西安市土地利用格局动态演变及其驱动力研究

基于多时相TM/ETM+数据,以RS和GIS技术为支撑,采用监督分类、非监督分类等方法,辅助土地利用动态度和土地利用耗减度等定量指标,分析了西安1995-2010年的土地利用时空动态变化。结果表明,15年间西安市城区土地利用空间格局发生了较大变化,土地利用时空演变以速度加快,强度显著,建设用地急剧扩张,占用大量耕地、林地为主要特征;景观斑块破碎化程度高,不稳定斑块呈现出先分散后集中的特点,土地利用类型的空间稳定性低;经济增长、城市化、人口增长等因素是其主要驱动力。     

基于GIS的长白山景观格局演化信息图谱分析

景观格局是若干生态系统的综合体,受地貌、气候和其他外界多种因素的干扰,是模拟和预测地理要素变化趋势的基础。地学信息图谱理论为景观格局研究提供新的方法。基于RS和GIS技术,分析了20世纪70年代后期以来长白山地区景观格局图谱的时空变化规律。利用1977年MSS、1985年、1999年TM影像时间系列的遥感数据,建立空间信息库,选取景观/斑块类型面积、斑块所占景观面积的比例、平均斑块面积、斑块个数、破碎度指数、分维数、优势度指数等指标,对长白山景观空间格局的动态演变进行了分析。分析了长白山地区近30年来的景观结构变化,建立长白山景观格局演化的信息图谱。景观格局与过程的变化表明,人为活动对景观格局产生的影响,已成为景观格局变化的主要驱动因子。     

基于CASE推理的多时相星载SAR影像分类

提出了一种基于案例(CASE)推理的多时相SAR影像分类方法.选用北京地区2000年(4景)和2004年(3景)的多时相Radarsat-1 SAR影像及相应地理基础分类图作为数据进行实验,结果表明,该方法能得到较好的SAR影像分类结果.分类总体精度可望达到85%.     

基于GIS和景观生态学的土地整理景观研究

运用GIS技术和景观生态学理论方法,以安徽省淮南市潘集区市级投资重点土地整理项目为例,选取3类景观指标,对项目区内土地整理前后的土地利用现状和景观格局变化情况进行研究。结果表明： 景观类型中水田斑块占绝对优势,斑块分维数、形状指数呈下降趋势,表明斑块形状趋于规则和简单; 斑块数量和斑块密度降低,平均斑块面积和最大斑块面积增加,最大斑块指数增大,景观破碎度降低; 平均分维数和平均形状指数增大,表明景观形状较整理前变得规则,但总体形态变得复杂; 多样性指数和均匀度指数降低,表明在增加了景观分布均匀程度的同时降低了景观的多样性,景观类型有所减少。     

农村居民点用地空间特征分析——以许昌市为例

本文以许昌市历年土地利用变更调查数据及研究区域的经济、人口等统计数据为基础,主要采用景观指数及变异系数方法,分析农村居民点用地的空间分布特征和变化趋势。通过景观格局对比分析,发现平均斑块面积和平均斑块数可以作为判别区县居民点违法用地情况的指标,平均斑块面积越小、数目越多,说明农村居民点违法乱建现象越严重,以此可以作为农村居民点用地核查的依据和指标。变异系数是从方差分析的角度总结归纳出来的指标,能很好的反映出区域居民点面积大小分布的离散程度,以此判别农村居民点用地违法扩张的程度,可以作为核查农村居民点用地的指标,与景观指数平均斑块面积和数目相结合能起到更好判别的效果。     

车辆GPS轨迹加油行为建模与时空分布分析

车辆加油行为不仅反映了能源的消耗和补充情况,同时也是能源需求和能源配置的重要指标,传统基于小样本问卷的加油行为调查方法无法揭示城市宏观加油行为的时空分布特征。本文采用时空GPS轨迹大数据,对城市加油行为进行了描述与建模,并分析了其时空分布规律。该方法采用车辆与道路距离、平均速度、时间间隔、轨迹点间距4个指标,对加油行为进行了描述并建模;分析了在一定时间间隔采样下,加油行为轨迹4个指标的具体时空特征;最后以武汉市出租车GPS轨迹数据为例,探测并分析了武汉市出租车加油行为与时空分布规律。试验结果表明,本文方法可有效探测和分析城市加油行为,并能够揭示能源空间配置低效情况。     

