闽南丘陵区典型小流域空间框架数据采集与应用

综合利用Photoshop、Geoway、MapInfo、ArcView等软件提供的处理技术,通过对扫描得到的地形、土地利用和水土流失等要素图进行图像剪切、拼接、配准、采样、跟踪、调整以及属性表的维护等一系列处理步骤,建立了大比例尺小流域地理空间框架数据集,提供了小流域空间框架数据采集与应用的技术流程与方法,提出应用各种软件进行大比例尺空间框架数据处理过程中应当注意的各种细节问题.最后,以闽南丘陵地区草子坝小流域为例,利用ArcView的3D Analyst、Spatial Analyst、Geoprocessing等扩展模块以及MapInfo SQL查询功能,对流域空间框架数据进行处理,得到了用于比较精细空间尺度上表达流域三维地形模型、坡度、坡向、河流垂直剖面、晕渲,不同高程上的土地利用类型等专题应用结果.     

ArcView GIS空间分析方法的研究——以银行选址为例

应用地理信息系统软件（ArcView GIS3．2）进行实验性研究：依据给定的银行营业点选择条件,包括人口密集度选择、银行营业点与其它银行的间距、交通便利度、商贸区域发达程度等因素,利用地理信息系统空间分析技术进行缓冲区分析、重分类、叠加分析以及Map Calculator等技术选出银行营业点的最佳地址。旨在为有关决策部门提供较直观准确的信息,为其决策提供辅助支持。最终结果表明：利用ArcView GIS软件空间分析功能进行选址应用,科学性强,易于在计算机上实现,具有良好的效果。     

济南城市土地利用的圈层结构分析

利用1986年和2000年两个时相的航空影像进行城市土地利用解译，通过MapInfo、ArcView等GIS软件对矢量化的解译成果进行空间分析与查询统计。研究表明：济南市建成区内的土地利用结构可分为三个圈层，但与传统的圈层模式相比，又具有鲜明的特点。内圈层功能以居住和商业金融服务为主，且居住用地比重偏大；中间圈层土地利用的空间结构比较均衡，随时间变化较平稳；外层土地利用的时空变化明显，工业用地比重较大。     

人口数据空间化的处理方法

在人口空间分布区划的基础上,利用基于LANDSAT TM信息获取的1:10万比例尺的土地利用/覆盖数据,建立与统计人口数据的多元相关关系模型,计算各种士地利用类型中的居住人口系数,在GIS支持下计算出全国1km格网人口空间分布数据,然后结合DEM数据、居民点分布数据对空间化处理结果进行修正,并在各大区内随机抽样若干县采集乡镇行政边界和统计人口数据对模型计算结果进行了验证.     

土地利用类型结构的多尺度转换特征

尺度一直是LUCC到GLP研究所关注的重要问题。以不同比例尺的辽宁省土地利用数据为例,以贵州省土地利用数据进行验证,系统探讨了土地利用类型结构在不同尺度间可能存在的转换特征。结论如下:(1)辽宁省土地利用的分形结构跨1 ∶ 10万、1 ∶ 50万、1 ∶ 100万这3个比例尺客观存在;(2)对不同比例尺的同一区域不同土地利用类型而言,各土地利用类型分维在不同比例尺之间存在的响应关系并不一致,某些土地利用类型的分维随着比例尺由1 ∶ 10万向1 ∶ 50万再向1 ∶ 100万的变小,分维呈现变大趋势,而某些土地利用类型的分维随比例尺的变化并不如此,所以,对于不同的土地利用类型而言存在一定的差别,不可一概而论;(3)不同尺度间的土地利用类型结构只能够在两两连续间隔的两种比例尺土地分维之间建立起关系显著的定量关系模型。所得结论对科学认知土地结构空间配置的多尺度特征以及建立相应尺度转换模型具有积极的参考意义。     

