基于TM影像的闽江口湿地信息提取及其动态变化研究

以分形理论为基础,借助GIS和RS技术,利用1986年和2002年两期TM遥感影像,提取获得了这两期闽江河口湿地资源的空间信息,根据分形理论中分形维数和稳定性指数的物理意义,揭示了闽江河口湿地资源动态变化情况.研究表明,1986～2002年间,闽江河口区有大量湿地转变为非湿地,总体上看,各湿地类型斑块的形状较为复杂,稳定性差,并且未来有加快演变的趋势.福州市在实施"东扩南进"的城市发展战略过程中对湿地资源的直接占用,是导致闽江口湿地减少,稳定性差的主要原因.今后在闽江南、北港的开发过程中,需要在积极发展经济的同时,加强湿地生态保护.     

土地利用结构分形特征动态分析

通过解译徐州市矿区1990年、2000年、2010年3期TM影像,获取土地利用类型、面积、斑块数等属性数据。利用Fragstats软件,计算3个时期各地类的分形维数和稳定性指数。在分析3个时期土地利用数量变化的基础上,研究分形维数与稳定性指数的动态变化特征,从不同地类的空间形态的变化上定量探讨徐州矿区20 a土地利用的演变。结果表明,1990~2000年,徐州矿区空间形态趋于简单,稳定性上升;2000年是一个转折点,1990年相对于2000年,5类地物分维数降低,稳定性上升;2010年相较于2000年,特别是建成区与耕地这2类地物分形维数上升,稳定性下降幅度较大。在城市化驱动下,经济发展,城市扩张,生态保护是区域土地利用分形特征与结构稳定变化的主要驱动因素。     

基于遥感影像的南通市海岸带变迁分析

基于GIS、RS技术,提取了南通市1986-2016年的6期海岸线,从海岸线的类型分布、长度消长、空间变迁、分形维数等多个角度,对南通市海岸带变迁进行分析。结果表明,近30年来,南通市海岸线变化显著,长度累计增长67.78km,岸线类型主要是自然岸线向人工岸线转化;南通市海岸带主要以向海扩张为主,陆地面积增长约637.237 7km2,海岸带地貌类型转变明显,主要表现为大面积滩涂转变为盐田、养殖池和建筑用地。使用网格法计算了南通市各时期海岸线的分形维数。总体来看,分形维数保持缓慢增大趋势,2006年以后开始显著增加,说明海岸线趋于复杂,大规模的近海工程建设是分形维数变化的主要因素。基于分析结果认为,人类的近海活动是造成南通市海岸带变迁的最主要的驱动力因素。     

基于GIS的城市地下排水管网分形特征探讨

城市地下管网是城市基础设施中的重要组成部分,是现代城市高效率、高质量运作的基本保证。地下管网虽难以用传统几何形式表达其几何特征,但其具有一定的随机特征和自相似性,可以用分形几何学进行研究。现总结前人研究成果和经验,利用GIS技术,将分形理论和GIS技术相结合,应用基于分形理论的网络覆盖评价指标——分形维数,采用网格维数计算方法,分别计算渭南市及其各分区地下排水管网分形维数,分析其分布特征。     

基于GIS流域地貌形态特征分形与计算方法研究

提出了基于GIS平台流域地貌特征分形信息维数的计算模型;探讨了地貌分形信息维数的计算方法,并采用Avenue语言开发了基于Arcview环境下流域地貌特征分形信息维数计算软件,并对长江流域弹子溪小流域地貌分形信息维数和数据无标度区进行了计算和深入分析。     

若尔盖湿地近25年湿地变化及分形特征分析

文章利用若尔盖湿地国家级自然保护区1989、1995、2001、2007和2014年5期遥感影像,研究了近25年保护区湿地面积的变化趋势,探索了保护区湿地分形维数的变化规律、质心的空间变化特征以及气候与湿地变化的相关性。研究结果表明:近25年,保护区湿地面积总体呈下降趋势,总共减少了52.28 hm2;保护区受到人为因素的干扰较大;湿地分布的质心向东北方向偏移;湿地面积变化与区域年平均温度相关性最大,与日照时数相关性最小。     

