2000—2010年亚欧大陆中低纬度海岸带土地利用/覆盖变化及驱动力分析

土地利用/覆盖变化是全球变化研究的重要问题,而海岸带则是该领域研究的热点区域。以三套土地利用/覆盖数据（MCD12Q1、CCI-LC和GlobeLand30）为基础,采用基于一致性分析和模糊集合理论的数据融合方法,获取2000年和2010年亚欧大陆中低纬度海岸带土地利用/覆盖分类信息,进而分析土地利用/覆盖变化特征及驱动因素。结果表明：十年间亚欧大陆中低纬度海岸带土地利用/覆盖变化方式主要以耕地萎缩和林地扩张为主,其次是湿地扩张,再次是草地和裸地萎缩,最后是灌木地和人造地表扩张;土地利用/覆盖类型之间的相互转换面积较小,仅占研究区总面积的4.22%,其中分布面积占优势的变化类型为耕地–林地–草地相互转换、灌木地–裸地相互转换、林地转为湿地以及林地转为灌木地等。地形因素、气候分异等自然驱动力深刻影响着土地利用/覆盖变化的宏观格局,而人口压力增大、经济高速发展、政策的颁布与实施等人文驱动力则是推动十年间亚欧大陆中低纬度海岸带土地利用/覆盖变化的主要原因。     

海岸带城市土地利用变化分析—以江苏盐城市为例

土地利用/覆被变化（LUCC）是全球变化和区域可持续发展研究的核心问题。海岸带是陆地海洋相互作用和人类活动最敏感的区域,海岸带LUCC的研究对适应环境和自然的挑战具有重要意义。本文以江苏沿海具有代表性的盐城市作为研究区,选取1978-2007年5期Landsat MSS/TM影像作为数据源,在参考国内外遥感分类系统的基础上,结合研究区实际,建立遥感分类系统,使用主成分分析（PCA）遥感分类方法和分类后比较变化检测方法,并在GIS分析技术支持下获取盐城市近30年的土地利用变化数据,分析其结构、数量、速率及格局变化。结果表明：（1）从土地利用结构上看,研究时段内盐城市土地利用变化较大,但利用结构相对稳定;土地利用类型以耕地为主,但近几年城市建设用地大量增加,比重不断攀升;（2）从土地利用变化数量、速率上看,不同时期土地利用类型变化剧烈,一级地类数量增长最大的是建设用地,其中城镇建设用地由1978年的167.01 km2扩张至2007年的725.19 km2,增长至原来的4.34倍,城镇建设用地变化速率在2004-2007年高达15%以上;（3）从空间格局变化看,盐城市中心城区特别是开发区和新辟为市区的盐都区发展速度最快,而滨海港、大丰港的建设和周边国有盐场的改制也显著促进了沿海地区的发展。     

湿地景观变化过程与累积环境效应研究进展

湿地在流域中处于水陆交错的特殊过渡区域,是地表重要的景观覆盖类型和生态系统。湿地具有独特的水文、土壤和植被特征,在维护区域/流域生态平衡和环境稳定方面发挥巨大作用。湿地景观变化过程主要表现为景观格局和过程在时间和空间尺度上的相互作用过程。该过程对系统的能量流动、物质循环以及物种迁移产生作用,对地理环境也产生巨大环境效应。湿地景观变化与土地利用/覆盖变化紧密相关,与人类活动影响息息相联。至今,人类已把天然的湿地景观格局改变为受人类支配的土地利用格局。自然湿地景观格局的变化过程对湿地生态系统以及其他系统的生物多样性、初级生产力产生显著影响,对局地、区域及全球气候环境、水文环境、生物多样性等方面产生显著而深刻的影响。湿地景观变化是全球变化研究的重要内容,尤其对认识全球气候变化、土地利用/覆盖变化和生物多样性变化的区域响应具有重大意义。     

