基于面向对象分类技术的沈阳市土地利用动态变化研究

基于RS和GIS技术,采用面向对象分类技术,根据沈阳市的实际情况,建立土地利用类型解译标志,利用多尺度分割方法进行影像分割,然后利用决策树法和最近邻的分类方法,建立分类规则,提取区域土地利用信息,得到该区域的两期土地利用/土地覆被数据,并对研究区的土地利用动态变化及引起这种变化的驱动力进行分析.研究中所采用的面向对象的分类方法在地表景观信息提取中充分利用了地物的光谱信息、纹理特征等特征,最大程度上克服由于不同地物光谱信息相似、相同地物光谱信息不同而造成的混分现象.     

贵州典型喀斯特流域土地利用空间格局及水文干旱研究

干旱是全球性普遍发生的一种自然现象,而喀斯特干旱不能简单归因于"气候异常、降水量减少"。在贵州省选择40个典型流域为研究样区,利用面向对象分类技术,构建土壤水体指数(SWBI),提取土地利用类型的遥感信息;借用景观指数计算软件(Fragstats4.0),计算土地利用类型的景观密度指数(PD)、最大斑块指数(LPI)、形状指数(SI)、景观分维指数(FDI),分析土地利用类型的空间分布格局;探讨不同土地利用格局下的流域储水空间的变化、流域地表储水能力的大小,研究土地利用类型及其空间分布变化对水文干旱的影响。研究表明:①疏林、旱地和灌木林分布相对集中、空间分布变化较大,水体和城镇分布相对分散、空间分布变化较小;②土地利用类型的斑块密度分布及最大斑块分布对水文干旱影响较大,土地利用类型的斑块边界分布及斑块形状分布对水文干旱影响较小;③土地利用类型的斑块密度指数、最大斑块指数、斑块形状指数及斑块分维指数越大,则土地利用类型对水文干旱影响越小。     

重庆市岩溶区县土地利用景观破碎化及土壤侵蚀影响评价

根据重庆岩溶区县土地利用景观破碎情况,采用双向指示种分析法和除趋势典范对应分析法对研究区县及各土地利用类型进行分类和排序,揭示其空间分布的景观生态学意义及土壤侵蚀对土地利用景观破碎化的影响。根据分析结果, 可将研究区22种土地利用类型分为未利用地、平原耕地、山地耕地和灌草地4大类;可将研究区25个区县样方可分为低脆弱剧烈破碎区;低脆弱极强破碎区;低脆弱强破碎区;中脆弱中强破碎区;重脆弱中破碎区;重脆弱轻破碎区;中脆弱微破碎区7个样方群,空间上它们分属于渝东部、渝中部和渝西部3个区域,其土壤侵蚀性从东往西逐渐减弱。除趋势典范对应分析结果表明,较强的土壤侵蚀会加剧土地利用景观的破碎化,加剧破碎化的强度同土壤侵蚀等级呈现出相反的趋势。      

1985-2014年漓江流域景观格局动态变化研究

文章以漓江流域为研究对象,应用1985年、2000年和2014年3期遥感影像,提取土地利用数据,采用土地利用动态度、土地利用转移矩阵等方法,分析1985-2014年漓江流域土地利用的演变趋势;结合Fragstats4.2景观分析工具,识别了该流域景观格局的动态变化。结果表明:1985-2014年,漓江流域土地利用整体变化幅度不大,主要表现为林地、耕地和草地面积减小,湿地、居民及城乡建设用地和未利用土地面积增加,且变化集中发生在2000-2014年。同时景观水平上破碎化和复杂化程度加剧,聚集程度和斑块连续程度有待提高;类型水平上林地景观破碎化层度增加,耕地和草地斑块面积增加,湿地和居民及城乡建设用地的聚集度较高,分布集中。     

河流景观生态学的发展与当前核心议题

河流景观生态学已成为河流科学研究与应用的新范式,但国内研究还颇为不足。从河流景观生态学发展的逻辑必然性、主要进程、基本内容与重要理论等方面进行了总结。结果显示,多尺度跨学科整体论河流认识要求和景观尺度上处理河流问题的实践需求共同推动河流景观生态学的迅速发展,其中心议题是河流物理景观系统与生物系统在不同等级尺度上的结构、格局与功能过程,尤其重视物理景观与不同等级生物系统的相互作用关系,对河流景观多尺度等级性、高动态性和有向性等突出性质的认识已取得重要理论发展。指出当前面临5个方面的核心议题亟需取得突破:改进和统一河流景观分类系统、河流景观跨尺度研究、河流景观方法对经典河流生态理论的再认识、河流景观机理与模拟、河流景观对气候变化与区域土地利用/覆被变化的响应研究。     