模拟流域地貌发育过程的空间数据获取与分析

运用数字摄影测量与GIS技术对人工模拟降雨条件下小流域模型地貌发育过程进行了动态监测研究,获得了小流域模型不同发育阶段地貌形态高精度、高分辨率的DEM数据、等高线、纵横剖面等数据,计算出了流域模型各种地貌形态参数,并利用GIS技术进行流域发育过程的空间形态进行了可视化和空间分析.研究表明,数字摄影测量与GIS技术可准确快速获取流域地貌形态的相关参数及小流域土壤侵蚀的空间定量分布,对于黄土高原小流域降雨侵蚀产沙过程与地貌形态特征定量作用关系研究及小流域土壤侵蚀预报模型建立具有重要科学意义.     

胶州湾海岸带土地利用变化分析

以GDEMDEM 30M数字高程数据和2000年9月16日Landsat ETM+、2016年6月16日的Landsat OLI影像为主要数据,利用Arc GIS10.0软件的水文分析模块,将研究区划分为若干子流域;采用目视解译结合监督分类的方法,得到胶州湾海岸带各小流域的土地利用信息;采用土地利用变化模型、香农多样性指数和系统聚类的方法,分析和探讨了小流域尺度的胶州湾海岸带土地利用变化特征及影响因素。研究结果表明,与2000年相比,2016年,研究区各小流域土地利用结构发生明显变化,建设用地面积激增且成为最主要的土地利用类型,盐田、耕地和养殖池面积所占比例显著减小,城市化导致的建设用地扩张是其它土地类型变化的主要原因;在小流域内,各土地利用类型的单一动态度差别明显,主要原因是不合理土地利用方式的出现导致了土地利用类型之间的相互转化;除小流域2和小流域14外,其它小流域都处于发展期且趋于单一化,将14个小流域聚类为4类,第三类和第四类小流域土地利用及其单一化程度较高,城市化水平及经济政策的实施对各小流域土地利用单一化及发展程度产生重大影响。     

干旱区不同土地利用类型的时空分形特征研究——以塔里木河干流区域为例

以新疆塔里木河干流1990年、2000和2007年土地利用数据为例,应用分形理论来分析干旱区内陆河流域土地利用空间结构复杂性、稳定性以及动态变化性,通过建立距离河道不同的缓冲区范围来变化空间尺度,研究分形的空间尺度变化效应。结果表明,各种土地利用类型都具有空间分形特征,1990年土地利用分形维值由大到小的顺序是其它用地>牧草地>耕地>林地>居民及独立工矿用地>未利用地,2000年和2007年土地利用分形维值大小顺序为其它用地>牧草地>耕地>林地>未利用地>居民及独立工矿用地;通过空间结构稳定性指数分析得到天然植被(林地、牧草地等)的空间结构稳定性比较小。随着空间尺度的逐级扩大,各土地利用类型的分形特征依然存在,但分形维数减少,土地利用空间结构总体趋于简单状态下稳定。     

云南省防洪空间信息系统构建

通过讨论应用地理信息系统（GIS）技术，立足现实对相关空间数据进行集成和整合处理，实现防洪空间信息的数字化、标准化，为优化防汛指挥工作手段提供基础。系统数据库饭知不同比例尺精度的空间基础数据以满足不同目的的需求，对相关水文、防洪设施、全省洪涝风险和重点区风险图、土地利用等图件进行系统整合。系统有较强的管理功能和分析功能，可提高云南省防洪空间信息的共享度和系统有效管理，为政府统一组织和指挥抗洪救灾提供重要的辅助决策支持手段。     

