刘爱霞1 王静1 刘正军2
（1.国土资源部土地利用重点实验室，中国土地勘测规划院，北京，100035；2.中国测绘科学研究院，北京，100039）
摘要：本文主要讨论基于 MODIS 16 天合成的 NDVI 时间序列数据、8 天合成 LST 数据、1∶5 万DEM数据以及其他辅助数据相结合，进行北京西北部地区土地资源现状调查和土地利用及植被覆盖多年变化的研究。首先选取适合于 MODIS 数据分类的土地覆盖分类系统，用 PCA 方法对NDVI 时间序列数据进行信息增强与压缩处理，结合LST数据、DEM数据及降雨温度数据，利用模糊K－均值非监督分类法，进行研究区的土地覆盖分类，得到土地资源现状情况。然后利用变化矢量（CVA）分析方法对北京西北部地区的土地利用及植被覆盖的多年变化状况进行了分析。结果表明，MODIS 数据能很好地应用于大范围的土地资源监测中，并能得到较好的结果。
关键词：北京西北部；MODIS；土地资源现状；土地利用及植被覆盖变化
随着“人口－资源－环境”之间的矛盾日益尖锐，为了实现可持续发展的战略目标，世界各国政府都在大力加强资源与生态环境监测系统的建设。我国《全国生态环境建设规划》和《全国生态环境保护纲要》也明确提出要完善生态环境监测和信息服务体系。国土资源部《科技发展“十五”计划纲要》强调大力推进国土资源管理工作的信息化，强调努力实现国土资源调查评价工作的现代化。其中，土地资源调查与监测是其主要内容之一。
随着现代遥感技术的迅速发展，适合于不同空间尺度土地资源调查监测的各种遥感数据相继出现。目前，SPOT5、Landsat TM/ETM＋遥感数据是土地资源调查的主要数据源，适合于乡级、县级、区域级等不同尺度，但是应用于较大空间尺度的土地资源调查时，耗费大量人力、物力，且不经济。近年出现的中空间分辨率、高时间分辨率的 MODIS 数据为大尺度的土地资源调查提供了更好的数据源。Tucker 等人研究表明［1］，归一化植被指数 NDVI 实际反映了植被生物量、覆盖度和叶绿素含量三方面的生物物理化学性质，利用不同时相条件下的 NDVI序列，可以比较准确地反映植被的生长季相变化的规律。这成为利用遥感数据进行大区域范围植被和土地覆盖制图的基本思路［2～4］。
本文尝试以MODIS的NDVI时间序列数据集为主要数据源，结合MODIS LST、DEM、降雨、温度等辅助数据，首先选取适合的土地覆盖分类系统，通过 PCA 等数据处理方法，使用模糊K－均值非监督分类法，进行北京西北部地区的土地覆盖自动分类研究；然后利用变化矢量（CVA）分析方法对该区的土地利用及植被覆盖的多年变化状况进行分析，以便为大尺度土地资源的调查监测提供一种快速便捷的方法。
1 研究区概况
北京西北部地区是我国生态环境建设部门重点关注和投资的地区，本研究区主要包括北京市西北部的风沙源区，涉及河北、山西、内蒙古三省 8个市（地、盟）的 51个县（市、旗），土地总面积为22.83×104 km2。该区范围西起内蒙古的四子王旗，东至内蒙古的敖汉旗，南起山西的代县，北至内蒙古的阿鲁克尔沁旗，地理坐标为东经 110°20′～121°01′，北纬38°51′～45°25′。
研究区地处内蒙古高原中部、黄土高原的北端，位于内蒙古、山西和河北三省交界处，区内地表形态主要由高原、山地、丘陵和盆地几大部分组成，地势呈中间高、南北低趋势。研究区跨中温带和寒温带，属干旱、半干旱大陆性季风性气候，气候变化较为明显。冬春季节受西伯利亚和蒙古冷高压控制，气候干燥少雨，主导风向为西北风，风力强劲，风蚀型外营力地质作用极为强烈，研究区北部的浑善达克沙地和科尔沁沙地，生态环境极为脆弱，是北京西北部地区的主要风沙源区。区域夏秋季节受太平洋副热带高压控制，多东南风，风力较弱，水汽补给较少，气候炎热少雨。区域年均气温 12.6℃以下，年降雨量为200～750mm，但降雨集中，降雨强度大，外加区域地势比降大，土质疏松，水蚀型外应力地质作用和重力侵蚀作用强烈，水土流失严重，而且容易发生滑坡和泥石流。
2 数据及预处理
2.1 遥感数据
本文所用遥感数据是美国EROS数据中心提供的MODIS影像。NDVI数据是2001～2004年16日合成的时间序列数据，共23个时相，空间分辨率为250m。陆面温度（LST）是2002年的8日合成时间序列数据，共46个时相，空间分辨率为1 km。