梨园河梯级电站开发对流域生态环境的影响

对梨园河流域的卫星图像和土地利用图进行解译,同时对流域的植被样方和生物量进行了野外调查,并利用GIS软件对其进行了有效地分析.结果表明:由于工程建设的影响,研究区的生态景观变化明显.主要表现在破碎度、景观边界密度、景观均匀度、多样性指数和人为干扰强度相应增加,而生物量则明显减少;研究区内戈壁荒漠景观仍居主导地位,占研究区域总面积的48.28%,景观均匀性指数为56.04%,景观优势度为37.48%,景观破碎度为49.43%,多样性指数为2.38.     

云南境内澜沧江流域土地利用时空变化特征及动因分析

    澜沧江-湄公河是一条集内河、界河、国际河流为一体的河流。云南境内澜沧江流域涉及云南西部 7个地州39个县市。复杂的地形地貌结构和多种气候带,形成植被垂直分布和地域分布的特点,呈现出多样性变化特征;域内94％为山区;占流域人口83％的民族（18个少数民族）大分散小聚居立体分布在山区,土地资源一直是他们赖以生存的最主要的生产生活资料,不同民族土地利用习俗,使流域内土地利用格局呈现出多元化特征。在这样一个边疆山区民族地区,寻求一条多元民族文化下土地资源合理利用和可持续发展战略,是加强民族团结,寻求均等发展机会脱贫致富,实现各民族共同繁荣和富裕的关键。
    采用遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、全球卫星定位系统（GPS）高新技术,典型地区启用了快速农村评估（PRA,RapidRuralAppraise）方法,对流域1990年、1998年土地利用现状及空间结构演变进行了时空动态叠合研究、森林土地时空动态的整体演变研究以及变化动因分析,在此基础上,就多元民族文化下土地利用人地系统演变和流域发展的关联问题,提出一些看法,仅供商榷。     

川西南美姑河流域泥石流发育特征及堵河效应分析

美姑河流域泥石流灾害数量多、分布广,严重影响道路安全和居民区生产生活。基于美姑河流域地质灾害调查数据,对美姑河流域内泥石流的空间分布特征进行统计分析,研究了苏洛—竹库段泥石流的空间分布特征。认为:(1)美姑河流域共发育泥石流90条,其中大型15条,中型19条,小型56条;空间上主要分布于美姑河河谷区两岸,以及美姑河支流井叶特西河、连渣老河、尔觉河河谷区等;结合泥石流与降雨的关系,对泥石流进行分类统计;(2)根据层次分析法对泥石流的堵河程度进行评价,结论认为美姑河整体堵河程度一般,不存在严重的堵溃效应,只有个别泥石流沟存在堵河严重的情况,在此基础上总结了美姑河流域泥石流的堵河情况的评分标准。     

滦河流域土地利用/覆被变化的水文响应

以滦河流域为研究区,利用1985和2000年土地利用数据,结合SWAT分布式水文模型定量评价了流域土地利用/覆被变化的水文效应,并分析了流域地表径流变化与主要景观类型的响应关系。结果表明:SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型可以较好地模拟滦河流域的月流量过程,在研究区具有较好的适用性;1985—2000年流域林地向草地和耕地的转变导致流域年均地表径流和总径流量分别增加了12.6%和5.1%;并使得流域年均地表径流变化空间差异显著,整体呈增加趋势,且主要受到林地变化的影响,而在三道河子以上集水区地表径流的变化则主要受到耕地景观的影响。合理规划土地利用格局,对于流域水资源可持续利用具有重要意义。     

滦河流域土地利用/覆被变化的水文响应

以滦河流域为研究区,利用1985和2000年土地利用数据,结合SWAT分布式水文模型定量评价了流域土地利用/覆被变化的水文效应,并分析了流域地表径流变化与主要景观类型的响应关系。结果表明:SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型可以较好地模拟滦河流域的月流量过程,在研究区具有较好的适用性;1985—2000年流域林地向草地和耕地的转变导致流域年均地表径流和总径流量分别增加了12.6%和5.1%;并使得流域年均地表径流变化空间差异显著,整体呈增加趋势,且主要受到林地变化的影响,而在三道河子以上集水区地表径流的变化则主要受到耕地景观的影响。合理规划土地利用格局,对于流域水资源可持续利用具有重要意义。     

