土地利用变化对植被净初级生产力影响研究

针对土地利用变化对植被净初级生产力(NPP)影响尚不明确的问题，该文利用MODIS、MERRA-2和Globeland 30地表覆盖等数据，基于CASA模型估算京津冀地区2000-2020年NPP,从土地利用类型面积和景观格局两方面共同探讨土地利用变化对区域NPP变化的影响。结果表明：耕地面积减小，但NPP增加，森林、草地面积增加，NPP相应增长，2000—2010年、2010—2020年植被土地利用类型面积变化对NPP变化的贡献率分别为18%、34%;景观异质性、破碎程度和连通性变化对NPP变化的影响呈增强趋势；2000—2010年，景观破碎化程度、聚集度、连通性以及森林和草地面积变化对NPP变化影响较强；2010—2020年，景观异质性以及森林和草地面积变化对NPP变化影响起主导作用。成果可为优化京津冀地区土地利用结构、提升区域固碳能力提供数据支撑。     

湖北省生态系统服务价值演变及影响因素分析

针对区域生态系统服务价值(ESV)多在单一尺度下进行分析以及影响因素存在空间异质性的问题，该文利用ESV评估模型、空间自相关分析和地理探测器等方法，基于1980—2020年土地利用等数据，分析了湖北省土地利用变化下的ESV时空变化、多尺度时空格局特征，探讨了ESV空间分异的影响因素。结果表明：(1)湖北省1980—2020年耕地、未利用地呈减少趋势，建设用地、水域呈增加趋势，林地、草地维持相对稳定；(2)近40年间湖北省ESV增加了459.83亿元，水域是ESV增加的贡献者；(3)湖北省多尺度全局自相关分析表明7 km格网尺度下的ESV空间集聚性最为显著，局部自相关分析显示以襄州区—宜都市为界，湖北省东部ESV表现出明显的局部聚集效应，而西部则不显著；(4)湖北省整体ESV空间分异的主导因子为归一化植被指数和气温，西部地区主要受人为影响综合指数的影响，而东部地区受高程的主导。     

青海省风蚀量及防风固沙量时空特征分析

针对青海省整体防风固沙时空变化和重要性评估研究相对较少的问题，该文采用修正风蚀模型，分析2000—2020年青海省土壤风蚀物质量、防风固沙量的时空变化特征及其影响因素，并对青海省防风固沙功能重要性进行评估。结果表明：(1)2000—2020年，青海省风蚀物质总量共减少1.822 746×10¹² kg,风蚀强度为剧烈区域面积下降，土壤风蚀状况逐步改善；(2)2000—2020年，青海省防风固沙量共增加1.653 44×10¹¹ kg,防风固沙能力逐渐提升，但区域差异较大；(3)青海省通过实施一系列生态工程，荒漠化、沙化土地面积减少，区域生态状况得到明显改善；(4)青海省防风固沙功能极重要区域主要分布在三江源国家级自然保护区、可可西里国家级自然保护区等地。     

西部地级城市城区扩展变化监测与分析——以甘肃省地级城市为例

为了统计甘肃省地级城市城区空间扩展变化趋势及规律，为西部城市的规划建设和可持续性发展提供空间地理信息参考依据，本文以甘肃省地级城市为研究对象，利用城市多年航空航天遥感影像及城市规划、统计等相关资料，采用遥感监测及地理信息空间技术，通过研究城市城区空间扩展的范围、速度及强度等指标因素，对甘肃省地级城市2000—2020年间城市城区扩展变化原因进行分析，结果表明：在近20年时间里，甘肃省地级城市空间格局在政策引导、经济发展、城市建设规划布局、人口增长等因素的作用下不断扩展，城市建设也得到了前所未有的发展，其分析结果可以为甘肃省地级城市的规划建设、城市的科学管理决策以及区域发展战略与规划实施提供重要的空间地理信息依据和参考信息。     

基于GlobeLand30的番禺区地表覆盖时空变化分析

本文基于全球30 m地表覆盖数据(GlobeLand30),采用地表覆盖转移矩阵、重心迁移方法，分析了番禺区2000—2020年不同地表覆盖类型的相互转化及其空间分布。结果表明：过去20年间，人造地表持续占用耕地、森林和草地，其中耕地最为明显。同时，2010—2020年人造地表扩张速度较2000—2010年更为迅速。从相互转化的空间分布上看，番禺区人造地表在2000—2010年呈点状增加，之后10 a快速蔓延至全区。人造地表和水体的重心向东迁移，耕地的重心转移则逐步西移，呈“一进一退”的趋势。     

