山西省不同地貌形态类型区土地覆被变化的GIS分析

基于全国1:100万数字地貌数据库,全国2000、2005、2010年土地覆被数据和山西省行政区边界数据,采用土地覆被动态度、转移概率矩阵和地貌面积频度方法,分析了2000-2010年山西省基本地貌形态类型下的土地覆被变化。结果表明：（1）山西省的土地覆被类型以耕地、林地和草地为主,面积总和占省域面积的95%以上。面积变化的总体趋势是耕地和草地缩减,林地和建设用地持续增加。通过分析转移概率矩阵,表明2000-2005年和2005-2010年2个时段内,土地利用的主要转化趋势相似,即林地与草地之间大面积的相互转化,耕地、草地分别与建设用地之间的相互转化。（2）耕地和建设用地的分布,随着起伏度的增大而逐渐减小。林地分布随着起伏度的增加而逐步增大。从面积变化来看,耕地、林地和草地变化主要位于中起伏山地;水域变化主要集中在大起伏山地;建设用地变化主要分布于平原和台地;未利用地变化主要在小起伏山地。从动态度来看,耕地、草地和水域动态度,在大起伏山地地区最大;林地动态度在平原区最大;建设用地的动态度最大位于丘陵;未利用地在小起伏山地地区最大。（3）土地覆被类型之间的主要转化在地貌上也存着差异。平原地区林地的增加主要来自草地转化。台地和丘陵地区3个主要转化类型相似,2000-2005年主要是林地向草地退化,2005-2010年主要是林地和草地的相互转化。在小起伏山地地区,主要是草地和林地之间的相互转化,但草地转化为林地的面积较林地向草地的转化多。中起伏和大起伏山地地区主要以草地和耕地向林地的转化为主,也有较高比例的建设用地转化为林地。封山育林和退耕还林主要是在起伏较大的山地地区,毁林主要发生在地形平缓地区。     

蒙古国30米分辨率土地覆盖产品研制与空间格局分析

作为蒙古高原的重要组成单元,蒙古国的土地覆盖格局与变化对于东北亚的资源、环境、生态及可持续发展具有重要意义。针对本区域缺乏高精度、现势性的土地覆盖数据产品的问题,本研究利用Landsat TM影像,采用面向对象的分类方法开展蒙古国土地覆盖遥感数据产品研制与分析。首先针对蒙古国景观格局特征,自主研究了适宜于蒙古国的土地覆盖分类体系,基于面向对象的遥感解译技术方法研究了蒙古国自然地物和人工地物要素的提取算法规则与阈值,建立了一套完整的面向蒙古国的土地覆盖遥感解译技术方案,在分景解译基础上获取了蒙古国2010年土地覆盖分类产品。经验证,数据集一级类分类精度为92.34%,二级类分类精度为80.24%。蒙古国土地覆盖类型以裸地、草地、森林为主,其中裸地的面积最大,占总面积的48.64%,其分布比较集中连片,主要分布在蒙古国南部和西部;草地面积次之,占总面积的42.85%,其分布具有明显的地域性,主要集中在蒙古国北部湿润地区和河流附近;林地最少,占总面积的6.63%,以蒙古国北部及西北部高山地区为主要生长区域。整体上蒙古国土地覆盖空间格局呈现明显的区域差异与地类过渡性,从南向北依次为裸地、荒漠草地、典型草地、森林类型,其中荒漠草地在中部形成一条明显的分界条带。     

