Assessment of Spatio-temporal Dynamics of the Remote Sensing Ecological Index (RSEI) based on Landsat 8 Data: A Case Study of Kherson Region, Ukraine (2013–2025)
Maksym Tymchyshyn
基于Landsat 8与GEE计算RSEI，评估乌克兰赫尔松地区2013–2025年生态时空变化。
Google Earth Engine + Landsat 8 OLI/TIRS
2025年RSEI均值由2021年0.381降至0.205，生态危机区由26%扩至60%。
可将RSEI框架迁移至战乱或灌溉中断农区，结合作物物候验证生态退化对农业生产的传导。
基于Landsat 8与Google Earth Engine的RSEI时空动态研究，方法规范、数据翔实，对战争与气候双重压力下的农业生态退化具有实证价值，但属区域案例、与国内三农信息化关联偏弱。
本文对2013年至2025年赫尔松地区生态状况的时空动态进行了综合评估，尤其关注俄罗斯联邦全面军事侵略所造成的后果。在激烈的敌对行动、关键基础设施的破坏以及全球气候挑战的背景下，对自然环境进行客观的地理空间监测是记录损害和预测该地区未来发展的关键任务。本研究基于现代地理信息系统和遥感数据的应用。利用Google Earth Engine云计算平台和Landsat 8 OLI/TIRS多光谱卫星影像档案，计算了遥感生态指数（RSEI）。该指数综合集成了四个关键生物物理指标：绿度（基于归一化差异植被指数，NDVI）、湿度（Wet）、干度（基于归一化差异建筑与土壤指数，NDBSI）以及地表温度（LST）。主成分分析（PCA）的应用使这些指标能够在数学上组合为一个标准化的单一指数，其中第一主成分（PC1）解释了总空间数据方差的最大比例。这表明第一主成分（PC1）成功捕捉了四个输入指标之间的绝大部分方差，这是RSEI方法论的基本前提。制图与统计分析的结果揭示，与往年回顾性数据相比，2025年研究区域的生态系统健康出现了急剧且前所未有的恶化。研究确定了平均RSEI值的临界下降——从相对稳定的2021年的0.381降至2025年的0.205。空间评估表明，被归类为生态危机状态的领土面积（“极差”类别，指数排名从0到0.2）增加了一倍以上：从2021年占该地区总面积的26%增至2025年临界水平的60%。RSEI的急剧下降在空间上与卡霍夫卡大坝被毁所引发的大规模水文变化相吻合；然而，该指标也反映了激烈敌对行动、火灾、灌溉停止以及气候异常的协同影响。卡霍夫卡大坝被毁导致水文网络的灾难性破坏，