在 MODIS 数据处理中，用 MRT 几何纠正与镶嵌软件完成了图像的几何纠正和镶嵌。然后用最大合成法（MVC）对同一区域内植被指数、陆面温度等多时相的数据进行合成预处理，即图像中每一像元用j天中的最大像元值来代替，该处理的目的是为了减少大气的云、颗粒、阴影、视角以及太阳高度角的影响（Brent，N.H.，1986）。虽然最大合成过程（MVC）减少了大气的云、颗粒等的影响，但是云污染仍存在，接着采用改进的 BISE （the best index slope extraction）方法进行 NDVI 的多时相去云处理。尽管所用 MODIS 的LST 数据都是8 天合成数据，但 Ts 数据质量非常差，为了解决数据残缺的问题，我们利用线形回归来模拟这些数据。地表温度是高度空间相关的，相邻时相同一区域内的 Ts 在空间上存在某种相同的相关性，用线性关系来拟和这种关系；用相同大小的模板同时在被修复图像和参考图像上滑动，如果处于被修复图像模板中心值是零值或异常值，则用最小二乘法求出两个模板内有效数据间的线性回归系数，然后用该系数和参考图像模板中心值求出新值替代原来的零值或异常值。
2.2 其他辅助数据
辅助数据主要有通过 ETM＋数据目视解译得到的 2002年北京西北部地区土地利用现状图，北京西北部地区 1∶50000 DEM 数据，北京西北部地区的降水、温度数据。利用北京西北部地区各气象站点资料先计算各站点的年平均积温、年平均降水量，然后利用Kriging 插值方法获得北京西北部地区栅格的年平均气温、年平均降水量分布图。
3 研究方法
3.1 土地覆盖分类
（1）选取适合于 MODIS 数据分类的土地覆盖分类系统，本研究采用《基于遥感数据的土地利用/土地覆被分类体系》［5］。该分类体系最重要的特色在于，针对不同空间尺度和所对应的遥感数据源，都具有其相应的分类，而且分类类型逐渐细化。对于一级分类和二级分类，侧重于土地覆被的分类，即对于中、低空间分辨率遥感数据，以土地覆被分类为主。
（2）用 PCA 方法对 NDVI 时间序列数据进行信息增强与压缩处理，以排除各种干扰因素，提高分类精度。采用 PCA变换可以将原有的12个月中有用的NDVI信息中的绝大部分压缩到少量的前几个主分量中，同时排除了部分由于数据质量等原因引起的噪声。因此，利用 PCA变换可以有效保证分类精度不受损失。实际结果的研究也表明，PCA 在对于抑制噪声影响和保证分类精度起到了重要的作用［6］。
（3）结合 LST 数据、DEM 数据及降雨温度数据，利用模糊K－均值非监督分类法，进行研究区的土地覆盖分类［7］，经过分类后处理，对分类发生明显错误的图斑进行更正，得到北京西北部地区的土地覆盖分类图。
3.2 土地利用及植被覆盖多年变化分析
变化向量（CVA）分析是一种非常有潜力的植被比较分析方法，根据变化矢量的强度和方向判定变化的区域和类型［8］。变化矢量分析技术用指示参数年时序中的每个数据值作为时序空间的一点，时序空间连续几年的点连接成变化矢量。变化矢量的方向确定了变化的推进，矢量的大小表征了变化的强度。
例如，用连续多年12个月的数据来进行变化矢量分析，则变化矢量空间由每年的12个变化监测指示因子图像构成，故全年指示因子对应于一个12 维的时间矢量：
土地信息技术的创新与土地科学技术发展：2006年中国土地学会学术年会论文集
P （i，x）表示像元i对应于x年的矢量，x （t）为像元i在时间t1到tn的指示因子值，n表示时间维数。矢量的模‖P‖ 代表了全年指示因子累积，矢量的方向为全年指示因子的时间曲线形状的综合反映。
任意两年间指示因子的任何变化都会表现在这12维空间中，这种变化可用变化矢量描述如下式：
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ΔP （i）是像元i从x年到y年的变化矢量。ΔP （i）包含了（y－x）年间，像元i在每一时间维上的变化信息。变化矢量的模‖ΔP （i）‖，由欧氏距离（Enclidean distance）决定，表示了指示因子变化的强度。
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当‖ΔP （i）‖超过某一阈值时，往往对应着植被覆盖类型从一种类型转变成另一种类型。ΔP （i）的方向由一系列的角度定义，决定了指示因子的变化过程。
