Multi-Scale Spatiotemporal Change Characteristics Analysis of High-Frequency Disturbance Forest Ecosystem Based on Improved Spatiotemporal Cube Model
Multi-Scale Spatiotemporal Change Characteristics Analysis of High-Frequency Disturbance Forest Ecosystem Based on Improved Spatiotemporal Cube Model
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基于改进时空立方模型的高频扰动森林生态系统多尺度时空变化特征分析
DOI：
10.3390/rs13132537
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发表时间：
2021-06
期刊：
影响因子：
5
通讯作者：
Peng Tao
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang Yangcen;Liu Xiangnan;Liu Meiling;Zou Xinyu;Zhang Qian;Peng Tao
高频干扰的森林生态系统由于自然和人为因素的影响，在不同的时空尺度上经历着复杂而频繁的变化。从卫星图像时间序列中有效捕捉这些时空变化的特征，是确定其原因和预测其趋势的有力而实用的手段。在此，我们结合时空立方体和植被指数，开发改进的时空立方体（IST立方体）模型。利用该模型获得了研究区1987 - 2020年森林生态系统的时空动态，并将其划分为4个时空尺度。结果表明，立方体核只存在于不断增加的IST立方体中，这些立方体分布在居民区和森林中。IST立方体的长度意味着触发器的持续时间。人类活动导致长期小范围的IST立方体，在居民区附近的影响是增加的，而内部没有变化。气象灾害影响时间短、范围大、不规则。土地利用类型变化引起短期小范围的IST立方体和有规律的影响。总体而言，我们报告的鲁棒性和强度的IST立方体模型在捕捉森林生态系统的时空变化，提供了一种新的方法来研究复杂的变化，通过遥感森林生态系统。
High-frequency disturbance forest ecosystems undergo complex and frequent changes at various spatiotemporal scales owing to natural and anthropogenic factors. Effectively capturing the characteristics of these spatiotemporal changes from satellite image time series is a powerful and practical means for determining their causes and predicting their trends. Herein, we combined the spatiotemporal cube and vegetation indices to develop the improved spatiotemporal cube (IST-cube) model. We used this to acquire the spatiotemporal dynamics of forest ecosystems from 1987 to 2020 in the study area and then classified it into four spatiotemporal scales. The results showed that the cube-core only exists in the increasing IST-cubes, which are distributed in residential areas and forests. The length of the IST-cube implies the duration of triggers. Human activities result in long-term small-scope IST-cubes, and the impact in the vicinity of residential areas is increasing while there is no change within. Meteorological disasters cause short-term, large scope, and irregular impacts. Land use type change causes short-term small scope IST-cubes and a regular impact. Overall, we report the robustness and strength of the IST-cube model in capturing spatiotemporal changes in forest ecosystems, providing a novel method to examine complex changes in forest ecosystems via remote sensing.
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