土地利用/土地覆被时空分布100 年数字重建 ——-以大庆市杜尔伯特蒙古族自治县为例

长时间序列的土地利用/ 土地覆被数据是开展全球变化、可持续发展及生态安全等各项研究的重要基础。然而,早期的土地利用/ 土地覆被数据,特别是卫星遥感数据出现之前 的土地利用/ 土地覆被信息通常很难获取。利用TM、MSS 遥感影像数据和地形图、气候、地质、地貌、土壤、植被、水文等自然环境背景图件以及数据,社会经济统计数据等多源数 据,选择大庆市杜尔伯特蒙古族自治县作为典型案例区,在GIS 技术支持下建立了土地利用/ 土地覆被数字重建模型,再现了典型研究区20 世纪30 年代和50 年代土地利用/ 土地覆被空间分布状况。通过野外调查和历史文献资料对土地利用数字重建结果进行精度评价并初步得到以下结论：① 采用逐个图斑跟踪记录的方法对研究区各个时期土地利用/ 覆被变化的敏感 性进行分析,有利于揭示区域土地利用/ 土地覆被变化的规律;② 在定量、定位分析环境背景对土地利用/ 土地覆被分布及其变化的影响基础上,综合判断各种土地利用/ 土地覆被分布概率,其结果可为土地利用数字重建提供依据;③ 对1:10 万地形图提取土地利用信息的可行性与可信度分析表明,地形图中土地利用信息完全能够达到一级土地利用分类精度,同时疏林地、灌木林、沼泽地、盐碱地、沙地等二级分类信息也能获取。     

多流域降雨和土地利用格局对土壤侵蚀影响的比较分析——以陕北黄土丘陵沟壑区为例

土壤侵蚀是制约黄土高原可持续发展的瓶颈因素,为分析不同面积流域降雨和土地利用格局对土壤侵蚀影响的变化趋势,本文基于土壤侵蚀评价指数,发展了降雨和土地利用格局对土壤侵蚀影响的表征方法,探讨了多流域降雨和土地利用格局对土壤侵蚀的影响。结果表明：① 2006-2012年,研究区降雨侵蚀力因子R总体上呈现上升的趋势,植被覆盖与管理因子C呈现下降趋势;② 随流域面积的增加,研究区内降雨格局对土壤侵蚀的影响逐渐降低,而土地利用格局对土壤侵蚀的影响变大;③ 在流域面积较小时,降雨格局对土壤侵蚀的影响要大于土地利用格局对土壤侵蚀的影响,而在流域面积较大时,土地利用格局对土壤侵蚀的影响大于降雨格局对土壤侵蚀的影响;④ 随着流域面积的增加,研究区的林地比例有所下降,陡坡植被覆盖类型趋于单一,这是在流域面积增大时土地利用格局对土壤侵蚀影响增加的主要原因。同时,流域面积较小时,降雨对土壤侵蚀的影响较大,但随着流域面积的增加,松软的土壤性质和沟壑纵横的地形增大了发生重力侵蚀的可能性,土壤和地形对土壤侵蚀的影响增大。     

Coping with land scarcity. Farmers' changing land-use and management practices in two mountain watersheds of Nepal

In this study some light is shed on farmers' changing land-use and management practices in two mountain watersheds located in the Western Hills of Nepal. The study is based on a survey of 300 households, group discussion, interviews of key informants, and field observation in project and non-project watersheds conducted from April to September 1999. Confronted with shrinking landholding size, owing to a steadily growing population and scarcity of non-farming employment opportunities, farmers in both watersheds have gradually intensified land use and cultivated new crops to increase farm production and income. They are shifting from cereal crops to livestock husbandry, particularly along the road in the project watershed, and to vegetables and other cash crops in the accessible foothills of the non-project watershed. They have also adopted various structural and biological measures to control soil erosion, landslides, gully expansion and soil nutrient loss in order to maintain or enhance land productivity. The degree of adoption of the structural and biological measures is higher in the project watershed than in the non-project watershed. Contrary to the traditionally held belief of some researchers, population pressure on a finite land resource has brought about positive changes in land-use and management practices. Farmers have innovated and adopted different land management technologies to increase farm production as they are exposed to the risk of food insecurity because of shrinking landholding size and land degradation.     