武汉城市圈土地利用时空变化及政策驱动因素分析

武汉城市圈是全国首批“两型社会”改革试验区之一,而且是中部崛起战略和长江经济带发展战略的重点区域。为了正确认识武汉城市圈土地利用时空变化特征,以及政策因素对土地利用变化的影响,本文基于2000、2005、2010和2015年4期武汉城市圈土地利用现状数据,结合GIS空间分析、数理统计、单一土地利用动态度、土地利用转移矩阵和综合土地利用动态度方法,对武汉城市圈2000-2015年以及3个5年期土地利用变化的总体特征、转化方向和区域差异特征进行研究,并分析政策因素对土地利用变化的驱动作用。结果表明：① 总体特征上,2000-2015年耕地、草地、林地和未利用地面积持续减少,建设用地和水域面积不断增多。② 变化方向上,2000-2015年以耕地、林地转化为建设用地和水域为主要特征,2000-2005年以耕地向水域和建设用地转化为主,2005-2010年以耕地向建设用地、水域,林地向建设用地转化为主,2010-2015年以耕地、林地和水域向建设用地转化为主。③ 区域时空差异上,综合土地利用动态度最大的区域集中在武汉城市圈的中部;从单一土地利用动态度看,耕地主要分布在武汉城市圈周边地区;建设用地主要集中在武汉城市圈中部;水域集中在武汉城市圈的仙桃市;林地主要在潜江市、云梦县;草地主要为英山县。④ 政策驱动因素分析上,中部崛起、两型社会、长江经济带发展战略等政策对土地利用变化具有重要影响。     

典型农牧交错区LUCC及农牧交替演化过程分析——以内蒙古赤峰市为例

以内蒙古赤峰市为例,利用TM影像解译得到的三期土地利用数据(1988、1995、2000年)研究20世纪80年代以来,典型农牧交错区的LUCC演化过程,主要采用土地利用开发度、耗减度、信息熵、空间转移矩阵等方法分析了不同阶段农牧交替演化的时空特征。结果表明:(1)草地、耕地、林地为研究区主要的土地利用方式,整个研究时段内,耕地开垦和草地减少是主导LUCC过程。耕地开垦面积达2424.12km²,草地减少1959.65km²。从前后两个时期来看,前期(1988-1995年)耕地和草地变化更为剧烈,耕地以增为主,草地以减为主;后期(1995-2000年)草地转出速度放缓,但耕地开垦速度仍相对较快,林地转出速度加快;(2)土地流转过程以农牧交替演化为主,前期草地与耕地的交替转化剧烈,草地开垦面积达到2 040.50km²,耕地撂荒还草634.75km²,耕地开垦主要集中在敖汉旗的北部;后期LUCC过程放缓,草地转耕地面积为828.50km²,主要发生在敖汉旗以及林西县北部地区等区域,伴随着一定程度的弃耕;(3)三个时期土地利用结构信息熵分别为1.290、1.301、1.304,赤峰市土地利用系统有序程度在降低。农牧交错演化过程的分析,为研究该地区人类-环境耦合系统的变化和机制提供了重要依据。     

全球海岸带多源土地利用/覆盖遥感分类产品一致性分析

多源土地利用/覆盖分类产品是陆地表层过程研究不可或缺的重要基础数据,而其一致性分析则是产品应用的前提和基础。本文基于类型面积偏差、类型面积相关、误差矩阵和类型空间混淆等方法,从面积一致性和空间一致性两方面分析了 5种土地利用/覆盖分类产品（MCD12Q1-2010、GlobCover2009、CCI-LC2010、FROM-GLC2010和GlobeLand30-2010）在全球海岸带区域的一致性。结果表明：① 各产品土地利用/覆盖类型的空间分布总体上表现出较强的一致性,但在细节上存在大面积不一致现象;② 各产品对全球海岸带土地利用/覆盖构成的描述基本一致,即以水体为主,林地和未利用地次之,耕地、草地和灌木地较少,湿地和人造地表相对最少,但在细节上存在面积偏差;③ 在产品组合中,MCD12Q1-2010/GlobCover2009的相关系数、总体精度和Kappa系数均最低,分别为0.8814、67.46%和0.5748,而GlobCover2009/CCI-LC2010的相关系数、总体精度和Kappa系数均最高,分别为0.9869、81.50%和0.7505;④ 5种产品两两对比,草地、灌木地和湿地的混淆程度最高,耕地和人造地表次之,林地和未利用地较低,水体最低;⑤ 全球海岸带有28.81%的土地具有较低的一致性,这些区域地类混淆现象较为严重,尤其是耕地、林地、草地、灌木地、湿地和未利用地之间的相互混淆对5种产品的一致性程度有直接影响。本文有望为海岸带研究在已有土地利用/覆盖数据源选择和使用等方面提供参考和建议。     