黑河中游绿洲灌溉区土地覆盖与种植结构空间格局遥感监测

以高空间分辨率、高光谱分辨率CASI航空遥感数据作为采样带,对黑河中游绿洲灌溉区土地覆盖和农作物种植结构空间格局进行遥感监测。设计了分层分类方法,综合采用基于像素和基于对象的2种遥感图像分类方法对航空样带区域进行土地覆盖制图。根据实地土地覆盖类型调查与目视解译,对样带土地覆盖和农作物种植结构的分类结果进行精度评价,总体分类精度为84.2%,Kappa系数为0.793。与样带区域2007年Landsat TM/ETM+土地覆盖产品相比,高分辨率CASI航空数据能够对树木、草地与农作物类别进行有效监测。监测结果表明,中游绿洲灌溉区内接近59.1%的地区为裸地与建筑用地;植被覆盖区域占39.8%,其中,农田34.9%,树木5.3%,草地仅有0.1%;而在农田区域中玉米为大宗作物,分类成数占96.1%。研究结果表明高质量与高分辨率的航空遥感数据能够实现对流域下垫面异质性进行有效监测,为生态—水文过程研究提供高分辨率的下垫面类型信息。     

渭河流域全新世以来野火历史与人类土地利用的炭屑记录

全新世黄土沉积中的炭屑通常用来重建野火历史及其演变的过程。通过野外考察和对炭屑以及磁化率等指标的分析,获得全新世野火景观演变过程的地球生物沉积证据。参照OSL/TL、¹⁴C测年和考古学断代数据,重建渭河流域黄土高原全新世以来野火历史以及景观演变过程。结果表明：末次冰期到全新世中期阶段(12 000~3 100 a B.P.),渭河流域黄土高原地区野火事件变化主要与区域季节性气候差异密切相关,其中千年-百年尺度有效湿度和燃料供给区域变化是野火发生的主控因素;全新世晚期,随着气候进一步干旱,加之人类耕作活动加剧,人类土地利用强度与时空分布已成为影响生物量燃烧规模的重要驱动力。距今3 100 a以来,渭河流域南部地区农田景观已初具规模;而距今约2 170 a,大规模土地开垦已扩展到渭河北部黄土台塬地区;直到距今1 500 a,渭河北部黄土高阶台塬地区旱作农业景观已基本形成。利用多项古生态记录和区域角度综合分析,有助于深入理解该区域野火历史和人类土地利用变化以及社会结构演变过程。     

Investigation of land use changes on soil erosion process using geographical information system

Land use change quantified for the last 50 years within and near a fast growing agricultural land in Neka River Basin, using geographic information systems. Land cover and land use change was projected for the next decade using topography, geology, land use maps and remote sensing data of the study area. The study explored the relationships between agricultural land growth and landscape changes. The land use changes assessed among the different land cover classes. It is important to mention that conducting of the present study a very severe land cover changes taken place as the result of agricultural land development. These changes in land cover led to the forest degradation of the study area. Relationship between land-use changes and agricultural growth offered a more robust prediction of soil erosion in Neka watershed. This study aims to find the relationships between land use pattern, erosion and the sediment yield in the study area. The land use coefficient has applied in the model of erosion potential method to forecast the effect of the land type to reduce the erosion. The results of this study indicated that the total sediment yield of the study area has notably decreased to 89.24 % after an appropriate land use/cover alteration. The estimated special erosion for the southern Neka Basin is about 144465.1 m³/km² where after management policy is predicted 15542.9 m³/km²/y. Therefore, the total difference for the study area has estimated about 128922.2 m3/km2/y.     

近40年黄河流域资源环境格局变化分析与地质工作建议

20世纪80年代以来,自然演变与强烈的人类活动叠加,致使黄河流域资源环境格局发生了显著变化,进而影响其开发利用布局,面临诸多资源短缺、环境退化和生态破坏问题,急需从地球系统科学的视角深入研究流域资源环境的格局变化特点,识别重大资源环境问题,提出解决方案,为黄河流域可持续发展提供决策依据.本研究以"山水林田湖草"生命共同...     

基于地理空间要素的雅砻江流域面雨量估算

反映流域整体降水情势的面雨量一直是水文模型的重要输入参数之一,在泰森多边形雨量法的基础上考虑地理空间要素对降雨空间分布的影响,采用面向对象的遥感信息聚类方法提取出雅砻江流域2项形状因子(周长、面积)和5项地形因子(平均高程、平均坡度、平均坡向、高程差周长比和高程差面积比)。降雨—径流相关性分析结果表明:地形因子雨量法在月尺度上的降雨估算精度高于年尺度,且在月尺度上能更好地反映流域不同区段的降雨空间分布特征;在月、年际降雨变化趋势分析方面,年尺度上的降雨与径流一阶差分后平均相关系数为0. 903,高于月尺度的0. 629,主要由于水电站调蓄过程对流域径流异质性的影响,且影响度随着时间尺度缩小而放大。     