龙口市海岸带土地利用动态变化分析

利用多期遥感数据,采用目视解译和人机交互计算机分类技术提取1984至2004年间龙口市海岸带土地利用信息,从土地利用总量变化、土地利用变化速度、土地利用类型之间的相互转化、土地利用类型变化的海岸区位效应等方面分析龙口市海岸带动态变化特点。研究结果表明,20年间龙口市海岸带一半以上的土地类型发生了变化,变化速度逐年增加,后期明显大于前期;转化方向上主要表现在耕地向园地的转化,其次是耕地、园地、林地向建设用地的转化;变化的区位特征是距海越近,海岸带特征地类的变化越明显,反之,距海越远,内陆土地利用变化的特点表现得越突出。     

基于多源遥感数据的湿地植物分类和生物量反演研究进展

湿地植物是湿地生态系统的重要组成部分,是指示湿地生态系统演化的重要指标。利用遥感技术,可以在区域尺度上对湿地植物进行多时段综合观测,识别湿地植物类型,并对植物生物量进行反演,定量估算湿地生态系统资源,因此,遥感技术是评价湿地生态系统健康的重要手段。但是,利用单一种类的遥感数据源的反演,在反演精度和提取湿地植物信息的丰富度上存在缺陷,而利用多源遥感数据提取湿地植物信息的精度更高,应用前景广阔。重点从遥感数据源、多源遥感融合技术、湿地植物遥感分类方法、多源遥感数据识别湿地植物类型的应用、湿地植物生物量反演模型以及应用等方面,阐述多源遥感技术在湿地植物分类和生物量反演研究中的主要进展,讨论多源遥感技术在湿地研究中的优势和不足,展望其未来发展趋势。     

基于MODIS的土地覆盖遥感分类特征的评价与比较

选取华北地区为研究区,利用MODIS遥感数据多光谱、多时相优势进行分类特征提取,依据土地覆盖分类特征如地表反射率、植被指数、纹理特征等,并对这些分类特征分别从光谱维、时间维、空间维三个角度进行阐述,结合DEM数据,使用最大似然法进行土地覆盖遥感分类特征的评价与比较。结果表明,不同分类特征对分类精度影响不同,将多种分类特征结合能够有效提高区域尺度土地覆盖分类精度,但分类特征的加入不一定能提高某些类别的分类精度。     

基于CBERS-2遥感数据的艾比湖流域景观生态分类系统

景观生态分类是景观生态学研究的一项重要内容,是开展景观评价、规划与管理等工作的基础。应用CBERS-2遥感影像数据,以地质地貌、土地利用/土地覆被状况、地表植被等因子为分类依据,对艾比湖流域景观生态类型进行了自上而下地划分。研究认为:景观生态分类是建立在尺度的基础之上,不同尺度上的分类单元在纵向上构成了景观带至景观元的多等级景观生态分类体系;艾比湖流域景观生态类型可划分为2个景观类(4个景观亚类)、14个景观系、27个景观型,且该分类系统属于景观生态分类等级阶梯中的中尺度分类段;艾比湖流域景观生态分类系统,对进一步认识和科学合理地利用、规划及管理干旱区内陆湖泊流域的景观具有重要意义。     

村域尺度土地利用现状分类体系的构建与应用 ——以山东禹城牌子村为例

随着LUCC到GLP研究的不断深入,我国空心村土地整治实践的相继推进,以及高分辨率遥感数据的陆续产生,深入开展村域尺度的土地利用调查与评价研究具有迫切现实需求,而构建村域尺度土地利用现状分类体系则是支撑村庄土地利用用地调查与评价的重要前提与关键。参考《土地利用现状分类》国家标准(GB/T21010-2007),构建了基于0.25m分辨率中科高清遥感影像的村域尺度土地利用现状分类体系,并在山东省禹城市牌子村进行了实际应用。构建的基于高分辨率遥感影像的土地利用现状分类体系,不仅准确反映了牌子村的土地利用结构及其用地特征,而且还测算出该村所具备的土地资源整治潜力,取得了良好的实际应用效果。基于0.25m高分辨率遥感数据所构建的村域土地利用现状分类体系有据可依,简单易行,成果明确。研究成果可直接为我国村庄特别是空心村土地综合整治潜力的调查与评价提供技术方法的有益参考和有力支持。     