河南省GlobeLand30数据精度评价及对比分析

全球地表覆盖数据在气候变化研究、地理国情监测、生态环境保护等方面发挥着重要作用,2014年中国国家基础地理信息中心推出了全球最高30 m分辨率的地表覆盖遥感制图数据产品GlobeLand30。本文以2010年1:10万中国土地利用数据为参考,采用空间统计、面积一致性以及误差矩阵等分析方法,对河南省GlobeLand30、GlobCover2009、MCD12Q1数据进行精度评价和对比分析研究,结果表明：① 3种地表覆盖数据对河南省土地构成的描述基本一致,即以耕地、林地为主,草地、水体和人造地表为辅,但分类土地面积存在大小不同的差异;② GlobeLand30的总体精度和Kappa系数最高,MCD12Q1次之,GlobCover2009最低。3种数据中耕地和林地的精度均较高,草地的精度较差,GlobeLand30中水体和人造地表的生产者精度远高于其他2种数据,使用者精度相差不大;③ 地表覆盖数据与参考数据在空间上存在类型混淆情况,混淆主要发生于林地、草地、水体、人造地表与耕地之间,GlobeLand30的混淆程度要低于其他2种数据。     

基于遥感的青岛市区土地利用动态变化研究

基于青岛市区2005年4月和2015年4月的TM影像,利用ENVI中监督分类法,结合人工目视解译,得出2005年和2015年青岛市区土地利用类型分布情况。利用土地利用类型动态模型,分析了10年间青岛市土地利用类型的变化规律。认为2005—2015年,青岛市土地利用类型产生了较大的变化,建设用地、耕地、水面、草地、林地的面积变化显著。其中,建设用地面积增加200.98 km~2;耕地面积减少105.89 km~2;水面面积减少76.68 km~2;草地面积减少69.53 km~2;林地面积增加54.45 km~2;未利用土地面积减少。说明青岛市区处于土地利用发展的时期,政府应该注重土地资源的合理利用。     

30年来蒙古国和内蒙古的LUCC区域分异

本文以欧空局300m土地覆盖数据集为基础,参考20世纪70年代至2005年2期蒙古高原遥感影像,建立20世纪70年代、2005年2期土地利用及动态数据库,结合土地利用变化数量模型,分析了蒙古国与内蒙古的土地利用类型转换情况。对比分析蒙古国和内蒙古近30年来的土地利用变化强度及各地类间的转移变化,揭示2个区域的LUCC分异规律,并对土地变化的驱动力进行分析。结果显示:在自然条件及人类扰动共同作用下,蒙古国及内蒙古均表现出草地面积逐年减少,草地退化趋势明显;裸地面积不断增加,沙漠化现象严重;农田及城镇建设用地面积持续增长;水域面积呈现衰减;未利用地是其他各种土地利用类型增加的主要来源;由于人类扰动差异,蒙古国林地面积略有减少,内蒙古林地面积大幅增加。气候干暖化、人口增长,政策及社会经济发展等是驱动蒙古高原土地利用变化的主要因素。     

1980—2020年济南市土地利用变化对生态系统服务价值的影响

面对资源紧缺、土地利用方式不合理、生态系统退化等问题,探索土地利用变化对生态系统服务价值的影响,对于制定适宜的国土空间规划、自然资源管理、生态文明建设等方面的政策措施具有重要意义。本文选取济南市作为研究区域,探讨了1980—2020年研究区土地利用结构变化以及土地利用类型间转移情况,并核算了生态系统服务价值,分析了不同土地利用类型对生态系统服务价值变化的生态贡献率。研究结果表明：(1)在研究时段内,研究区建设用地面积呈现持续增加的趋势;在1980—2000年阶段,耕地、林地、草地、水域面积呈现波动式变化,在2000—2020年阶段处于持续下降的趋势。(2)1980—2020年,生态系统服务总价值呈先下降后上升再下降的趋势;从单项服务价值来看,供给、调节、支持和文化4种主要的服务价值均有不同程度的减少,尤其在2005—2010年,下降幅度最大。(3)耕地对济南市生态系统服务价值变化影响最大,主要由于研究区内受城市发展的影响,导致耕地面积大幅减少,其次影响较大的是林地、草地和水域。     