顾及栅格空间拓扑关系的地表覆盖时空目标不一致性探测方法

地表覆盖与更新是地理国情监测、环境变化评估、生态系统保护等不可或缺的基础地理信息。遥感制图技术已成为地表覆盖信息提取的重要手段，但因地物光谱、纹理及时相等特征复杂性，地表覆盖更新数据往往存在错分、漏分，从而导致地表覆盖时空目标不一致。现有地表覆盖更新数据不一致性探测主要以人工检查为主、部分自动化为辅的方式，生产实践中需要大量的作业人员与时间，缺乏行之有效的不一致性自动化探测工具。本文研究分析了栅格地表覆盖更新数据不一致性检查面临的挑战，提出了基于复合逻辑量词的栅格空间拓扑关系计算方法、基于置信区间的更新期地表覆盖错分目标初判规则构建，以及利用空间约束多重匹配的更新期错分目标后验判断，形成了“关系-规则-判断”的地表覆盖时空目标不一致性探测体系。试验以山东临朐、垦利GlobeLand30数据为研究对象，经与统计一致性检核方法对比分析、参照真实地表影像数据，实现了地表覆盖时空目标不一致性探测与有效性检验，验证了探测方法可行性。     

官厅水库的遥感动态变化探测及边岸稳定性判别

利用TM卫星多时相数据，采用变化探测技术研究了官厅水库1988—2001年时间段库区边岸的动态变化。对库区淤积、边岸侵蚀等问题进行了探讨；结合水位差数据，提出边岸坡度和边岸稳定性的遥感时空分析方法和判据；分析了上述问题对官厅水库水资源利用的影响。边岸稳定性判别方法可应用于湖泊、海洋的滩涂地区。     

近15年郑州市土地利用景观格局分析

土地利用及景观格局变化作为人类活动对自然环境影响的主要研究内容,是评价区域发展变化的重要指标。利用2004、2009和2014年3期Landsat遥感影像,以RS、GIS技术为基础,采用目视解译和计算机自动分类法进行郑州市土地利用分类,并结合ArcGIS10.2、Fragstas3.3软件对其进行景观格局研究。结果表明:1)2004—2014年郑州市建设用地扩张迅速,耕地逐年减少,水体变化不显著,林地先减少后增加;2)林地优势度下降,建设用地优势度逐年上升,耕地和水体优势度基本不变,各景观类型总体呈平衡发展态势;3)郑州市景观多样性指数逐年增加,景观多样性趋于平衡,景观格局逐步变好;4)景观斑块破碎化程度增加,各景观要素斑块形状逐渐复杂化。     

官厅水库的遥感动态变化探测及边岸稳定性判别

利用TM卫星多时相数据，采用变化探测技术研究了官厅水库1988—2001年时间段库区边岸的动态变化。对库区淤积、边岸侵蚀等问题进行了探讨；结合水位差数据，提出边岸坡度和边岸稳定性的遥感时空分析方法和判据；分析了上述问题对官厅水库水资源利用的影响。边岸稳定性判别方法可应用于湖泊、海洋的滩涂地区。     

土地利用景观格局核心指数提取:以中国广州市为例

景观格局是研究景观功能和动态的基础。景观指数分析在土地利用/土地覆盖、生态系统服务、森林监控、城市蔓生以及生物多样性等方面应用广泛。现有许多景观指数之间存在不同程度的相关性，不仅导致信息冗余，还将影响结果解译的清晰性和准确性。同时，已有研究主要针对栅格数据，针对矢量数据的景观指数分析研究较少。为解决上述问题，以广州市土地利用景观格局为例，在矢量数据格式下计算了44个常用的景观指数，并运用相关分析和因子分析相结合的多元统计分析法，提取了6个核心景观指数，这些指数描述了广州市土地利用景观格局的6个维度:景观破碎度、平均斑块面积、平均形状复杂度、空间分散度、形状复杂度差异和土地类型的相似性。     