对计算出变化矢量强度，依据图像的直方图特征和地面资料可以采用阈值分割的方法划分不同的矢量变化强度等级。
借助于指示因子累计值的变化率来判断矢量变化类型。变化率的定义如下：
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4 结论与讨论
4.1 土地资源现状调查
通过对研究区2002年12个月的NDVI时间序列数据进行主成分分析得到的前四个主分量，基于1 km 分辨率的 MODIS 8 天合成 LST 数据得到的研究区年均 LST 数据，1∶5 万DEM数据，然后结合降雨温度数据，采用模糊K－均值非监督分类法，得到北京西北部地区的土地覆盖分类结果。然后，对分类结果进行分类后处理，对分类发生明显错误的图斑进行更正，最后得到2002年北京西北部地区的土地覆盖分类图（图1）。
图1 2002年北京西北部地区土地覆盖分类图
通过图1和图2可以看出，北京西北部地区土地覆盖类型中草地的覆盖面积所占比例最大，约占总面积的53%，内蒙古高原的浑善达克沙地和丘陵区及研究区东部的科尔沁草原南缘地带呈集中连片分布；中西部坝上高原地区的低洼处和河湖滩地的周边、阴山山脉东部及周边地区的丘陵地区也比较集中。牧草地总面积的60%以上分布在沙质甚至沙砾质干旱草原区。农用地占研究区总面积的21%，主要分布在研究区西南部高原和盆地中，多呈条带状沿河谷和河流冲积平原分布。林地占研究区土地总面积的13%，主要分布在大兴安岭、燕山、恒山、阴山山脉地区，在研究区的东部和西南部山区是林地集中分布地区，且大多分布在山体的上部。裸地占研究区总面积的8%，主要分布在北部浑善达克沙地和东部的科尔沁沙地。研究区中，湿地、水域和建设用地所占面积比例最小。
图2 2002年北京西北部地区各土地覆盖类型所占比例
4.2 土地利用与植被覆盖多年变化
用变化矢量分析法对北京西北部地区2001～2004年NDVI 的变化进行监测。所用数据是北京西北部地区2001～2004年的每月的最大 NDVI 时间序列值，首先计算 NDVI的变化矢量模，然后采用对变化矢量模进行图像分割的技术来生成 NDVI 的变化强度。图像分割满足：①相似性原则，即同一区域内像元应相似；②非连续原则，即从一个区域向另一个区域搜索，像元一定有某些变量特征（梯度等特征）发生突变，从而确定边界。
4.2.1 变化强度
NDVI 变化强度反映了植被覆盖的变化情况。综合考虑植被覆盖度变化矢量模的直方图、均值和方差来确定每个分割点，对变化矢量模进行分割得到变化强度。
表1 矢量变化强度不同等级阈值
从图3和图4中可以看出，2001～2004年4年间，北京西北部绝大部分地区土地利用/植被覆盖状况没有发生大的变化，生态系统基本维持平衡。无变化和低变化地区占北京西北部地区总面积的92.3%。
无变化区面积最大，占总面积的53.7%，主要分布于北京西北部地区的赤峰市、敖汉旗、翁牛特旗、巴林右旗和阿鲁科尔沁旗，北部的锡林郭勒盟和四王子旗等地，表明5年间三峡库区的植被覆盖在水平方向上很少变化。
低变化区面积占总面积的 38.6%，主要分布在北京西北部地区的察哈尔右翼中旗、察哈尔右翼前旗、克什克腾旗、正镶白旗、正蓝旗和太仆寺旗的交界处等地区。
中变化区的面积比较小，主要集中在北京西北部地区的凉城地区。
剧烈变化区，主要集中在北京西北部地区的西部地区、浑善达克沙地周围、克什克腾旗北部和四王子旗等地。
图3 北京西北部地区 2001～2004年植被指数 （NDVI） 变化强度
图4 植被覆盖度矢量变化强度面积比例
4.2.2 变化类型
以上计算了北京西北部地区4年间NDVI矢量变化强度。矢量变化强度反映了2001～2004年4年间北京西北部地区NDVI的变化程度，但无法判断这4年间植被覆盖度到底是增加还是减少了。因此可以同时借助 NDVI 变化强度和 NDVI 累计值的变化率来判断ND-VI 矢量变化类型［9］。
取变化强度的无变化和低变化的界值作为阈值 M，变化强度小于 M 的像元，被认为其变化为平稳型，当变化强度大于 M 时，再根据累计变化率来确定其变化类型。具体参数如下：
土地信息技术的创新与土地科学技术发展：2006年中国土地学会学术年会论文集