兰州新区土地利用分形特征

为了分析土地利用空间结构的复杂性、稳定性以及动态变化性,该文利用兰州新区1993、2000、2010、2012及2013年5期土地利用数据,以GIS技术为支持,应用分形理论并通过叠加分析统计,计算出了5个时间段各主要地类动态度。结果表明:1除水域之外,研究区域主要的土地利用类型均具有空间分形特征。2近20年来,耕地和草地分维值最大,形状复杂度最高;构筑物和林地分维值略小,形状复杂程度次之;房屋建筑和园地分维值最小,形状复杂度最低。3各土地利用类型的平均结构稳定性指数中人工设施的结构稳定度显著高于自然植被的结构稳定度。41993—2013年,兰州新区城镇化趋势显著,且满足退耕还林政策,下一步的城市建设需要特别注意对水系的规划。     

1975—2007年间三江源不同源区湿地变化特点及对气候变化的响应

利用32年来三江源地区1975、2000和2007年三期湿地遥感监测数据,详细分析了1975—2007年间三江源不同源区湿地面积的变化特点;依托于全气象资料(包括平均气温、最低气温、最高气温、20-20时降水量以及平均日照时数数据),对30多年来各个源区的气象气候因子变化规律进行了研究。采用分形分维方法,通过计算各个源区湿地景观分形分维值,定量分析了三江源不同源区的湿地资源分形结构特征。最后,采用传统统计学和地统计学相结合的方法,通过对32年来三江源不同源区湿地面积、湿地资源镶嵌结构与气象因子所反映的各源区气候变化趋势的相关性综合剖析,总结了各源区湿地面积和湿地资源镶嵌结构随气候变化的响应规律。     

GIS平台下分形维数计算的设计开发和应用

GIS作为一种新兴的技术在空间数据处理和解析方面具有强大的扩展功能,已经在测绘领域得到了广泛的应用。本文针对分形维数计算的问题,在GIS平台下基于空间数据模型提出了该问题的解决方案,并利用通用COM技术设计和开发了分形维数计算系统。该系统成功地应用于工程实践,对今后GIS在相关专业领域更深层次的应用具有一定的借鉴意义。     

基于Landsat TM/ETM+影像的面状水体特征研究——以巢湖流域面状水体为例

通过对研究区2001年10月和2007年1月Lnadsat TM/ETM+的遥感影像进行光谱特征分析,利用归一化差异水体指数(NDWI)、阈值法和谱间关系法提取研究区面状水体形态信息,在此基础上,利用分形几何理论计算不同时相巢湖流域研究区影像的各小流域面状水体的分形维数.结果表明,巢湖流域研究区各小流域面状水体明显具有分形特征,2007年各小流域面状水体的分维值相应都比2001年各小流域面状水体分维值有所降低.说明整个流域的面状水体的稳定性增大.反映了研究区人类工农业生产活动开始注重与周围地理环境的和谐发展.     

城市交通网络分形维数的不确定性估计、控制与分析

长度-半径维数模型作为描述城市交通网络复杂不确定性现象的一种分形分维方法,其自身存在的不确定性往往被忽视,且相关研究更是鲜见报道。故针对该模型在分形维数测算全过程中存在的不确定性问题,本文率先开展了系统剖析、定量估计和质量控制研究。首先对数据源、矢量化处理、测算中心、尺度选择、以及分维数模型估计等一系列环节进行了不确定性估计与分析,其中首次给出了分形维数在一定置信水平下的不确定性度量区间,并依据误差传播理论对误差的传递和累积进行了描述;然后着重提出了基于LMed S(Least Median of Squares)的质量控制方法。最后通过对拉萨市的算例实验表明:道路的矢量化过程、测算中心和测算尺度的选择都会导致分维的不确定性;并在对数据质量进行控制的基础上,通过置信区间对长度-半径维数模型的不确定性进行了在一定概率水平下的首次度量;同时结合区域现状对研究结果给出了合乎实际的解释。本文在描述表征不确定性问题的分形几何和分形维数的基础上,系统地揭示了其自身不确定性的本质,不仅进一步丰富了分形分维理论,为控制其质量奠定理论基础,而且可为城市交通网络分形维数的地学应用提供可靠的科学依据。     