Regional modelling of rainfall-induced runoff using hydrological model by incorporating plant cover effects: case study in Kelantan,Malaysia

The objective of this paper is to develop a spatial temporal runoff modelling of local rainfall patterns effect on the plant cover hilly lands in Kelantan River Basin. Rainfall interception loss based on leaf area index, loss/infiltration on the ground surface, and runoff calculation were considered as the main plant cover effects on the runoff volume. In this regard, a hydrological and geotechnical grid-based regional model (integrated model) was performed using Microsoft Excel^® and GIS framework system for deterministic modelling of rainfall-induced runoff by incorporating plant cover effects. The infiltration process of the current model was integrated with the precipitation distribution method and rainfall interception approach while the runoff analysis of integrated model was employed based on loss/infiltration water on the ground surface with consideration of water interception loss by canopy and the remaining surface water. In the following, the spatial temporal analysis of rainfall-induced runoff was performed using 10 days of hourly rainfall events at the end of December 2014 in Kelantan River Basin. The corresponding changes in pressure head and consequent rate of infiltration were calculated during rainfall events. Subsequently, flood volume is computed using local rainfall patterns, along with water interception loss and the remaining surface water in the study area. The results showed the land cover changes caused significant differences in hydrological response to surface water. The increase in runoff volume of the Kelantan River Basin is as a function of deforestation and urbanization, especially converting the forest area to agricultural land (i.e. rubber and mixed agriculture).     

雅鲁藏布江流域水文分区研究

青藏高原水系众多,水文站点稀疏,观测资料匮乏,通过水文分区可以将相似流域归为一类,实现其有限测站水文资料向无资料区移用以及达到站网优化设置的目标。以雅鲁藏布江流域(以下简称雅江)为研究对象,利用气象资料和反映下垫面条件的土地利用和地形等物理因子,采用主成分分析、K-Means聚类分析等方法对雅江进行水文分区研究。研究中,根据气候和地形的垂直特征,将雅江划分为5个水文分区,分别为高寒荒漠区、高原温带河谷区、高原峡谷稀林区、高原冰川雨雪区和亚热带山地多雨区,并阐述了各分区的特征。最后,采用斯米尔诺夫检验的方法,选取具有长序列水文资料的站点进行检验,论证了分区结果的合理性。此项成果可为雅江无资料流域水文预测提供依据。     

辽河流域表层土壤碳密度与碳储量浅析

利用辽宁省辽河流域多目标区域地球化学调查获得的大量表层土壤全碳分析数据,根据土壤类型和地貌单元计算表层土壤碳密度及碳储量,探讨了土壤碳密度与碳储量分布规律。辽河流域表层土壤碳储量分布与土壤类型和地貌单元的面积呈正比;土壤碳密度分布与城市规模大小及土壤有机质的含量分布有密切的关系。草甸土土壤类型和平原区地貌单元的表层土壤碳储量最高,黑土土壤类型和丘陵山区地貌单元的表层土壤碳储量最低。从土壤类型看,水稻土碳密度最高,风沙土碳密度最低。从地貌单元看,丘陵山区碳密度最高,低山丘陵区碳密度最低。土壤碳密度的研究可为探索中国区域土壤碳固定潜力提供参考数据。     

Effects of land use change on landscape pattern of the Manas River watershed in Xinjiang, China

The mechanism of interaction between land use change and landscape pattern is pivotal in research concerning global environmental change. Quantitative evaluation of land use change that has resulted from excessive land development and its impact on landscape pattern are important for sustainable utilization of local land resources. The study area was the Manas River watershed, a typical watershed in an arid area. The present study evaluated the influence of long-term land use change on the landscape pattern; the findings are valuable for economic development and environmental protection. The processes for land use change and changes in landscape pattern were reconstructed and analyzed for data in topographic maps dated 1962 and in remote sensing images taken in 1976, 1989, 1999 and 2008 using mathematical models and landscape metrics. The results indicate significant changes in land use over the past 50 years, with increases in the areas of cultivated land and construction land, and a significant decrease in unused land and woodland areas; grassland and water resources first increased and then tended to decrease over this time. The comprehensive index of land use change is 0.55, indicating an unbalanced, one-way transition in the study area. Landscape fragmentation and diversity increased and landscape dominance decreased; in other words, differences between landscapes decreased. The changes resulted in a significant tendency toward diversity and fragmentation of the landscape. Therefore, large-scale intensive agricultural development can reduce the negative influence of land use change on the landscape pattern.