2000—2020年亚马孙流域地表覆盖时空变化分析

针对亚马孙流域地表覆盖变化对当地生态系统以及全球气候变化具有重要意义这一问题，该文基于国家基础地理信息中心牵头研制的、经一致性处理的全球30 m地表覆盖产品(GlobeLand30)三期地表覆盖数据产品，采用景观格局指数和转移矩阵，分析了2000—2020年亚马孙流域地表覆盖的空间格局分布以及时空变化，并对其变化原因做出分析。结果表明：2000—2020年亚马孙流域林地和湿地面积逐渐减少，耕地、草地和人造地表的面积逐渐增加，水体先减少后增加。亚马孙流域2000—2010年和2010—2020年的地表覆盖类型转变方向基本保持一致；人造地表在地表覆盖类别中破碎现象最为显著，但其破碎化指数持续降低。亚马孙流域地表覆盖的变化主要受人类活动的影响，其中城市扩张和人口增加是林地减少的最主要因素。相关研究成果可为亚马孙流域未来的社会经济发展和生态系统保护提供重要支撑。     

基于分形维度法的都市区城市蔓延分析——以广佛为例

根据1957与1982年两个时期的地形冈并结合1995与2008年的遥感卫星影像提取城镇建设用地专题信息。利用ArcGIS建立广佛都市区城镇建设用地数据库．采用分形维度的计锋方法,对广佛都市区城市蔓延的情况进行测度和分析。结果表明广佛都市区三个发展阶段城镇建设用地面积增长速度并不均匀,具有加速发展的特点。四个测度年份的分形维数分别为1．6454,1．6285,1．5586和1．5270,均在1-2之间．分形维数呈递降趋势,总体下降了0．1184,城市发展模式由紧凑型逐渐向松散型演变,存在城市蔓延情况,而且城市发展模式以年均0．14％的速度从紧凑型向松散型演变。广佛都市区城市蔓延的地域分异较为明硅,具有较强的空间集聚性和中心向心件,广州和佛山毗邻地区以及中心城区是城市蔓延的活跃区和集中区,1982—1995年问研究区内蔓延速度比1995．2008年间要快。通过深入分析发现,经济快速发展、城市人口的持续增长、交通道路网络的建设是广佛都市区快速扩张和城市蔓延的基本动力因素之一,开发区土地扩张,进一步加剧了无序扩张和城市蔓延。     

北京市六环内公共休闲空间格局研究

休闲设施的空间分布格局是休闲活动的重要表现,其合理布局对提高城市幸福感、优化城市整体空间布局发挥着重要作用。本文选取2018年北京市六环内休闲空间POI数据,运用空间点格局分析,从不同距离尺度和不同行业类别,探讨北京市公共休闲格局的分布特征。研究发现:整体来看,北京市休闲空间呈现中心高度集聚和外围“孤岛式”分布并存的态势;朝阳区是北京市休闲空间最主要的热点街区,是城市休闲活动最为活跃的区域;各行业休闲设施的区位选择差异显著,在不同尺度集聚特征也各有不同;中心城区的休闲行业专业化程度低于外围边缘地区。     

长株潭地区建设用地扩张遥感时空特征分析

利用遥感、GIS一体化技术,获取长沙、株洲、湘潭3市(长株潭地区)2000年、2005年和2010年3期陆地卫星图像,提取建设用地扩张及其空间分布信息。运用扩张速度指数和强度指数分别对2000—2010年间10 a变化以及2005年为界的前后两个5 a区域建设用地时序特征进行分析;利用优势度指数分析了区域建设用地扩张的空间趋向性。结果表明:长株潭地区建设用地在不同时期都处于增长的趋势,其中前5 a建设用地扩张速度和强度都要明显高于后5 a。2000—2010年间建设用地面积增加约3.94万hm2,前后2个时期的扩张面积分别占增加总量的57.30%和42.70%。对长株潭地区建设用地扩张进行时空特征分析,认为建设用地扩张引起区域内耕地和林地在数量和空间格局上的变化,城区周围9~12 km范围内耕地极易转入建设用地;2个时期河流附近耕地流入建设用地随距离变化而呈现不同特征;前5 a城区周围林地转入建设用地强度大,距离交通用地3 km附近的林地易转入建设用地。     