根据计算出NDVI的累积变化率，再考虑公式（5）可以得到NDVI矢量变化类型图。
从图5和图6可以看出，2001～2004年北京西北部地区的植被覆盖总体上表现为稳中增加的趋势。归纳起来的变化特征为：
图5 北京西北部地区 2001～2004年植被覆指数 （NDVI）
图6 植被覆盖度矢量变化强度面积比例
（1）植被覆盖变化类型中以平稳型为主，占整体面积的56.9%，主要分布于北京西北部地区的东北、西北等地区。
（2）增加型占的比重也比较大，占北京西北部地区面积的30.2%，主要分布在北京西北部地区中南部地区。
（3）减少型代表植被覆盖度有一定的减少，所占比重很小，主要分布在北京西北部地区的北部零散地区。
（4）波动型占北京西北部地区面积的10.9%，主要分布在北京西北部地区的东北部地区。植被覆盖的波动是正常的自然现象，它是植被正常生长、长期的气候变化等自然作用和各种人类经济活动共同作用的结果。
参考文献
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［9］中国测绘科学研究院.三峡库区相关生态环境监测技术研究.项目验收总结报告.2005，10
1979年于南京大学地理系地图计算机制图专业毕业后留校任教1981-1996在中国科学院兰州冰川冻土研究所工作1990年晋升为副研究员1993年开始享受政府特殊津贴1994年12月由中国科学院特批为研究员，并任本所遥感与地理信息系统研究室主任，甘肃省遥感中心副主任，兰州大学遥感与地理信息系统实验室主任及兼职教授。1997年10月调南京大学城市与资源学系（现地理与海洋科学学院）工作。现任GIS与遥感实验室主任，教授，博士生导师。曾先后赴日本、英国、美国、埃及、意大利和德国等国家进行合作研究与出席国际学术会议。1987年3月在意大利举行的国际遥感学术会议上当选为第三世界遥感协会（TWARS）副主席（1987-1994）。现主要社会兼职为中国遥感应用学会常务理事，中国地理学会环境遥感分会理事。多年来一直从事遥感与地理信息系统的研究与教学工作，在遥感数字图象处理，水资源遥感及雪冰灾害监测等研究领域具有特长。 遥感数字图像处理（本课课程）遥感、GIS、GPS技术与集成（硕士课程）地图学与地理信息系统进展（博士课程） 1992，“武威市国土资源信息系统研究”获国家计委1992年度科技进步三等奖1995，“重大自然灾害遥感监测”获中国科学院1997年度科技进步一等奖1995，“敦煌文物壁画的计算机储存与管理系统”通过甘肃省科委组织的科技成果鉴定 1996-1999，参加国家“九五”重点科技攻关项目“濒危珍贵文物信息的计算机存贮与再现系统”1996-1998，参加国家“九五”重点科技攻关项目“冰雪水资源和出山口径流变化及其趋势预测研究”1995-1997，参加国家自然科学基金项目“我国积雪遥感综合定量分析系统”1996-1998，负责西藏自治区“九五”重点项目“西藏那曲雪灾监测、评估与灾情环境研究”1998-2001，参加中德科技合作项目“土地利用与可持续发展(SILUP)”2000—2002，参加浙江省土地利用与土地覆被遥感综合调查研究2000-2003，负责株洲市房产局计算机综合管理信息系统2002，参加国土资源部重点科技项目“构建国家级土地利用和覆被变化数据库及服务系统”2003-2004，参加中国科学院知识创新工程重大项目“湖泊-流域基础数据库及其应用”2003-2005，负责中德科技合作项目“土地利用与可持续发展”二期 (SILUP Ⅱ)2005，参加国家“十五”重点科技攻关计划项目“生物多样性保护与生物安全管理技术研究”2005-2007，参加中科院领域前沿项目：湖泊水色遥感研究2005-2007，负责高等学校博士学科点专项科研基金：多版本时空对象进化数据模型研究 1. 米德生，张顺英，冯学智，卫星遥感影象在中国冰川积雪研究中的应用，科学出版社，19812. 冯学智，金德洪，积雪的若干光谱反射特性，科学通报，19843. 刘东顺，冯学智，成县土壤数值分类的初步研究，土壤学报，19854. 曹梅盛，冯学智，A Study of Spectral Reflection Characteristics for Snow, Ice and Water in North of China，IAHS Publ，19855. 