青川县LUCC遥感动态监测及驱动力分析

四川广元市青川县是国家生态试点县和退耕还林实施县,查明该区土地利用/覆被现状及其时空动态变化信息,为政府有关部门规划决策提供科学依据具有重要意义。应用RS和GIS技术,基于2000年、2005年和2010年3个时相的陆地卫星TM图像,通过图像处理和信息提取,获得了该区3期土地利用/覆被数据。在此基础上,分析了青川县近10 a土地利用/覆被动态变化过程,查明了引起动态变化的主要驱动力因素,最后,对该区2015年和2020年土地利用/覆被的面积比例进行了预测。研究结果表明:青川县2000—2005年间,耕地、水域和未利用地面积减少,林地、草地和建设用地面积增加;2005—2010年间,耕地和草地面积减少,林地、水域、建设用地和未利用地面积增加;两段时期耕地面积持续减少,但减幅减小,林地面积持续增加,增幅减小,建设用地持续增加且增幅增大,水域和未利用地先减后增,草地先增后减。究其原因,认为政策、经济发展和人口增长及自然灾害等因素是研究区土地利用变化的主要影响因子。经过预测,在相关政策不变且没有自然灾害发生的情况下,2015年林地面积占全县总面积的比例将由2010年的58.57%增长为59.01%,到2020年将继续增长为59.44%,耕地面积比例到2020年将减少至29.13%,建设用地面积比例继续增加至0.22%。     

Landsat系列影像支持下的凤阳县石英砂矿区土地利用动态监测

利用1991—2015年间Landsat系列遥感影像,基于SVM方法获取凤阳县石英砂矿区土地利用信息,并通过GIS空间分析功能研究矿区土地利用类型的时空变化特征和规律。结果表明:(1)SVM方法对Landsat系列影像分类具有较高精度,且提取效率快,省时省力。(2)25年来,凤阳县石英砂矿区土地利用方式和空间格局发生了显著变化。工矿用地面积增加速度最快,主要由草地和林地转化而来;建筑用地面积持续增加,为侵占耕地、草地和水域所得;水域总面积变化量不大,呈现先减后增的趋势;草地面积急剧减少,净减量最大,主要转化为林地、耕地和工矿用地;耕地和林地面积先增后减,但林地净增加,而耕地被废弃、闲置或被建筑用地扩张占用,流失的耕地多分布在乡镇(村庄)、河流周边。(3)工矿用地和建筑用地面积变化呈正相关增加,对植被和水域的侵占逐年增加,矿区土地系统的质量朝着变差的方向发展。     

焦作市1980～2000年土地利用时空变化分析

采用GIS技术,对焦作市1980~2000年土地利用结构的时空变化进行分析。研究表明,焦作市土地利用结构发生了较大变化:耕地、草地、城镇用地经历了一个先增加后减少的过程;水域、农村居民点与未利用地的面积先减少后增加;其他建设用地一直处于增加状态;林地和滩涂一直处于减少状态。20 a间焦作市的土地利用变化主要集中在耕地、林地、草地、水域、滩涂、农村居民点之间的相互转换。     

巴音河流域土地利用变化及驱动力分析

分析了近27 a青海省海西州巴音河流域土地利用时空变化,可为流域生态环境保护、土地利用方式优化和尕海国家湿地公园建设提供依据。在野外考察基本土地利用类型基础上,利用1990年、2000年、2010年和2017年Landsat卫星影像使用随机森林分类方法获取4期土地利用现状信息,通过运用转移矩阵、重心迁移模型定量计算,从面积变化、类型转化和空间格局变化三方面研究该流域土地利用变化时空特征,应用主成分分析方法定量确定了驱动因素。结果表明：在研究时间段内,林地、水域、草地面积先减少后增加;建设用地面积持续增加,耕地面积先增加后减少;耕地、建设用地、水域重心迁移明显,耕地、建设用地重心向西南方移动,水域重心向东北方移动。人类活动是流域土地利用变化最主要的原因,近年来温度升高和降水量的增加也是土地利用类型发生变化的重要因素。     

北京山区土地利用转移的系统性和随机性

从统计学的角度出发,通过深入分析土地利用转移矩阵,将北京山区土地利用转移过程分为系统转移和随机转移。从同时发生的系统性增加和系统性减少推断出土地利用变化的优势信息有:高覆盖度草地和其他林地转换为耕地;耕地和疏林地转换为其他林地;疏林地转换为高覆盖度草地;耕地和高覆盖度草地转换为水域;耕地转换为建设用地。其中耕地向其他林地和建设用地转移的面积都很大,且系统性转换优势明显;其他林地转换为耕地、疏林地转换为高覆盖度草地虽然不具有数量上的转换优势,但该转换属于很强的系统性转换。该方法能快速挖掘最具系统优势的土地利用转移信息,有助于科研人员将土地利用格局和变化过程联系起来,为土地资源管理提供有用信息。     