西咸一体化过程与城市扩展研究

随着国家"一带一路"倡议的推进和"新型城镇化建设"战略的实施,中西部城市群建设的步伐大大加快,坚持"集约、节能、生态"的绿色发展理念和落实"以人为本"的城市发展核心价值已经成为具有中国特色城市发展的新潮流,中国中西部大城市群的时空扩展过程及其驱动力分析已经成为热点研究课题。本研究以丝绸之路起点大城市—西安市为研究对象,利用近30年来的多时相(1985年、1990年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年)Landsat卫星遥感数据,提取城市化扩展过程的时空变化信息。通过引入扩展强度指数、扩展速率指数、紧凑度等定量变化指数,从时间和空间尺度上分析西安市城市化扩展的数量及几何学特征。同时,选取西安市相应的社会经济统计数据,从人口、国内生产总值(GDP)、宏观政策(包括西咸经济一体化规划)、道路交通4个方面对城区扩展的驱动力进行了综合分析。研究结果表明:(1)城市面积的变化方面:西安市城区从1985年的107.44 km2增长到2015年的724.19 km2,30年间城区面积扩展了6.74倍。扩展强度和扩展速率都呈现先降后升的趋势,在2005年—2010年达到了最大值。(2)空间特征方面:1985年至2000年西安市主要向东部、北部及西北部扩展,2000年至2015年城区则转变为主要向西部、南部与西南部扩展。(3)紧凑度方面:1985年至2000年城市紧凑度呈快速下降趋势,由紧凑型(0.367)转变为较紧凑型(0.262),2000年之后表现为缓慢下降,15年间下降了0.07。(4)城市扩展驱动因子方面:GDP和人口是城市扩展的关键因素,城区面积与GDP呈现出二次幂关系,而城区面积与人口数量则表现为线性正相关关系;此外,"西咸一体化"政策决定了西安市扩展和发展的宏观格局和规模;道路交通基础设施的配套建设也对城市发展起到牵引作用。西安市作为中国中西部"新型城镇化建设"的引领示范城市,城市发展面临着人口快速增长、水资源不足、生态环境脆弱等问题。因此,在今后的城市化发展过程中,应当秉持"绿色、生态、低碳"可持续发展理念,要加强生态功能区的规划,加快生态屏障区建设;统一渭河、泾河、灞河等主要河流的协调管理,合理配置水资源;优化产业结构,大力发展旅游等绿色产业,提高城市竞争力。     

基于InVEST模型的京津冀土地利用变化及碳储量时空分异研究

大气中二氧化碳含量的增加是国际社会广泛关注的环境问题,人类活动改变土地利用格局,而土地利用/覆被(land-use/land-cover, LULC)变化影响陆地生态系统结构、功能及碳循环。本文在全球地表覆盖数据GlobeLand30的支持下分析了2000—2020年京津冀土地利用变化,利用InVEST模型模拟了碳储量时空变化,并结合空间自相关分析技术对其进行了分区研究。结果表明：(1)2000—2020年京津冀地区耕地和人造地表变化面积最大,分别为减少340 222.124 hm²和增加246 333.493 hm²;(2)京津冀地区2000、2010和2020年碳储量总值分别为1666.47×10⁶、1654.63×10⁶、1632.88×10⁶ t,耕地流失和人造地表扩张是碳储量下降的主要原因;(3)京津冀碳储量高值主要分布在海拔相对较高的山林地区,低值主要分布在北京市中心、津冀海岸带,以及河北省沧州和唐山的东部南部区域;(4)局部自相关结果表明,碳储量出现高-高聚集的区...     