冯学智，曾群柱，曹梅盛，地物反射光谱数据的分类方法与效果评价，能源出版社，19866. 冯学智，曾群柱，曹梅盛，地物波谱数据文件库的设计与管理，科学出版社，19887. 冯学智，T. J. Elsey，遥感图象的增强与冻土环境信息的提取方法，科学出版社，19888. 冯学智，曾群柱，金德洪，青海可可西里湖幅陆地卫星CCT数字图象的计算机处理与冰川特征解译，科学出版社，19889. 冯学智，王建，曾群柱，黄河上游卫星积雪监测中的冰雪水资源信息系统，科学出版社，199010. 陈贤章，冯学智，Glacial and Snowcover Monitoring in China，Proceeding of Asian Remote Sensing，199114. 那曲雪灾的遥感监测研究，1993，全国第八届遥感技术与应用学术会议论文集，科学出版社16. 我国牧区雪灾监测与评估系统中的数字地形分析及信息传输，1995，遥感技术与应用，Vol.10，No.117. 我国牧区雪灾遥感判别初步研究 ，1994，自然灾害学报，Vol.3，No．418. 青藏高原积雪、冰川及湖冰卫星监测系统的若干问题，1994 ，“青藏高原形成、演化、环境变迁与生态系统研究”文集，科学出版社19. 我国主要牧区雪灾遥感监测与评价系统中的数字地形分析及其信息传输，1995 ，遥感技术与应用20. 我国主要牧区雪灾的遥感监测与评估研究，1996，遥感新进展与发展战略，中国科学技术出版社21. 中国主要牧区雪灾遥感监测评估模型研究，1997，遥感学报，Vol.1,No．222. 积雪遥感动态研究的现状与展望，1997，遥感技术与应用，Vol．12，No．223. 西藏那曲雪灾的基本特征，1995，中国科学院兰州冰川冻土研究所集刊第8号，科学出版社24. WDC—D冰川(雪冰)冻土学科中心数据政策条文设想25. 冯学智，鲁安新，曾群柱，中国主要牧区雪灾遥感监测评估模型研究，遥感学报26. 积雪遥感动态研究的现状与展望，遥感技术与应用, 1997，Vol.12, No.2冯学智, 陈贤章. 雪冰遥感20年的进展与成果. 冰川冻土, 1998, 20(3)刘正军, 冯学智. 基于INTERNET的分布式组件GIS集成的实现方法. 遥感技术与应用, 1999, 14(3)冯学智. 北疆地区积雪深度的克里格内插估计. 冰川冻土, 2000, 12(4)冯学智. 卫星雪盖监测与玛纳斯河融雪径流模拟. 遥感技术与应用, 2000, 15(1)冯学智. 卫星雪盖信息的提取方法探讨. 中国图象图形学报, 2000, 5(10)宋广蕙, 冯学智, 王周龙. 南京市房产测绘信息系统的设计与实现. 计算机应用研究, 2000, 17赵书河, 冯学智, 赵锐. 中巴资源一号卫星南京幅数据质量与几何纠正评价. 遥感技术与应用, 2000, 15(3)冯学智, D. Frtsch, 王周龙等. Geo-information derivation and management. 中德合作研究项目文集(英文版), 2001冯学智, 王周龙, 都金康. SPOT卫星影象信息提取与自动化制图. 海峡两岸学术研讨会论文集, 2001赵书河, 冯学智, 赵锐, 黄家柱. 资源一号卫星数据在国土资源调查中的应用评价. 测绘通报, 2001, (6):20-21王雷, 冯学智, 刘刚. 敦煌壁画表面恢复的参数分析. 中国图象图形学报, 2001, 6(10)王周龙, 冯学智, 王雷, 宋广惠. 基于ARC/INFO的房产历史数据提取与更新管理. 计算机应用研究, 2001, 18(12)赵书河, 冯学智. 海洋遥感应用研究现状及展望. 海洋科学, 2001, 25(9):29-32赵书河, 冯学智, 赵锐. 资源一号卫星IR-MSS数据在洪泽湖地区的应用研究评价. 遥感信息, 2001, (1)都金康, 黄永胜, 冯学智等. SPOT卫星影像的水体提取方法及分类研究. 遥感学报, 2001, 5(3)王雷, 冯学智, 都金康. 遥感影像分类与地学知识发现的集成研究. 地理研究, 2001, 20(5)安如, 王慧麟, 冯学智. 江苏省1: 5万基础地理信息更新集成技术特点探析. 