基于3S的湿地景观格局动态变化研究——以银川平原为例

文章应用1991年的TM图像和2006年的ETM图像,将研究区湿地类型分为自然湿地(包括河流湿地、湖泊湿地、灌丛湿地)和人工湿地(包括水塘、输水渠、水产池塘),提取研究区两个时期的湿地景观,并应用斑块数量、斑块面积、破碎度指数、多样性指数、优势度指数和分维数指数分析了研究区的湿地景观变化情况。结果表明:从1991年到2006年,银川平原的湿地斑块数量和面积减小幅度很大,在研究时段内银川平原自然湿地的面积均大于人工湿地,但是自然湿地占有比例下降,人工湿地比例上升。从景观格局来看,1991年到2006年间,银川平原湿地景观的破碎度和优势度指数降低,多样性指数和分维数指数略有增加。     

青海西部土地利用格局时空变化分析

本文以西部测图成果数据为基础,经拓扑检查与纠正、合并、裁剪、拼接、相交及化简等空间数据处理后得到青海省西部两县对比数据,将所得矢量数据转入ArcInfo中,对两期数据进行空间叠置分析,获得土地利用变化的空间数据与属性数据,构建分形指数模型、地类图斑格局指数模型,计算各地类的分形维值、稳定性指数及景观格局指数,根据复杂程度和稳定性指数对两县的地类进行排序,并根据各景观格局指数,分析8年间两县的土地利用格局变化和生态学意义。     

西双版纳土地利用时空分形特征分析

本文以西双版纳为研究区域，通过解译2009、2014、2018年3期遥感影像，提取土地利用数据，利用转移矩阵和分形理论，定量分析不同时期土地利用空间结构的复杂性、稳定性及变化规律。研究结果表明：该地区近十年居民点和橡胶园面积有所增加，林地面积相应减少；其中居民点主要由橡胶园和耕地转化而来，橡胶园主要由旱地和林地转化而来；林地主要转化为灌木和橡胶园；根据分形理论中分维数及稳定性指数得出，居民点的空间结构最为规则，空间分布最为稳定，林地、橡胶园的空间结构较为简单，旱地内部镶嵌结构复杂，边缘粗糙，分布规律趋向于随机。     

遥感地质学中若干问题的分形探讨

本文介绍了分形和分维的一些基本概念,对分形理论在遥感地质学中的应用作了较为详细的阐述,尝试性地把该理论应用于遥感环形构造分析。     

Estimating fractal dimension of lineaments using box counting method for the Indian landmass

A fractal in general is a scale-invariant object that has an underlying power-law equation and is characterized by a positive fractal dimension. The fractal dimension of the Indian landmass is evaluated from the lineament map by utilizing the MATLAB programme for box counting method. The lineament map of India is divided into grids. The fractal dimension of each grid is obtained and the values are mapped. Most of the regions of India has fractal dimension in the range 1–1.25. The fractal values are compared with b-value in Gutenberg–Richter equation which gives a relationship between frequency of occurrence of earthquake and its magnitude. The estimation of b-value requires a complete earthquake dataset. In regions where the complete earthquake data are not available, the fractal dimension evaluated from the study can be used as a parameter to assess the seismic hazard of the region.     

基于遥感的区域景观特征及其动态变化研究——以重庆市北部新区为例

在RS和GIS技术的支持下，以1997年、2000年和2002年TM图像为数据源，利用平均斑块面积、分维数、块斑伸长指数、景观多样 性指数、蔓延度和破碎度指数等景观特征指标，从多个层面对重庆市北部新区区域景观特征及其动态变化进行了研究。结果表明，在5 a时间内，区域景观特征发生了很大变化，已经从城乡过渡带景观演变为快速城市化的城市景观。主要表现为各类城市建设用地不断扩 大，呈现出空间集中化的特点，耕地和绿地在区域发展过程当中扮演着用地来源的角色，逐步被蚕食、分割，区域生态环境遭到破坏。     

地图综合中的地图目标自相似性分形衰减研究

分形衰减是指在地图综合中,地图目标随着比例尺的变化其结构形态随之发生改变,其自相似程度是递减变化的,反应到分维数的变化上,称之为分形衰减。本文以分形分析方法作为工具,分维值作为度量参数,分析地图综合中地图目标的分形衰减现象。以扩展分维作为理论基础,从变维分析的角度出发,研究地图目标的自相似程度随比例尺变化而衰减的规律,进一步研究地图目标的尺度指标与分形衰减之间的关系。