中国海岸带土地利用遥感制图及精度评价

土地利用遥感制图结果是支撑全球气候变化和区域可持续发展等领域科学研究不可或缺的重要基础数据,而制图精度方面的评价信息则决定土地利用遥感制图结果的完整性、可靠性、可用性、可控性和可传播性。本文概述2000、2005、2010和2015年多时相中国海岸带土地利用遥感制图的数据源和技术方法,针对2010年和2015年制图结果,基于Google Earth高分影像通过目视判读获得精度评价所需的参考数据,进而建立混淆矩阵并评估制图的精度。结果表明：① 2010和2015年中国海岸带土地利用遥感制图结果的总体精度分别为95.15%和93.98%,Kappa系数分别为0.9357和0.9229,表明2个时相遥感制图结果的精度总体较好;② 中国海岸带土地利用遥感制图结果的精度水平存在较为显著的区域差异,2010年时相江苏沿海区域的精度最高,2015年时相津冀沿海区域、上海市、海南省和台湾省的精度均比较高,2个时相均以福建省沿海区域的精度最低;③ 中国海岸带土地利用遥感制图结果的精度水平存在显著的类型差异,总体上,耕地、林地、草地和滨海湿地的分类精度较高,而建设用地、内陆水体和人工咸水湿地的分类精度则相对较低,未利用土地则是错分最严重的类型;④ 耕地与林地之间、建设用地与草地之间相互误分比较显著,内陆水体容易被错分为耕地、林地和建设用地,人工咸水湿地容易被误分为耕地和建设用地,未利用土地容易被误分为耕地,这些都是未来时期数据持续更新过程中应该重视的问题。本文有望为海岸带土地利用变化遥感监测和科学研究提供必要的支持。     

LUCC and Accompanied Soil Degradation in China from 1960''s to 1990''s

This paper tries to qualitatively analyze land use and cover changes (LUCC) and accompanied soil degradation in China, the data of World Atlas of Agriculture in 1969, Land Cover Data of Asia in 1992 and Global Assessment of Human Induced Soil Degradation in 1992, etc. have been used. From 1960' s to 1990's, the area of forestland had increased, arable land and paddy as well as grassland had significantly decreased in China. The major type of soil degradation is due to water erosion, which is widely distributed especially in Loess Plateau and in Southeast and Southwest China, this happened in forestland, grassland and arable land and mainly resulted from deforestation. The secondary type is wind erosion, which is mainly distributed in Northwest China, it happened in arable land and grassland and was caused by overgrazing. Chemical deterioration is distributed in North and Northwest China, which happened in paddy, arable land and grassland. Physical deterioration only concentrated in local area in North China, it happened in arable and paddy. Chemical and physical deteriora-tion mainly resulted from unreasonable activity. Because of different human activities, different LUCC and different natural conditions, the types and strength of soil degradation can be different.     

LUCC and Accompanied Soil Degradation in China from 1960''''s to 1990''''s

This paper tries to qualitatively analyze land use and cover changes (LUCC) and accompanied soil degradation in China, the data of World Atlas of Agriculture in 1969, Land Cover Data of Asia in 1992 and Global Assessment of Human Induced Soil Degradation in 1992, etc. have been used. From 1960' s to 1990's, the area of forestland had increased, ara-ble land and paddy as well as grassland had significantly decreased in China. The major type of soil degradation is due to wa-ter erosion, which is widely distributed especially in Loess Plateau and in Southeast and Southwest China, this happened in forestland, grassland and arable land and mainly resulted from deforestation. The secondary type is wind erosion, which is mainly distributed in Northwest China, it happened in arable land and grassland and was caused by overgrazing. Chemical deterioration is distributed in North and Northwest China, which happened in paddy, arable land and grassland. Physical de-terioration only concentrated in local area in North     