多尺度土地利用与土壤侵蚀

土地利用能够通过改变一系列的自然现象和生态过程影响土壤侵蚀,尺度不同,土地利用与土壤侵蚀的作用机制也会发生变化。本文针对坡面尺度、小流域／流域尺度和区域尺度,综述了不同尺度上土地利用对土壤侵蚀的影响研究。其中,在坡面尺度上,土地利用与土壤侵蚀的研究主要包括土地利用方式和土地管理措施对土壤侵蚀的影响,相应尺度上的模型有USLE／RUSLE、WEPP等;在小流域／流域尺度上,土地利用与土壤侵蚀的研究主要涉及土地利用结构和土地利用格局对土壤侵蚀的影响,相关的模型有LISEM、AGNPS、EUROSEM和SEDEM等;在区域尺度上土壤侵蚀评价研究主要是通过尺度上推和宏观因子评价的方法进行。多尺度土地利用与土壤侵蚀研究作为自然地理学研究中的热点问题,在进一步的研究中需要关注多尺度综合与尺度转换、土地利用政策效应、土地利用格局与土壤流失过程等方面的研究内容。     

准格尔丘陵沟壑区五分地沟流域土地覆盖分析(英文)

以准格尔丘陵沟壑区五分地沟流域为研究区,应用彩红外航片和IKONOS卫星影像,绘制了1987、2002年土地覆盖/植被类型图,并数字化基于地面土地利用调查绘制的1979年土地利用图.利用景观格局指数,评价了研究区土地覆盖/植被空间格局现状及土地覆盖类型动态变化;并以ETM 数据为信息源,绘制了2002年土地覆盖/植被类型图.研究表明:2002年研究区土地覆盖/植被呈现出一个耕地、草地、人工乔木林和人工灌木林以及种植稀疏灌木的草地高度镶嵌的景观格局特征;20年内土地覆盖类型发生了显著的变化,景观异质性增强.基于研究区景观的高度破碎化,绘制小流域精细尺度土地覆盖图,高空间分辨率遥感数据十分必要.     

准格尔丘陵沟壑区五分地沟流域土地覆盖分析

以准格尔丘陵沟壑区五分地沟流域为研究区,应用彩红外航片和IKONOS卫星影像,绘制了1987、2002年土地覆盖/植被类型图,并数字化基于地面土地利用调查绘制的1979年土地利用图.利用景观格局指数,评价了研究区土地覆盖/植被空间格局现状及土地覆盖类型动态变化;并以ETM 数据为信息源,绘制了2002年土地覆盖/植被类型图.研究表明:2002年研究区土地覆盖/植被呈现出一个耕地、草地、人工乔木林和人工灌木林以及种植稀疏灌木的草地高度镶嵌的景观格局特征;20年内土地覆盖类型发生了显著的变化,景观异质性增强.基于研究区景观的高度破碎化,绘制小流域精细尺度土地覆盖图,高空间分辨率遥感数据十分必要.     

Spatial Modelling of Stream Water Quality Along an Urban–Rural Gradient

It is widely known that intensive land use generally decreases stream water quality, but the influence of watershed physiography is relatively poorly understood. Since management planning has to take into account the protection of water quality, the current status of stream water must be identified. The potential effects of land use and watershed physiography variables on water quality were studied in an extensive set of 83 watersheds in the Helsinki region, Finland, covering wide land‐use intensity gradient. The aims of this study were to test if the geographical information of watershed land‐use data can be used to model the stream water quality, and to examine whether the spatial water quality models are improved after including predictors of watershed physiography to the land‐use model. Water quality variables were related to watershed predictors by utilizing generalized additive models and linear mixed models, and the independent effect of the variables was investigated using a hierarchical partitioning approach. While land use turned out to be the most influential factor explaining water quality, all models improved significantly after incorporating the watershed characteristics, such as topography and soil. These results were consistent across three modelling techniques. This study, with its novel approach to examine the impacts of several watershed physiographic characteristics on urban stream water quality in northern Europe, demonstrates that spatial land use and watershed physiography data can be used as cost‐efficient predictors in stream water quality models.     