土地利用/覆盖变化空间变异特征与遥感影像空间分辨率的选取——以北京地区为例

遥感数据为土地利用/覆盖变化提供了海量数据来源,如何选择合适空间分辨率的遥感影像进行特定地区的土地利用/覆盖变化研究,成为土地利用/覆盖变化研究的一个重要内容。地统计学方法已经广泛应用与遥感图像处理以及土地覆盖分类研究中,但应用于土地利用/覆盖变化的研究还比较缺乏。北京地区为研究区,运用遥感和地统计分析方法对该区土地利用/覆盖变化的空间结构的变异特征和合理的遥感影像数据源的选取问题做了初步探讨。研究表明地统计学方法能够揭示土地利用/覆盖变化的空间变异特征,有助于选择有效的遥感影像数据进行不同地区的土地利用/覆盖变化分析。     

基于MODIS NDVI时序数列的柴达木盆地土地覆盖分类研究

以2003年柴达木盆地的MODIS卫星遥感影像为基础数据,结合野外实地考察资料,综合分析了2003年柴达木盆地的植被指数时间变化与空间分布特征,提取了该年度该区域各主要土地覆盖类型NDVI的时序数列曲线,采用NDVI时序数列变化曲线形状匹配方法对柴达木盆地进行了土地覆盖类型分类.在此基础上使用了将以月为单位的变化曲线转换为十二维空间中的单位向量,比较向量夹角以决定其相似度的先进算法,取得了良好的分类效果,获得了2003年柴达木盆地比较精确的土地覆盖分类图.提出了利用MODIS卫星遥感影像进行土地覆盖分类的新方法.     

土地利用分类及其影响因素研究

土地利用分类是研究土地利用的最基础工作，它直接影响着土地利用的科研与实践，本文在全面研究土地利用分类理论与方法的基础上，比较且说明了当前国内外土地利用分类的优劣。并提出多层统一标准的系统分类设想。     

流域LUCC水文效应研究中的若干问题探讨

随着全球变化研究的深入,土地利用/覆被变化(LUCC)的水文效应研究日益成为热点问题。综合国内外研究进展,论文就流域土地利用/覆被变化水文效应研究中的几个问题进行了总结和探讨：子流域和水文响应单元是分布式水文模型对流域基本空间单元的理想划分;对国内外现有的土地利用分类系统进行了适当的调整和归并,建立了基于水文响应研究的土地利用分类系统,将土地利用分为9个Ⅰ级类和21个II级类;土地利用/覆被变化情景分析的常用方法有参照对比法、历史反演法、模型预测法、极端土地利用法、土地利用空间配置法等。     

基于Sentinel-2遥感时间序列植被物候特征的盐城滨海湿地植被分类

滨海湿地是具有重要功能的特殊海陆过渡带生态系统,精准获取滨海湿地植被时空分布信息具有重要意义。传统的湿地遥感观测研究集中于高空间、高光谱分辨率影像分类,往往受限于数据成本和覆盖范围,仅适用于小区域湿地监测。Sentinel-2A/B卫星影像时空分辨率高且免费共享,为大区域滨海湿地动态监测提供了可能。本文采用2018年Sentinel-2影像,提出像元级SAVI时间序列及双Logistic植被物候特征拟合重构模型,采用随机森林算法进行盐城滨海湿地植被分类,探讨Sentinel-2遥感时间序列植被物候特征分类方法的适用性。结果显示,分类总体精度达87.61%,Kappa系数为0.8358,分类结果与湿地实况相吻合,比常规单一时相分类精度总体提高19.57%。植被判别物候特征参数可为影像数据缺失或不足的滨海湿地分类提供不同植被的判别依据。研究表明,基于像元级时间序列植被物候特征的分类方法能实现植被群落混生带的精准分类以及对“异物同谱”植被的有效区分,对大区域滨海湿地植被分类具有很好的适用性,有效提高了滨海湿地植被分类精度。     