基于RS和GIS的中尺度流域土地利用空间结构变化--以伊洛河流域中部洛宁县为例

选择伊洛河流域中部洛宁县为研究区域,运用RS和GIS技术,分别提取研究区1987和1999年以地貌类型为单元的土地利用数据绘制罗伦兹曲线.结果表明:1987～1999年,各地类在各类地貌单元的集中与分散程度的整体状况未发生变化,其分布的集中程度依次为建设用地＞水域＞林地＞耕地＞未利用土地;但集中和分散程度发生明显变化,其中林地分布趋于集中,耕地、水域和未利用土地趋于分散,而建设用地基本没有变化,其原因主要是该时段川涧区林地大幅度增加,而其它地貌单元林地面积大量减少所致.     

松嫩平原生态脆弱区生态系统服务功能价值变化

在遥感和地理信息系统技术支持下,以1986～2000年的1∶100000LandsatTM图像解译数据为基础,全面分析了1986～2000年该区土地利用/覆被的动态变化特征,运用Costanza等人对全球生态系统服务价值的计算方法,对松嫩平原西部生态脆弱区土地利用/土地覆被变化(LUCC)引起的生态环境质量变化进行了评估。计算结果表明:在1986～2000年间,由于土地利用面积的变化而使该地区的生态系统的生态价值减少,松嫩平原西部耕地和城乡建设用地有所增加,其他林地、草地、水域和未利用地的面积均减少。耕地面积增加的比例为9.80%、城乡建设用地增加0.66%;林地、草地、水域和未利用地面积减少的比例分别为1.10%、6.80%、1.20%和1.20%,15年的时间里松嫩平原西部生态脆弱区生态系统总价值减少7000.15×104美元,使生态系统服务价值损失9.74%。     

基于RS和GIS的中尺度流域土地利用空间结构变化——以伊洛河流域中部洛宁县为例

选择伊洛河流域中部洛宁县为研究区域 ,运用RS和GIS技术 ,分别提取研究区 1 987和 1 999年以地貌类型为单元的土地利用数据绘制罗伦兹曲线。结果表明 :1 987～ 1 999年 ,各地类在各类地貌单元的集中与分散程度的整体状况未发生变化 ,其分布的集中程度依次为建设用地 >水域 >林地 >耕地 >未利用土地 ;但集中和分散程度发生明显变化 ,其中林地分布趋于集中 ,耕地、水域和未利用土地趋于分散 ,而建设用地基本没有变化 ,其原因主要是该时段川涧区林地大幅度增加 ,而其它地貌单元林地面积大量减少所致     

基于RS与GIS的南京市土地利用及景观格局变化分析

人类社会经济的发展对土地利用和景观格局会产生重要的影响。本文以2010、2015、2020年3期TM遥感影像数据为基础,借助RS与GIS技术对南京市土地利用与景观格局的变化进行分析。研究结果表明,南京市土地类型主要以耕地、林地、建设用地和水域为主,而草地和未利用地面积相对较小,占比不足1%。在研究期间变化过程主要是建设用地在增加,十年间增加了168.86 km²。景观格局分析表明,南京市景观的斑块密度、形状指数、香农多样性指数和均匀度指数不断增加,景观的破碎化程度提高,异质性增强。南京市土地利用和景观格局有明显的变化趋势,城市化和退耕还林是南京市土地利用和景观格局变化的主要因素。     

基于转移矩阵的城市土地利用变化分析

本文主要运用土地转移矩阵的方法分析土地利用的变化情况。土地转移矩阵相对于其他分析方法,其科学性及优势性在于矩阵的生成灵活多变,分析的结果不受地物类别、数量限制,同时又可以对多时期的数据进行分析处理。结果表明:2013年至2015年,研究区耕地、水域和草地面积呈减少趋势,而道路用地、房屋用地、附属设施用地和林地面积呈增加趋势。土地利用类型变化主要为草地变化为道路用地和房屋用地上。     