黄河流域植被NPP时空变化及其对水热条件和退耕还林还草工程实施的响应

本文以MOD17A3HGF植被净初级生产力(NPP)数据为基础,结合气温、降水及DEM数据,开展了2000—2020年黄河流域植被NPP时空变化特征及其对水热条件和退耕还林还草工程实施的响应研究。结果表明：(1)黄河流域植被NPP总体呈显著线性增加趋势(P<0.001),其中植被NPP增速中游地区高于下游、下游高于上游地区。黄河流域植被NPP显著增加趋势占95.29%,集中分布在黄河流域中游地区(黄土高原地区);显著减少的区域主要集中在人口分布密集的城市及其周边区域。(2)黄河流域植被NPP与年平均气温、年降水量均以正相关为主,其中显著正相关分别占11.15%和42.35%,分别呈东—西向和南—北向分布。(3)黄河流域中游地区坡度为[15°,25°]区域植被NPP增速最快,其次为坡度>25°和<15°区域,反映出退耕还林还草工程的实施对黄河流域中部黄土高原地区的植被改善具有一定的作用。     

基于多时相Landsat的衡阳市城区扩张模式研究

本研究基于RS和GIS技术,以衡阳中心城区(珠晖区、雁峰区、石鼓区、蒸湘区)为研究区域,利用多时相的Landsat数据,探讨衡阳城区2000—2015年15年期间建设用地扩张的规律。定量分析主城区在不同时段的扩张过程、特点及扩张模式,分析衡阳市城区的发展趋势,研究表明:衡阳市城区2000—2015年间通过大量侵占耕地来满足城区扩张过程中的建设用地土地需求。建设用地增加78.3 km~2,耕地面积减少122.6 km~2。其扩张方向由西部蒸湘区转向南部雁峰区后转向东部珠晖区。15年的整体扩张模式表现为以中心城为圆心的"同心圆"式蔓延扩张,且具有明显的各向异性,为科学制订和完善城市规划、实现城市社会经济与环境的可持续发展提供数据支撑。     

出租车出行的空间不平等及其与人口结构的关联

出租车出行是表征空间不平等的重要指标,分析其特征对于城市规划、交通管理、智慧城市建设等具有重要意义。利用中国上海市出租车出行的车流数据与人口普查数据,对研究区域进行空间多尺度划分,运用Hadoop大数据处理、社会网络分析、地理加权回归等方法,探究中国上海市出租车出行的空间不平等状况及其与人口结构的关联性。结果表明:上海市存在出租车出行的空间不平等现象,在中心城区以及城市副中心区域,出租车出行便利性高于其他地区且平均出行距离小于其他地区;不同类型人口在出行能力上有差异,出行弱势人群(儿童、老人、外来人口、农业人口等)比例高的区域具有更低的出行便利性与更长的出行距离,这一相关性随空间位置与空间尺度的变化而发生变化。     

基于多时相Landsat数据的城市扩张及其驱动力分析

 以长沙市为例，在多时相Landsat遥感数据支持下，采用监督分类、非监督分类和归一化裸露指数(NDBI)等方法提取城市用地信息。通过对比多期城市用地的熵值变化，定量分析城市扩张的时空特性； 运用叠加、缓冲区分析等方法，分析城市扩张和中心城区的关系，绘制城市扩张速度玫瑰图。研究结果表明，长沙市建成区总面积不断扩展，其中，1973~1986年扩张主要表现在东南方向，1987~1993年为西部方向，1994~2001年南和东南方向成为快速扩张方向； 对长沙城市扩张驱动力进行分析，认为人口迅速增加是城市扩张的最主要驱动力。     

长江三角洲城市群经济联系的空间测度与演变格局研究

针对2000—2015年间各地级以上城市经济联系强度的格局演变,以长江三角洲城市群26个地级以上城市为研究对象,采用城市流强度修正城市吸引力规模参数的城际空间联系强度模型,分别从城市群内部经济联系测度和时空格局变化两个方面对长三角城市群经济发展联系度进行横向和纵向对比分析。研究结果表明,2000—2015年间长三角城市群城市流强度和经济联系度均持续上升,空间结构已明显表现出多个都市圈绵延发展态势,符合各城市经济在外向功能量和功能效率的变化趋势,可为推动区域经济协调发展提供理论参考。     