我国湿地研究进展——献给中国科学院长春地理研究所成立40周年

回顾了我国湿地研究,尤其是近１０年的研究进展,包括湿地资源的综合考察,湿地基本概念的开发,湿地功能研究、湿地资源的保护与合理利用,并对我国湿地研究提出了展望。     

“两规”新旧土地利用分类体系比较

近年来“两规”衔接已成为一个重要的研究课题,“两规”新用地分类体系的先后发布给“两规”衔接带来了契机。运用比较分析方法研究了“两规”新、旧用地分类体系的相互关系,将“两规”用地分类体系的关系演变划分为1997年以前相互独立发展、1997-2006年相互冲突和2006年以来相互衔接3个时期。“两规”旧用地分类体系的比较表明两者在分类重点、分类体系构成、建设用地分类方法和空间范围4个方面的矛盾和冲突最明显。“土规”新、旧用地分类体系的比较表明有4个方面的特征变化：①现状、规划两套分类体系由相互分离转变为相互衔接;②现状分类由三级体系变为二级体系;③在建设用地分类中突出考虑了行业因素;④增强了规划分类的弹性空间。“城规”新、旧用地分类体系的比较分析表明有2个方面的特征变化：①增加城乡用地分类体系;②修订城市建设用地分类体系。最后构建了“两规”新用地分类体系的对应关系。     

湿地景观格局变化研究进展

湿地是自然界最富生物多样性的生态景观,具有重要的生态功能。湿地景观格局是各种生态过程综合作用的结果,具有高度的景观异质性,对景观的功能和过程有着显著的影响。湿地生态系统是世界上受威胁最为严重的生态系统之一,在自然因素和人类活动的影响下发生了大面积的转化或丧失。本文从湿地景观格局研究方法、面积变化、景观类型转化、驱动力以及动态模型、湿地景观格局指数以及湿地景观格局与气候变化之间的关系等方面综述了湿地景观格局变化的研究进展,指出湿地景观格局变化及其生态效应和高原湿地景观格局变化与气候变化之间的关系是未来研究的重点领域。     

从生态系统服务角度探究土地利用变化引起的生态失衡——以莱州湾海岸带为例

以莱州湾海岸带为研究区,基于2000年、2005年、2010年和2014年多时相土地利用数据,应用生态系统服务价值评估,逐层剖析土地利用变化对生态系统服务失衡特征的影响。结果表明：莱州湾海岸带供水与空气组分调节服务呈负值,2000~2014年,生态系统服务总价值丧失43%（147亿美元/a）,生态系统服务多样性降低甚至丧失,呈向海性,围填海造成162亿美元生态损失。土地利用变化方式是造成生态失衡的主因,主要包括：交通工矿、盐田、养殖及城镇扩张,滩涂、河口湿地、耕地被侵占。滩涂和河口湿地减少,导致废物处理、栖息地、基因多样性、干扰调节、侵蚀防护服务丧失严重,交通工矿和城镇扩张,引起供水服务负效应加剧。     

基于知识规则的土地利用/土地覆被分类方法——以黑河流域为例

本文提出了一种基于知识规则的土地利用/土地覆被分类的新方法。知识规则是基于专家经验建立起来的,反映研究区内不同分类系统下各类别的地理分布特性与地理分布交叉可能性。基于黑河流域90 m 分辨率DEM、2009 年逐月1 km 分辨率NDVI,参考美国地质调查局(USGS) 1 km分辨率土地利用/土地覆被数据在欧亚大陆上各类别的聚类中心,应用在上、中、下游分别建立的知识规则,以知识规则结合最近距离的USGS 类别聚类的方法,制作了一套与USGS全球土地覆被分类标准一致的、可以用于大气模式以及陆面过程模式的黑河流域土地覆被类型分布数据。本方法分类结果与以往研究采用的类别映射方法的分类结果及实际地物影像进行对比,表明知识规则下的分类结果更能准确表达流域地表覆盖特征,对冰雪、冻土类别和沙地荒漠类别的表现更优。     