Analysis on Soil Degradation Resulted From Human Activities Near City Area in China By Use of DMSP/OLS and Other Data

In order to study land use and cover changes (LUCC), especially urbanization accompanied soil degradation, authors used Asia DMSP/OLS data in 1992, Land Cover Data of Asia in 1992 and Global Assessment of Human Induced Soil Degradation (GLASOD, by ISRIC) in 1992, etc. In China the major type of soil degradation is water erosion, which is widely distributed especially in Loess Plateau and in Southeast and Southwest China and happened in forestland, grassland and arable land and mainly resulted from deforestation. The secondary type is wind erosion, which is mainly distributed in Northwest China and happened in arable land and grassland and was mainly caused by overgrazing. Chemical deterioration is mainly distributed in North and Northwest China and happened in paddy, arable land and grassland. Physical deterioration only concentrated in local area in North China and happened in arable land and paddy. Chemical and physical deterioration were resulted from unreasonable agricultural activity. From city to city + 200km with different distance away from city, different types and strength of human activities resulted in different types and distributions of soil degradation. In China human activity mainly concentrated within city+ 50km, therefore, accompanied soil degradation, such as chemical and physical deterioration, mainly happened near and around city.     

Influence of Land Use/Cover Change on Storm Runoff— A Case Study of Xitiaoxi River Basin in Upstream of Taihu Lake Watershed

Land use/cover change (LUCC) is one of the main boundary conditions which influence many hydrologic processes. In view of the importance of Taihu Lake Watershed in China and the urgency of discovering the impacts of LUCC on storm runoff, two flood events under five land cover scenarios in the Xitiaoxi River Basin of the upstream of Taihu Lake watershed were simulated by distributed hydrologic modeling system HEC-HMS. The influences of each land cover on storm runoff were discussed. It was concluded that under the same rainstorm the ascending order of runoff coefficient and peak flow produced by the 5 different land covers were woodland, shrub, grassland, arable land, and built-up land; the descending order of swelling time were woodland, shrub, grassland, arable land, and built-up land. Scenario of built-up land was the first to reach peak flow, then arable land, grassland, shrub, and woodland. There were close relationships between the runoff coefficients produced by the 5 different land covers. The degrees of impacts on runoff coefficient of land cover change modes were sorted by descending: woodland to built-up land, shrub to built-up land, grassland to built-up land, arable land to built-up land, woodland to arable land, shrub to arable land, arable land to grassland, shrub to grassland, grassland to arable land, and woodland to shrub. Urbanization will contribute to flood disaster, while forestation will mitigate flood disaster.     

多分辨率遥感土地覆被数据质量综合评价——以湖南省桃源县为例

评价土地覆被数据质量是正确、合理使用数据的前提和保障,有助于遥感制图方法的改进。本文以1：10万土地利用数据为参考数据,选取2010年RapidEye_5 m、FROM_GLC（30 m）、MODIS_V005（500 m）,以及2009年GlobCover 2009（300 m）土地覆被数据,以湖南省桃源县为例对4种不同分辨率的遥感土地覆被数据质量,引入窗口的分类类别统计方法,进行了综合评价,并分析了其误差和空间分布。结果表明：（1）RapidEye_5 m数据总体精度最高,MODIS_V005和FROM_GLC次之,GlobCover 2009数据相对最低。高分辨率土地覆被数据对于居民地、交通用地、水体等精细地物分类较好,具有一定优越性,各数据在一级类上的面积相关性和一致性总体高于二级类;（2）各数据在建筑用地和其他未利用地类型上的生产者精度均较低,FROM_GLC和MODIS_V005数据,在灌木草地上的空间一致性较差,4种数据在以耕地为主的平坦地区空间一致性较好,混淆主要发生在灌木草地、乔木林地和耕地之间;（3）随着土地覆被数据分辨率的提高,分出较多地物类型数的面积比例也随之增加,较高分辨率的RapidEye_5 m和FROM_GLC分出的类别数集中在7-16种较高水平上,低分辨率数据集中在1-5种较低水平上,在丘陵山区差异显著,而高分辨率数据对地物区分更好,集中于11-16种地物。     