全球10 m土地覆盖数据在中国首批国际湿地城市的评价与融合

高精度的土地覆盖数据是生态系统监测评估与区域可持续发展的重要研究基础，然而目前较少有研究对较高分辨率土地覆盖数据(10 m)在城市尺度的区域上进行研究。随着国际湿地城市的建立，也需要高质量高精度的土地覆盖数据为相关研究提供信息。本文以中国首批国际湿地城市为研究区，对3套全球10 m土地覆盖数据DW (Dynamic World)、ESA (ESA WorldCover)、ESRI (Esri Land Cover))选择2020年和2021年进行空间一致性分析和精度评价，最后提出基于空间一致性分析与精度评价的融合方法，基于空间一致性分析结果和精度评价结果进行土地覆盖数据集融合以重建生产一套新数据。结果表明：(1)任何两个数据集之间，水体、林地、耕地、建设用地这些类型一致度比较高，而湿地、草地和裸地混淆度比较高。(2) ESRI与DW的空间一致性程度最高，全部一致区域占比最高(60%以上)，全部不一致区域占比最低(6%以下)且多分布在沿海沿江，湿地广布的区域，这些区域异质性强，土地覆盖类型复杂。(3) ESA的总体精度最高，DW和ESRI的总体精度较为接近；ESA的湿地类型的精度和分类细...     

基于分区-集成的黄河流域生态脆弱性评价

黄河流域是中国重要的生态安全屏障、资源能源集聚地区、生产活动高度密集地区,其生态环境变化直接关系到流域生态与经济可持续发展。研究基于"分区-集成"的评价方法,选取水资源、气候、土壤、植被及人类活动等指标建立评价体系,引入乘法模型,对黄河流域的生态脆弱性进行了量化评价与空间异质性分析。结果表明:流域整体生态环境呈中度脆弱,中度脆弱地区占流域面积的42.46%,脆弱性较为严重的地区主要为流域上游沿黄城市经济带; 2000—2018年流域生态脆弱水平先降低后升高,其中2000年生态问题最为突出,2015年脆弱程度最低,其综合脆弱指数分别为2.28和2.00;流域范围内生态脆弱性分布与趋势演变空间差异明显,流域上游高原地区生态脆弱程度明显升高,沿黄城市带脆弱性等级无明显变化,中下游地区生态环境改善趋势显著。     

基于CA模型的城市空间扩展模拟预测——以锦葫沿海地区为例

基于3S技术和Landsat TM遥感图像,解译得到1990年9月、2000年6月和2010年9月的锦葫沿海地区城市用地分布图。采用时空动态约束的城市元胞自动机(celluar automata,CA)模型,对锦葫沿海地区2020年的城市空间形态进行模拟。该模型采用了多时段动态的转换规则,即利用转移概率矩阵基于多时段基础数据预测增加的城市用地总量,作为城市CA模型的约束条件,并利用Logistic回归技术对CA的转换规则进行校正。分析计算了模拟结果的景观格局指数,分析得知:1990年9月—2010年9月间,城市用地形状不断复杂化,破碎化程度加重;2010年9月—2020年9月间,城市用地形状规则化,破碎化的程度趋于缓解;1990年9月—2020年9月间,城市用地的平均斑块大小基本呈增大趋势,最大用地斑块的影响程度逐年加大,城市用地斑块的聚集程度加速增长;锦葫沿海城市的地理空间正逐步拉近,伴随着锦葫地区交通运输条件的改善,锦葫空间一体化发展将成为一种必然的趋势。     

兰西城市群热环境格局多尺度研究

从不同空间尺度研究城市热环境的变化格局,可为城市人居环境建设提供科学参考。采用MODIS和Landsat TM/OLI/TIRS遥感影像反演地表温度(land surface temperature,LST),分别从宏观和微观尺度探索了兰西城市群热场的空间格局特征,分析了城市热岛效应在昼夜、季节和年份等不同时间尺度上的分布格局及变化特征。研究结果表明,大尺度下兰西城市群未存在明显的城市热岛效应,但中心城区内热岛效应的空间格局发生了较大变化,热场的空间格局及演变与城市空间扩展布局相一致;兰州中心城区热岛比例指数呈现先增加后减小的变化趋势,西宁—海东中心城区热岛比例指数则呈现持续增长的态势;河谷地段的LST低于周围黄土丘陵,主要受植被覆盖、太阳辐射时间和接收量的影响;LST与归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)呈负相关关系,与归一化差值建筑用地指数(normalized difference building index,NDBI)呈正相关关系。