武汉大学学报(信息科学版), 2002, (2)林广发, 冯学智, 王雷等. 以事件为核心的面向对象时空数据模型. 测绘学报, 2002, 31(1):71-76安如, 冯学智, 王慧麟. 利用遥感技术集成与更新1: 50000基础地理空间数据时的数据质量控制与评价. 遥感信息, 2002, (2):19-24黄蔚, 冯学智, 林广发等. 基于组件的GIS系统研究与开发. 遥感信息, 2002, (1)赵萍, 冯学智. 基于GIS技术的城市大气环境质量评价——以淮南市为例. 环境科学与技术, 2002, 25(4):21-23赵书河, 冯学智, 都金康. 基于遥感与GIS的县级土地利用的时空变化分析. 测绘通报, 2003, (3):16-18康国定, 冯学智, 吴薇等. 中国北方农牧交错区沙质荒漠化灾害监测评价模型. 南京大学学报(自然科学版), 2003, 39(1):97-105赵萍, 冯学智. 基于知识的江南丘陵区土地利用/覆被分类. 南京大学学报(自然科学版), 2003, 39(3)赵萍, 冯学智, 林广发. SPOT卫星影像居民地信息自动提取的决策树方法研究. 遥感学报, 2003, 7(4)赵书河, 冯学智, 都金康. 中巴资源一号卫星水体信息提取方法研究. 南京大学学报(自然科学版), 2003, 39(1)赵萍, 冯学智. 绍兴市城镇聚落空间形态信息提取及其演化的分形分析. 遥感信息, 2003, (1):11-14肖鹏峰, 刘顺喜, 冯学智. 基于遥感的土地利用与覆被分类系统评述及代码转换. 遥感信息, 2003(4): 54-57柯长青, 冯学智, 刘刚. 基于ERDAS软件的敦煌壁画正射影像的制作. 测绘科学, 2004, 29(1): 57～60邓敏, 冯学智, 刘文宝. 拓扑关系形式化描述的基本问题与研究进展. 计算机工程与应用, 2004, (1): 12～16邓敏, 冯学智等. 地理信息系统中拓扑关系的不确定性推理方法. 模式识别与人工智能, 2004, 17(3)张友水, 冯学智, 阮仁宗. Kohonen神经网络在遥感影像分类中的研究. 遥感学报, 2004,8(2): 178～183张友水, 冯学智, 都金康, 顾国琴. IKONOS影像在城市绿地提取中的应用研究. 地理研究, 2004, 23(2): 274～280谢士杰, 冯学智. 高精度大幅面图纸扫描拼接技术研究. 测绘学报, 2004(4)谢士杰, 冯学智等. 基于GeoStar的城市规划管理信息系统的应用研究. 测绘信息与工程, 2004黄照强, 冯学智. 地理信息系统空间异构数据源集成研究. 中国图象图形学报, 2004, 9(8): 904～907肖鹏峰, 刘顺喜, 冯学智. 中分辨率遥感影像土地利用与覆被分类的方法与精度评价. 国土资源遥感, 2004.12阮仁宗, 冯学智, 肖鹏峰. 洪泽湖天然湿地的长期变化研究. 南京林业大学学报(自然科学版), 2005, 29(4):57-60.佘江峰, 冯学智, 林广发, 都金康. 多尺度时空数据的集成与对象进化模型. 测绘学报, 2005, 1佘江峰, 冯学智, 都金康. 时空数据模型的研究进展评述. 南京大学学报(自然科学版), 2005, 3黄照强, 冯学智, 基于PETRI网的时空过程建模. 测绘学报, 2005. 34(3).黄照强, 冯学智, 房产GIS时空数据组织研究. 遥感信息, 2005.黄照强,冯学智, 时空数据表达研究. 计算机应用研究, 2005. 22(9).张秀英, 冯学智, 赵传燕. 基于GIS的黄土高原小流域土壤水分时空分布模拟. 自然资源学报, 2005(1): 132-139.安如, 王慧麟, 冯学智等. 基于图像尺度空间表达与鲁棒Hausdorff距离的快速角点特征匹配方法. 测绘学报.2005(2)安如, 王慧麟, 冯学智等.基于SPOT遥感图像的下垫面信息获取研究. 河海大学学报(自然科学版). 2005(4)