基于GEE平台的1991—2020年环洱海地带土地利用时空变化分析

洱海作为我国重点保护湖泊“新三湖”之一,近30年间环洱海地带经济发展与人地矛盾的问题日益突出. 研究环洱海地区长时间序列的土地利用变化规律,分析人类活动的影响程度对保护治理洱海具有重要意义. 基于谷歌地球引擎(GEE)云平台,以1991—2020年7期Landsat TM/OLI影像为基础数据,融合光谱、归一化差异指数和增强型植被指数等特征,采用随机森林方法对环洱海10 km范围进行了土地利用分类,结合土地利用变化图谱、人类活动指数模型定量分析了城镇化背景下环洱海地带土地利用类型的演变趋势及人类活动强度. 结果表明:1991—2020年林地、草地面积整体呈减少趋势,主要转出方向为耕地;建设用地面积持续增长,主要转入来源为耕地;水域面积变化较小,湿地呈先增加后减少趋势,上述变化趋势与环洱海地区城镇化快速推进有关;人类活动强度总体逐年上升,以低影响区为主且保持相对稳定.高影响区和中高影响区主要集中于环湖南侧和环湖西侧,中低影响区呈零星块状分布且一直呈减少趋势.      

近40年长株潭生态景观的人为干扰过程分析

以长株潭主城区为研究对象,综合考虑卫星遥感数据、土地利用数据以及地理国情普查数据特点建立长株潭用地类型分类系统,应用土地利用转移矩阵和景观人为干扰测度模型获取主城区用地转移矩阵和人为干扰度指数时空分布,探讨长株潭主城区生态景观与人为干扰之间的关系。结果表明:从土地利用变化角度,1978—2015年长株潭主城区耕地、园林地、建设用地发生了显著变化,耕地总体上呈持续下降趋势,从3 544.67 km~2下降到2 571.18 km~2,园林地呈现先下降后升高的变化趋势,总体下降177.89 km~2;建设用地呈持续上升趋势,从80.56 km~2增加到1 252.85 km~2;在1994—2000年和2010—2015年长株潭主城区土地利用变化两个典型阶段,建设用地的增加主要通过占用耕地和园林地的方式实现。景观人为干扰指数时空分析表明:1978—2015年长株潭主城区景观人为干扰指数高值区主要集中在中心城市和其周边地区,在人类活动的影响下,中心城区以耕地、园林地向建设用地转移为主,周边地区主要以耕地和园林地的相互转移为主;随着城市化进程持续加快,人类活动对主城区生态景观的影响总体呈加强趋势,且受人类活动干扰主要集中在中心城区。     

清水河流域1978-2010年土地利用变化时空特征

通过对1978年、1998年和2010年3期遥感影像目视解译获得3期土地利用数据,分析清水河流域1978－2010年土地利用变化时空特征。研究表明：清水河流域1978－2010年期间,农用地、难利用地面积持续减少,林地、建设用地面积持续增加,草地面积先有所减少后增多,除林地以外其它土地类型变化幅度后期都较前期大;流域土地利用转移方向主要是农用地转为低、中、高覆盖度草地、林地和建设用地,中覆盖度草地转为低、高覆盖度草地和林地,低覆盖度草地转为中、高覆盖度草地、林地。结果表明,近年来清水河流域水土保持措施效果明显。     

玛河流域景观生态风险评价与时空分异

以玛纳斯河流域作为研究区,结合特殊的干旱区山地-绿洲-荒漠系统(Mountain-Oasis-Desert System简称MODS),综合考虑遥感影像数据光谱信息和纹理特征,将研究区分为耕地、林地、草地、水体、裸地、居民地、工业用地和冰川/永久积雪等8个景观类型,利用FRAGSTATS软件计算景观指数,引入生态风险的指数,将研究区划为低、较低、中、较高、高生态风险区五级,评估其景观格局的生态风险时空变化特征。结果表明:1)1990—2015年间,玛纳斯河流域景观变化主要表现为耕地、建设用地的增加以及水体、冰川/永久积雪面积的缩减;2)玛纳斯河流域的景观生态风险等级空间分布具有明显的差异,较低风险区的面积变化较为明显,低、较低生态的风险区比重有所上升,除此以外,林、草地类型各生态风险的等级所占比重的起伏波动具有明显的差异。建议应当合理地利用土地资源,尽量保护林地、草地等景观脆弱行较低的原生景观类型,禁止为开垦耕地而破坏林地、草地;增加土地的利用效率,更要对高等、较高生态风险区加强监管。     