Landscape characterisation of the forests of Himalayan foothills

Deforestation and degradation are important aspects of landscape dynamics and have global significance. Quantification of landscape pattern using landscape metrics help in characterisation of landscapes and thus overall health of the forest cover. Himalayan foothills are one of the most important and fragile landscapes. Developmental activities and depdendence on the forest resources have altered the spatial pattern of these natural landscapes to a great extent. These changes in the landscape were analysed using satellite data from 1990, 2001 and 2006. The vegetation type maps of Dehradun forest division were prepared by supervised classification technique in order to study the landscape dynamics. Patch density, edge density, shape index, cohesion index, interspersion and juxtaposition index, normalised entropy, and relative richness are some important landscape metrics used in the study for quantifying the characteristics of landscape. The landscape metrics analysis and transformation analysis show that the forested areas are getting degraded and physical connectedness between the patches have also decreased making them isolated. The study demonstrates the importance of geospatial tools for monitoring the impact of disturbances on the forest ecosystem health, which can further help in landscape management.     

银川平原湿地时空变化信息的可视化分析

针对在湿地动态变化监测中,经典的土地利用转移矩阵无法实现湿地类型变化信息的定位可视化表达的问题,提出了一种新的时空变化信息的可视化分析方法。利用由空间单元和时序单元集成的时空复合单元建立转移图谱单元分类体系,较好地记录每一个图谱单元湿地类型的起始和终止状态,实现了湿地时空变化信息的定位表达;基于遥感制图和地学图谱的湿地空间演变规律特征图谱,采用图表和图谱的形式展示湿地类型变化的数量及空间位置变化信息,实现了湿地时空变化的可视化表达。基于银川平原湿地的实验结果表明:该方法能够清晰、直观地显示1999—2013年期间银川平原湿地的时空变化,能够为该地区合理利用湿地资源提供科学的理论依据。     

顾及尺度效应和景观格局的土地利用数据综合指标研究

从尺度效应和土地利用案观格局影响两个层面研究土地利用数据综合的宏观和微观综合指标,设计土地利用数据综合的指标体系和指标定量化描述模型.在全国各个土地利用分区采集不同尺度的具有典型代表性的土地利用数据样本集,通过空间统计分析等方法,得到土地利用数据综合中的宏观控制性指标和微观图形综合指标的尺度变化规律及其与土地利用格局的关系.以一个县为试验区,验证其合理性.

Abstract：

Indices for land use data generalization are critical for generating multiscale land use maps and databases. Previous research suffers from two major setbacks. Firstly, determination of threshold values for multi-scale land use data generalization in a large area, such as a nation, remains subjective. A second problem is general ignorance of landscape pattern. This paper studies the index system of land use data generalization from both scale and landscape pattern perspective. We discuss the macro and micro indices of land use data generalization with consideration of spatial scales and landscape pattern. To quantitatively relate the indices and scale and landscape pattern metrics, land use data samples have been collected at multiple spatial scales in various land use regions across China. Based on statistic analysis, we then generate both macro and micro control rules for land use data generalization at various spatial scales and land use patterns. Finally, we prove the proposed method and achieved results to be effective and reasonable with sample data at county level.     

基于随机森林的土地利用分类与景观格局分析

基于景观格局分析方法,分别选取8个反映景观格局类型和6个反映景观水平格局指数用于探索土地利用变化状况.实验结果表明:①基于选择合适的训练样本下,对3期遥感影像采用随机森林的监督分类方法,总体精度均在94％以上,kappa系数均为90％以上;②综合来看,研究期内建设用地为优势景观类型.研究区斑块数量增加,破碎化程度有所加...     

Selecting landscape metrics as indicators of spatial heterogeneity—A comparison among Greek landscapes

This paper investigates the spatial heterogeneity of three landscapes along an altitudinal gradient and different human land use. The main aim was the identification of appropriate landscape indicators using different extents. ASTER image was used to create a land cover map consisting of three landscapes which differed in altitude and land use. A number of landscape metrics quantifying patch complexity, configuration, diversity and connectivity were derived from the thematic map at the landscape level. There were significant differences among the three landscapes regarding these four aspects of landscape heterogeneity. The analysis revealed a specific pattern of land use where lowlands are being increasingly utilized by humans (percentage of agricultural land = 65.84%) characterized by physical connectedness (high values of Patch Cohesion Index) and relatively simple geometries (low values of fractal dimension index). The landscape pattern of uplands was found to be highly diverse based upon the Shannon Diversity index. After selecting the scale (600 ha) where metrics values stabilized, it was shown that metrics were more correlated at the small scale of 60 ha. From the original 24 metrics, 14 individual metrics with high Spearman correlation coefficient and Variance Inflation Factor criterion were eliminated, leaving 10 representative metrics for subsequent analysis. Data reduction analysis showed that Patch Density, Area-Weighted Mean Fractal Dimension Index and Patch Cohesion Index are suitable to describe landscape patterns irrespective of the scale. A systematic screening of these metrics could enhance a deeper understanding of the results obtained by them and contribute to a sustainable landscape management of Mediterranean landscapes.     