在国内核心期刊和国际SCI杂志上发表学术论文87篇。其中SCI论文33篇（第一作者SCI核心期刊17篇，SCI外围期刊4篇，合作者SCI 核心期刊11篇，SCI外围期刊1篇）；国内核心期刊论文54篇（第一作者31篇，合作者23篇）。发表著作章节和文集论文（含待发表）11篇。国际会议论文摘要16篇，国内会议论文摘要15篇。出版译著一部，副主编专著一部，参加编写专著一部。发表科普与文学作品34篇。索取：国内外同行索取论文抽印本158篇次。学术论文 (同行审稿, SCI杂志标注近5年最高影响因子IF)01. 倪健. 1991. 济南市卧虎山水库富营养化问题的初步研究. 海洋湖沼通报 4: 57-63.02. 倪健, 吴继友, 蒋本和, 冯素萍, 张永贤. 1992. 某些环境胁迫因素对植物光谱学和解剖学特征的影响. 生物学通报 4: 23-24.03. 倪健, 吴继友, 蒋本和. 1993. 山东省台上金矿区赤松林叶绿素含量的季节动态. 植物资源与环境 2(4): 54-59.04. 倪健, 吴继友. 1994. 山东省招远金矿区春季赤松林光谱反射率的变化及其与某些因子的相关性. 植物学报 36(6): 466-473.05. 倪健. 1994. 山东省的灌丛资源及其保护利用. 资源开发与市场 10(3): 109-114.06. 倪健, 吴继友, 蒋本和. 1994. 赤松林受虫害后生物学及光谱学特征的变化. 植物生态学报 18(4): 322-327.07. 倪健. 1994.赤松稀疏幼林下灌木和草本地上生物量的初步研究. 华东师范大学学报(自然科学版) 4: 105-108.08. 吴继友, 倪健, 冯素萍, 蒋本和, 张永贤, 叶正丰. 1994. 山东省招远金矿区春季赤松林的植物地球化学和反射光谱特征. 环境遥感 9(2): 113-121.09. 倪健, 吴继友. 1995. 山东省台上金矿区荆条反射光谱的“红移”和“蓝移”现象. 植物资源与环境 4(4): 17-21.10. 倪健. 1995. 浙江泰顺乌岩岭常绿阔叶林的数量分类和排序. 华东师范大学学报(自然科学版) 4: 74-80.11. 吴继友, 倪健. 1995. 松毛虫危害的光谱特征与虫害早期探测模式. 环境遥感 10(4): 250-258.12. 倪健. 1996. 中国木荷及木荷林的地理分布与气候的关系. 植物资源与环境 5(3): 28-34.13. 倪健. 1996. 中国亚热带常绿阔叶林净第一性生产力的估算. 生态学杂志 15(6): 1-8.14. 倪健, 吴继友. 1997. 利用植物叶面反射光谱探测隐伏地下矿产. 植物学通报 14(1): 36-40.15. 倪健, 宋永昌. 1997. 中国亚热带常绿阔叶林优势种及常见种分布与气候的相关分析. 植物生态学报 21(2): 115-129.16. 倪健, 宋永昌. 1997. 中国亚热带常绿阔叶林优势种及常见种的水热分布类群. 植物生态学报 21(4): 349-359.17. 倪健, 宋永昌. 1997. CO2倍增条件下中国亚热带常绿阔叶林优势种及常见种分布区的可能变迁. 植物生态学报 21(5): 455-467.18. 倪健. 1997. 中国亚热带常绿阔叶林优势种及常见种分布与Thornthwaite指标的关系. 武汉植物学研究 15(2): 143-153.19. 倪健, 宋永昌. 1997. 中国青冈的地理分布与气候的关系. 植物学报 39(5): 451-460.20. 倪健. 1997. Kira指标的拓展及其在中国植被与气候关系研究中的应用. 应用生态学报 8(2): 161-170.倪健, 张新时. 1997. 水热积指数的估算及其在中国植被与气候关系研究中的应用. 植物学报 39(12): 1147-1159.倪健, 任久长, 巩玉华. 1997. 自然保护区的作用、建设与管理. 大自然探索 16(2): 122-125.倪健, 宋永昌. 1997. 中国亚热带常绿阔叶林壳斗科主要种的分布与气候. 华东师范大学学报(自然科学版) 2: 100-107.张新时, 周广胜, 高琼, 倪健, 唐海萍. 1997. 中国全球变化与陆地生态系统关系研究. 地学前缘 4(2): 137-144.张新时, 周广胜, 高琼, 倪健, 王权, 唐海萍. 1997. 全球变化的中国东北森林－草原陆地样带(NECT). 地学前缘 4(2): 145-151.张新时, 高琼, 杨奠安, 周广胜, 倪健, 王权. 1997. 中国东北样带的梯度分析及其预测. 