陆地表层覆盖变化对地表反照率影响的四国对比

陆表覆盖变化影响地表特征从而改变地表能量平衡是理解人类活动对全球气候变化影响的关键环节。选择国际气候谈判主要国家的美国、印度和巴西作为中国的对比国，对比分析不同国别、不同气候带典型陆表覆盖类型的地表反照率时空差异，进而模拟开垦和城市化等陆表覆盖变化对反照率的影响差异。结果表明：(1) 2000年—2015年，中国、美国的地表反照率年际变化存在明显的气候带空间分异特征，中国干旱半干旱区和美国中低纬湿润区表现出降低趋势，而中国亚热带湿润和美国高纬与中部干旱区则表现出明显的升高趋势，印度的地表反照率年际变化呈微弱下降趋势，而巴西为微弱上升趋势。(2)无雪覆盖时，耕地、林地、草地和人造地表反照率具有夏高、冬低的时间变化特征，干旱半干旱区反照率明显高于湿润区。4种类型的国别差异体现在，中国亚热带湿润区地表反照率均以上升为主，干旱半干旱区则相反；美国除耕地在干旱区呈较强的升高趋势外，其余类型基本为降低趋势；印度均表现为降低趋势；巴西则表现为略微升高趋势。(3)与无雪覆盖相比，有雪覆盖时不同陆表覆盖类型地表反照率均有所提高，林地提高幅度最小，约0.06—0.26，耕地提高最大，约为0.17—0.38，且中国林地反照率提高幅度略高于美国。(4)原陆表覆盖为林地时，开垦和城镇化均导致地表反照率升高，且干旱区升高幅度高于湿润区，湿润区的升高幅度随纬度降低而减弱；为草地时，开垦主要在巴西、印度和中、美亚热带湿润区引起地表反照率升高。而城镇化引起的反照率变化则受到原有地表覆盖、季节和气候背景影响存在较复杂的国别和气候带差异。     

肥城市土地利用变化及驱动力分析

以肥城市为研究对象,利用最大似然监督分类法对肥城市1994年、2002年的landsat TM和2017年的landsat OLI遥感影像进行土地利用分类,依据土地利用动态度、土地利用转移矩阵对肥城市土地利用变化进行分析。实验表明:近23年来,肥城市土地利用变化明显,其中建设用地面积增加54.22 km^2,林草地面积增加80.87 km^2,耕地面积减少107.02 km^2、水体面积减少17.28 km^2;同时表明在经济驱动、政策引导以及人为因素的影响下肥城市土地利用程度会进一步加深。     

三峡水库建设前后10年库区景观空间格局动态变化研究——以重庆开县为例

在遥感和地理信息系统技术的支持下,以1992年和2002年TM图像为基础,采用斑块密度、斑块平均面积、景观形状指数、景观分离度指数、景观多样性指数、景观优势度指数、景观相对聚集度指数深入而全面地研究了三峡工程建设前后十年重庆开县景观空间格局的动态变化,本研究的开展旨在为库区生态环境保护提供科学依据。研究结果表明,十年间研究区景观空间格局发生了明显变化,草地、未利用地、旱地、果园和水田面积净减,森林、建设用地、灌木林和水域面积增加,退耕还林已初见成效。     

CA-Markov模型的清江土地利用变化研究

针对经济发展类型面临转型的山区土地利用动态变化和预测问题,该文以清江中下游为例,提出了采用CA-Markov模型的研究方法。结合2000、2008和2015年的Landsat遥感影像,考虑地形、交通、行政中心和当前土地利用约束等影响因子,模拟出2015年预测情况与解译结果相比,Kappa系数达0.810 9,表明模型可信度较高。在此基础上预测2022年的土地利用情况,结果表明,2022年延续了当前发展模式,即由农业经济主导转变为旅游生态经济主导,耕地的重要性降低,城镇化率增加,但耕地的面积仍占据着总面积的23.23%,建设用地面积仅占总面积的2.62%,说明该区域的城镇化水平依然较低。该结果揭示了清江流域土地利用动态变化趋势。     

石屏县土地更新调查的影像解译结果分析

利用2005年SPOT-5高分辨率卫星影像,运用RS、GIS、GPS等新的技术手段,分析、提取了石屏县土地利用变化信息。结果显示,石屏县新的土地控制面积为3 041.37km2,与2004年变更调查统相比较,现有辖区面积增加0.53km2。土地利用类型以农业用地为主,面积达25.40 536×104hm2,占总土地面积的83.53%。通过以高分辨率卫星影像进行更新调查,有效掌握石屏县土地利用状况和动态变化,查清土地利用结构,调整土地供应,有效利用土地资源提供了翔实的基础资料和科学依据。     

基于RS/GIS的耕地资源变化特征分析

以黑龙江省嫩江县为研究区,综合运用RS/GIS手段,分析1984~2011年近30年研究区耕地资源在数量和空间上的变化特征,结果表明:研究区耕地利用数量发生了一定变化,总体上耕地面积减少,主要转向林地、建设用地以及草地;耕地资源在空间变化上具有一定的特征,表现为南部变化较大,中部和西部变化居中,北部和东部变化最小;各乡镇耕地相对变化率的总体差异不大,相对比较均衡。研究成果可以为研究区耕地保护提供一定的参考。