黄土高原小流域土地利用优化调控

At present, land use optimization at small watershed scale is the key measure to control soil erosion, restore the eco-environment and improve the farmers’ living standard on the Loess Plateau, China. Based on the land use survey maps of 1966, 1988, 1997, 2003 and the digital topographic map of 1984 in Yangou watershed, and assisted by spatial techniques of GIS, the basic characteristics and driving forces of land use change in Yangou watershed are analyzed. According to the summarization of land-use optimization characteristics since 1997, and with the help of continuous monitoring data for years and farmer investigation data, this paper appraises eco-environmental benefits, economic benefits and sustainability of Yangou watershed. We have used sediment reduction benefits, coverage ratio of permanent vegetation, per capita food production and per capita income of farmers as indices. The results show that Yangou watershed project has successfully controlled the soil and water loss and the farmers’ living standard has been improved markedly by reasonable adjustment to land use structure. The benefit of sediment reduction is higher than 80% and the coverage ratio of permanent vegetation reaches 61.03%. In 2006, the per capita income increased by 1493 yuan compared with the year 1998. The successful measures and experiences of Yangou watershed are worth promoting on the Loess Plateau.     

贵州猫跳河流域土地利用变化和土壤侵蚀(英文)

Due to the extremely poor soil cover, a low soil-forming rate, and inappropriate intensive land use, soil erosion is a serious problem in Guizhou Province, which is located in the centre of the karst areas of Southwest China. In order to bring soil erosion under control and restore environment, the Chinese Government has initiated a serious of ecological rehabilitation projects such as the Grain-for-Green Programme and Natural Forest Protection Program and brought about tremendous influences on land-use change and soil erosion in Guizhou Province. This paper explored the relationship between land use and soil erosion in the Maotiao River watershed, a typical agricultural area with severe soil erosion in central Guizhou Province. In this study, we analyzed the spatio-temporal dynamic change of land-use type in Maotiao River watershed from 1973 to 2007 using Landsat MSS image in 1973, Landsat TM data in 1990 and 2007. Soil erosion change characteristics from 1973 to 2007, and soil loss among different land-use types were examined by integrating the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) with a GIS environment. The results indicate that changes in land use within the watershed have significantly affected soil erosion. From 1973 to 1990, dry farmland and rocky desertified land significantly increased. In contrast, shrubby land, other forestland and grassland significantly decreased, which caused accelerated soil erosion in the study area. This trend was reversed from 1990 to 2007 with an increased area of land-use types for ecological use owing to the implementation of environmental protection programs. Soil erosion also significantly varied among land-use types. Erosion was most serious in dry farmland and the lightest in paddy field. Dry farmland with a gradient of 6°-25° was the major contributor to soil erosion, and conservation practices should be taken in these areas. The results of this study provide useful information for decision makers and planners to take sustainable land use management and soil conservation measures in the area.     

Land use optimization at small watershed scale on the Loess Plateau

At present, land use optimization at small watershed scale is the key measure to control soil erosion, restore the eco-environment and improve the farmers’ living standard on the Loess Plateau, China. Based on the land use survey maps of 1966, 1988, 1997, 2003 and the digital topographic map of 1984 in Yangou watershed, and assisted by spatial techniques of GIS, the basic characteristics and driving forces of land use change in Yangou watershed are analyzed. According to the summarization of land-use optimization characteristics since 1997, and with the help of continuous monitoring data for years and farmer investigation data, this paper appraises eco-environmental benefits, economic benefits and sustainability of Yangou watershed. We have used sediment reduction benefits, coverage ratio of permanent vegetation, per capita food production and per capita income of farmers as indices. The results show that Yangou watershed project has successfully controlled the soil and water loss and the farmers’ living standard has been improved markedly by reasonable adjustment to land use structure. The benefit of sediment reduction is higher than 80% and the coverage ratio of permanent vegetation reaches 61.03%. In 2006, the per capita income increased by 1493 yuan compared with the year 1998.The successful measures and experiences of Yangou watershed are worth promoting on the Loess Plateau.