植物学报 39(9): 785-799+图版I.II.张新时, 高琼, 杨奠安, 周广胜, 倪健, 王权, 唐海萍. 1997. 全球变化研究的中国东北样带(NECT)分析及模拟. 中国科学院院刊 12(3): 195-199.吴继友, 杨旭东, 张福军, 倪健, 田文新, 解立业. 1997. 山东招远金矿区赤松针叶反射光谱红边的季节特征. 遥感学报 1(2): 124-127.倪健, 张新时. 1998. CO2增浓和气候变化对陆地生态系统的影响. 大自然探索 17(1): 1-6.倪健, 陈仲新, 董鸣, 陈旭东, 张新时. 1998. 中国生物多样性的生态地理区划. 植物学报 40(4): 370-382. (SCIe, IF=0.434)倪健, 宋永昌. 1998. 中国亚热带常绿阔叶林若干树种分布与Penman指标关系的探讨. 植物学报 40(7): 647-656. (SCIe, IF=0.434)倪健, 宋永昌. 1998. 中国亚热带常绿阔叶林优势种及常见种的分布与Kira指标的关系. 生态学报 18(3): 248-262.倪健. 1998. 植被—气候分类指标及其应用. 生态学杂志 17(2): 33-44.倪健, 李宜垠, 张新时. 1999. 从生态地理特征论中国东北样带(NECT)在全球变化研究中的科学意义. 生态学报 19(5): 622-629.岳天祥, 周成虎, 李镇清, 倪健. 1999. 生物多样性模型的理论分析. 地球信息科学 1: 19-25.倪健. 2002. BIOME系列模型: 主要原理与应用. 植物生态学报 26(4): 481-488.阎顺, 李树峰, 孔昭宸, 杨振京, 倪健. 2004. 乌鲁木齐东道海子剖面的孢粉分析及其反映的环境变化. 第四纪研究 24(4): 463-468.阎顺, 孔昭宸, 杨振京, 张芸, 倪健. 2004. 新疆表土中云杉花粉与植被的关系. 生态学报 24(9): 2017-2023.阎顺, 穆桂金, 孔昭宸, 倪健, 杨振京. 2004. 天山北麓晚全新世环境演变及其人类活动的影响. 冰川冻土 26(4): 403-410.孟猛, 倪健, 张治国. 2004. 地理生态学的干燥度指数及其应用评述. 植物生态学报 28(6): 853-861.杨振京, 孔昭宸, 阎顺, 倪健, 马克平, 许清海. 2004. 天山乌鲁木齐河源区大西沟表土花粉散布特征. 干旱区地理 27(4): 543-547.蒋霞, 倪健. 2005. 西北干旱区10种荒漠植物地理分布与大气候的关系及其可能潜在分布区的估测. 植物生态学报 29(1): 98-107.李树峰, 阎顺, 孔昭宸, 倪健. 2005. 乌鲁木齐东道海子剖面的硅藻记录与环境演变. 干旱区地理 28(1): 81-87.倪健, 郭柯, 刘海江, 张新时. 2005. 中国西北干旱区生态区划. 植物生态学报 29(2): 175-184.张芸, 孔昭宸, 阎顺, 杨振京, 倪健. 2005. 新疆天山北坡地区中晚全新世生物多样性特征. 植物生态学报 29(5): 836-844.冯晓华, 阎顺, 倪健, 孔昭宸, 杨振京. 2006. 新疆北部平原湖泊记录的晚全新世湖面波动及环境变化. 科学通报 51(增刊I): 49-55.张芸, 孔昭宸, 阎顺, 杨振京, 倪健. 2006. 天山北麓晚全新世云杉林线变化和古环境特征. 科学通报 51(12): 1450-1458.王娟, 倪健. 2006. 植物种分布的模拟研究进展. 植物生态学报 30(6): 1040-1053.孟婷婷, 倪健, 王国宏. 2007. 植物功能性状与环境和生态系统功能. 植物生态学报 30(1): 150-165.袁婧薇, 倪健. 2007. 中国气候变化的植物信号和生态证据. 干旱区地理 30(4): 465-473.张芸, 孔昭宸, 倪健, 阎顺, 杨振京. 2008. 新疆草滩湖村湿地4550年以来的孢粉记录和环境演变. 科学通报 53(3): 306-316.陈瑜, 倪健. 2008. 利用孢粉记录定量重建大尺度古植被格局. 植物生态学报 32(5): 1201-1212.王娟, 倪健. 2009. 中国北方温带地区5种锦鸡儿的分布模拟. 植物生态学报 33(1): 12-24.