Land use/cover changes and environmental consequences in Songnen Plain, Northeast China

The Songnen Plain in Northeast China, one of the key national bases of agricultural production, went through remarkable land use/cover changes in recent years. This study aimed to explore the long-term land use/cover changes and the effects of these changes on the environment. The Landsat-based analysis showed that, during 1986–2000, cropland, built-up land and barren land had increased, among which cropland had the largest increase of 9,198km² with an increase rate of 7.5%. Woodland, grassland, water body and swampland had decreased correspondingly, among which grassland had the most dramatic decrease of 6,127km² with a decrease rate of 25.6%. The transition matrix results revealed that grassland, woodland and swampland were the three main land use types converted to cropland. Climate warming created the potential environment for the conversion of grassland and swampland into cropland. Land resources policy made by central and provincial governments of China affected the pattern and intensity of land use. Land use/cover changes accompanied by climatic variation brought out a series of environmental consequences, such as sand desertification of land, land salinization and alkalinization, grassland degradation, and more frequent floods. Under this circumstance, optimized land use structure and restoration measures are needed.     

京津唐地区城市扩张对地表蒸散发的影响

以京津唐地区为例,基于SEBS模型,利用MODIS遥感数据和气象数据,计算了2000、2005和2010年四季代表月份的平均日蒸散发量,并结合3期土地利用图,定量评估了由城市扩张引起的日蒸散发量的变化。结果表明,不同土地利用类型的日蒸散发量在不同季节表现出不同的分布规律,春、夏和秋季的日蒸散发量分布规律为水域>林地>草地>耕地>城市用地,冬季的日蒸散发量在三年的分布不一致:2000年为林地>草地>水域>城市用地>耕地,2005年为水域>林地>草地>耕地>城市用地,2010年为林地>水域>草地>城市用地>耕地。以研究区土地利用变化不明显的区域为背景区域,评估了除土地利用/覆被变化外的其他因素对京津唐地区夏季日蒸散发的影响。除去该影响后得出土地利用/覆被变化,对日蒸散发的影响,结果表明,各土地利用类型转化为城市用地会使日蒸散发降低,且水域转化成城市用地后,其日蒸散发量降低最多,2000-2005年降低了0.977mm,2000-2010年其降低值为0.983mm。     

近30年来中国陆地蒸散量和土壤水分变化特征分析

 对NOAH陆面模式模拟的近30年中国陆地蒸散量和土壤含水量,按照6大片区和5种生态系统类型进行了统计分析。讨论全国以及各大区不同生态系统类型蒸散和土壤含水量的变化,研究不同类型蒸散和土壤含水量的关系。中国陆地蒸散量总体呈增加的趋势,年内蒸散量最大的月份是7月,年末和年初蒸散量较小。而我国中南、西南、华东、东北和西北蒸散量变化趋势和全国的总趋势一致,呈增加的趋势。华北地区蒸散量近30年来总体趋势是下降的,华北蒸散量最大的年份是上世纪90年代。在所有生态系统类型中,林地蒸散最大的有东北、华东、西南和中南4区;而华北和西北草地在各类型中蒸散量所占比例最高。6大片区对比,林地蒸散水量最大的地区是西南和中南,最小的西北;草地蒸散水量最大的地区是西南,最小的是东北区;农田蒸散水量最高的是华东,最低的是西北;荒漠蒸散量最大的片区是西北;湿地蒸散最大的是东北。80年代以来,全国土壤含水量总体呈下降的趋势。从各片区的情况看,仅西北地区稍有增加,其余5区土壤含水量皆是下降的。植被覆盖度和土壤水分是影响蒸散量最重要的因子,在植被覆盖较差时,土壤水分和蒸散量相关性较好。