An evaluation of unsupervised and supervised learning algorithms for clustering landscape types in the United States

Knowledge of landscape type can inform cartographic generalization of hydrographic features, because landscape characteristics provide an important geographic context that affects variation in channel geometry, flow pattern, and network configuration. Landscape types are characterized by expansive spatial gradients, lacking abrupt changes between adjacent classes; and as having a limited number of outliers that might confound classification. The US Geological Survey (USGS) is exploring methods to automate generalization of features in the National Hydrography Data set (NHD), to associate specific sequences of processing operations and parameters with specific landscape characteristics, thus obviating manual selection of a unique processing strategy for every NHD watershed unit. A chronology of methods to delineate physiographic regions for the United States is described, including a recent maximum likelihood classification based on seven input variables. This research compares unsupervised and supervised algorithms applied to these seven input variables, to evaluate and possibly refine the recent classification. Evaluation metrics for unsupervised methods include the Davies–Bouldin index, the Silhouette index, and the Dunn index as well as quantization and topographic error metrics. Cross validation and misclassification rate analysis are used to evaluate supervised classification methods. The paper reports the comparative analysis and its impact on the selection of landscape regions. The compared solutions show problems in areas of high landscape diversity. There is some indication that additional input variables, additional classes, or more sophisticated methods can refine the existing classification.     

基于目标分割和景观格局特征的城市土地利用分类

根据相同土地利用类型景观格局特征相似的原理,在传统遥感分类方法的基础上,结合景观生态学理论,建立了土地利用分类新方法; 应用SPOT遥感图像提取了北京市五环内的居民用地和非居民用地类型,总分类精度达到了85.9%,Kappa系数为71.1%.本研究结合学科交叉的优势,为遥感技术应用和土地利用信息提取提供了新思路.     

Spatial Metrics to Analyse the Impact of Regional Factors on Pattern of Urbanisation in Gurgaon,India

In recent years, there has been lot of emphasis on the study of urban land use/ land cover changes to discover the growth pattern due to rapid urbanisation. This study presents spatial metrics and gradient analysis approach for quantifying and capturing changes in urban landscape using LISS III imagery of 1999, 2001 and 2004 of Gurgaon, India. A combination of spatial metrics i.e. percentage of landscape, mean patch size, number of patches, landscape shape index and largest patch index, available in Fragstats ver. 3.3, have been used to quantify the patterns of urban growth in different directions in terms of size, shape and complexity of development. The local built-up areas were quantified by the “moving window” technique. A gradient analysis has been carried out through sampling from a reference point to 8 km in 16 directions with a window size of 500 mts. Results of this study demonstrate the potential of spatial metrics and gradient modelling to quantify the impact of regional factors on the growth pattern of Gurgaon city.     

城市道路网元胞模式分析的网络景观指数分析法

道路网元胞的组成及其配置构成了特定的网络景观,受启发于元胞和景观格局中斑块的相似性,借鉴景观格局分析中的景观指数分析法,提出了一种城市道路网元胞模式分析的新方法——网络景观指数分析法。该方法基于道路类型生成不同类别的元胞,计算网络景观指数,并通过相关分析与因子分析挖掘主要因子,进而解释主要因子及代表指数在道路网模式分析中的含义。应用该方法计算了中国34个城市街道网络的24个指标,发现了4个主要因子:元胞的空间分布与多样性、元胞最大尺寸与延展性差异、元胞平均延展性和元胞平均尺寸与形状复杂度。反映到道路网中,描述了道路的集聚与分散特征、道路类型的多样性、道路网的规则程度等特征。