地理学视角下土地利用/覆被分类发展探讨

随着对地观测和互联网技术的发展,地理大数据时代正在到来,其多尺度、长时序、多模态等海量“超”覆盖数据为土地利用/覆被（Land Use/Land Cover, 简称LULC）分类及变化检测带来巨大的机遇,支撑着新时代人、地两大系统相互作用关系的认知和实践。然而,多数地理学者认为地理学基本原理与核心思想并未因为大数据的到来而发生本质性变化。所以,从地理学基本原理角度理解LULC分类的发展,尤其在地理大数据时代的发展方向,不失为一条可行的途径。为此,本文从区域、尺度、综合三方面的地理学基本原理视角将LULC分类技术的发展划分为地球观测数据匮乏阶段、人类行为数据融合阶段以及地理大数据“超”覆盖阶段分别探讨分析,以期主动把握LULC分类技术及应用的未来发展趋势。研究结果显示：在地球观测数据匮乏阶段,LULC分类多以类型还不丰富的遥感数据源,在空间分辨率较低的像元尺度上,进行以地表覆被状态为主的分类;发展到人类行为数据融合阶段,LULC分类在城市区域率先出现了对地观测数据和人类行为数据相融合,在街区尺度上进行以空间功能异质性划分、识别为主导的城市功能区分类;在地理大数据“超”覆盖阶段,LULC分类将实现多尺度协同、面向全空间的功能异质性划分,并在主体功能的基础上融合“社会-经济-自然”多维定量属性,本文称之为“空间场景”。希望本文的探讨能够为地理大数据时代LULC分类的新技术发展和新产品应用提供有益启示。     

长江三角洲城市群区域滨海湿地利用时空变化特征

应用遥感和地理信息系统技术,以研究区遥感影像为主要数据源,研究了1990～2000年和2000～2005年间长江三角洲城市群区域围海造地行为下滨海湿地利用的时空演变特征。围海造地在不同城市化发展时期分别为农业用地和建设用地扩张所需。以海岸线为基准,通过分别向陆地和向海洋方向进行滨海湿地分区,每个方向设立7个缓冲带,靠近海岸线的前6个缓冲带宽1km,第7个缓冲带宽10km。结果表明,1990～2000年期间,围海造地以农业用地扩张为主,其平均年扩张速率为48.9km2/a,明显大于建设用地的平均年扩张速率(28.2km2/a);而2000～2005年期间,建设用地成为围海造地的主要目的,建设用地平均年扩张速率大幅增大至91.8km2/a,而农业用地平均年扩张率仅为4.2km2/a。在空间分布上,1990～2000年期间,农业用地平均年扩张百分率最大值出现在距海岸线5km的陆地缓冲区;但在2000～2005年期间,各陆地缓冲区农业用地面积在减少,其平均年扩张百分率为-1.3%/a;而建设用地在各缓冲区的平均年扩张百分率由1990～2000年期间的0.62%/a增大为2000～2005年期间的2.66%/a。对长江三角洲滨海湿地土地流转驱动力的分析表明,城市化是建设用地扩张的重要驱动力;一些天然滨海湿地直接转变为建设用地,两个时期建设用地净扩张区域相同,即距海岸线1～3km和>6km陆地缓冲带;还有一些天然滨海湿地,如滩涂,被用于水产养殖,而转变为人工湿地,在1990～2000年期间,农业用地的扩张区域是距海岸线4～6km的陆地缓冲带,在2000～2005年期间,农业用地的扩张区域是1～3km的近海缓冲带。