状和纹理的分类特征进行重要性评估并筛选特征、 优化模型参数; 最后, 基于随机森林、 CART决策树、 支持向量机（SVM）、 K近邻（KNN）四种分类器提取防护林空间分布信息并对比验证。 结果表明: (1）采用ROC-LV曲线方法相比于遍历分割参数, 可更客观更高效地筛选最优分割参数的可能值; (2）基于RF算法计算的袋外误分率和基尼系数可以有效筛除冗余特征, 配合分类器参数优化, 在保证分类精度的同时, 有效提高分类器性能, 大幅提升数据处理速度; (3）基于实测数据集对分类结果进行验证, 结果显示基于随机森林算法的特征优化结合SVM分类器提取的防护林空间分布信息精度最高, 生产者精度达到97.14%, 总体防护林面积为208.99 km2, 与实际210 km2接近, 在小区块中, SVM分类器的分类效果优于其他三种分类器; (4）因GF-2影像分辨率高, 并且含有近红外波段, 通过波段合成得到亚米级信息, 故基于面向对象的方法能够以单条林带为基本单位研究防护林林网属性, 例如提取断带信息等林网结构特征。 研究结论可为荒漠绿洲区带状防护林提取提供重要技术支撑。