多智能体区域土地利用优化配置模型及其应用

土地利用优化配置对促进区域可持续土地利用具有重要意义,然而现有的土地利用优化配置模型引导可持续土地利用的能力有待提高。本文从整体考量区域土地利用优化配置数量、空间、时间三维特征的角度,定义了区域土地利用优化配置多智能体系统及其决策行为规则,构建了基于多智能体系统的区域土地利用优化配置RLUOA (Regional Land Use OptimizationAllocation) 模型,并以中部地区典型城市--长沙市为例开展了实证应用研究。研究结果表明：该模型能够将规划时间段内多目标约束的区域土地利用规模的数量结构合理配置到不同的空间单元,实现土地利用数量结构、空间布局、效益的协同优化,构建整体上经济可行、社会可接受、生态环境友好的土地利用格局,并明显提高区域整体土地利用经济、生态和社会效益,从而能够为促进区域土地资源可持续利用和制定土地利用总体规划提供参考借鉴。     

遥感和GIS支持下的湘西北喀斯特山区县域农业生态环境脆弱度评价

将GIS和遥感技术引入传统的脆弱度定量评价方法,采用专家咨询法和层次分析法建立指标体系,应用GIS建立评价模型,对典型的湘西北喀斯特山区农业生态环境脆弱度进行了评价。结果显示,研究区存在澧水河谷和以罗水乡为中心西北部两个农业生态环境脆弱度高值区,农业生态环境脆弱度分布与由人类活动所致的胁迫脆弱度分布匹配。根据评价结果,为了避免农业生态环境退化,应采取加强东南和西北山区坡耕地退耕还林、增加水田比重和减少西北农业区农药、化肥和地膜的使用量等措施。     

利用多分类器集成进行遥感影像分类

基于信息相关理论,根据相关度值动态调整分类器的组合和权重,建立了新型的多分类器集成规则,并应用于决策树分类器、BP人工神经网络分类器和SVM分类器的集成。通过对长沙城区TM影像的分类实验发现：①三种分类器的分类结果存在较明显的差异,水体区的差异像元最少,占水体总像元的15.12%,建设用地区的差异像元最多,占建设用地区像元的54.93%;②三种分类器均具有较高的分类精度,总体精度均超过了74%,而且分类器各有优势,决策树分类器能够较好地分出水体和建设用地,BP分类器能够较好地分出水体和林地,SVM分类器对水体、林地和建设用地均有较高的分类精度;③基于全信息相关度的多分类器集成分类法明显地提升了分类结果的精度,分类精度达到了85.71%,Kappa系数达到了80.56%。     

黄河源区土地沙漠化及其对土壤碳库的影响研究

沙漠化过程不仅影响着区域社会经济稳定、可持续发展,而且对地球表层物质循环和能量转换过程产生重要的影响。因此,沙漠化对草地生态系统土壤碳库汇效应有重要的影响。结合黄河源区沙漠化过程的定量研究,探讨土地沙漠化过程对高寒草甸生态系统土壤碳库的影响。研究结果表明,从1990—2000年黄河源区沙漠化不仅表现为面积的扩展,而且表现为沙漠化程度的加重,沙漠化扩展和程度加重面积达1 067.69 km²。根据野外实测土壤剖面样品的理化分析测试确定的不同沙漠化土地的土壤有机碳密度,结合沙漠化土地的变化,获得从1990—2000年黄河源区沙漠化导致土壤有机碳流失量达4.11×10⁶ t,每年从土壤中流失的有机碳平均为0.41×10⁶ t。认为自然与人为因素导致的青藏高原高寒草甸生态系统的退化,不仅影响了高原区域可持续发展,而且将由碳汇转变为碳源并对全球气候的变化产生重大的影响。     

黄河源区土地沙漠化时空变化遥感分析

通过野外调查与室内分析, 建立了黄河源区沙漠化土地分类分级系统。在此基础上, 通过遥感数据处理与参数反演, 建立了沙漠化遥感监测指数模型, 并利用1986~2000 年 Landsat-TM/ETM+ 遥感数据, 对近15 年来黄河源区土地沙漠化过程进行了定量分析与评价。 研究结果表明, 黄河源区沙漠化土地面积达3519.97 km², 其中以轻度沙漠化土地为主。沙漠 化土地集中分布在玛多宽谷盆地南缘与黑河宽谷盆地北缘之间, 沿西北-东南走向的低山丘 陵展布, 分布于河谷, 湖滨、古河道及山麓洪积扇等地形面上, 呈斑块状、片状和带状分布。 1986~1990 年黄河源区沙漠化土地年增长率为21.87%, 沙漠化土地的变化表现为沙漠化土地 快速蔓延。1990~2000 年沙漠化土地年扩展率为2.73%, 虽然沙漠化扩展速率降低, 但在进一 步扩展的同时, 主要表现为沙漠化程度的进一步加重。总之, 20 世纪80 年代末期以来, 黄 河源区沙漠化过程呈现为正在发展和强烈发展的态势。但在不同时段上沙漠化发展呈现出不 同的特征, 80 年代末沙漠化土地增长率高, 沙漠化过程表现为沙漠化土地的迅速蔓延; 进入 90 年代沙漠化土地增长相对减缓, 但中度沙漠化土地则保持直线增长的趋势, 呈现出以沙漠 化程度的加重为主的发展趋势。     

风化过程中体积变化的确定--磁组构法对等元素质量平衡法的质疑

认识风化作用过程的关键在于确定保留于风化 面中线岩的结构、构造及体积等的变化程度。如果给定元素（如Ｔｉ,Ｚｒ或Ｔｈ）不活动等元素质量平衡法（ＩＭＢ）就常用来估算渐进风化过程体积的变化。风化产物的岩石组构常以完全保留原岩组构的原生矿物的假象交代为特征,这就意味着等体积风化过程中,体积的变化也就是形态的改变,因为边界条件不允许有水平方向的应变,所以,塌陷和膨胀应该导致相应的压实和伸展。风化产物微弱的岩     

顾及地类转换差异的城市空间扩展元胞自动机模型及应用研究

元胞自动机模型已经成为城市空间扩展模拟研究的重要方法之一,并得到广泛应用。然而,现有的城市扩展元胞自动机模型仍存在不足。由于元胞状态设置较为简单,从而使模型转换规则中对不同用地类型向城市用地转换的差异与强度考虑不够。基于此本文在元胞自动机模型的框架下,设计了多元结构的元胞状态及转换规则,提出了顾及地类转换差异与强度的城市扩展元胞自动机模型。在计算非城市用地向城市用地转换的转换概率时,该模型考虑了3个方面的概率：① 地形地貌、经济发展等城市发展的驱动因素对城市用地扩展的影响概率,该概率采用logistics方法进行计算;② 邻域元胞的用地类型对中心元胞转换概率的影响,该概率采用扩展摩尔型方法进行计算;③ 不同类型的非城市用地（本研究中包括耕地、林地和裸地3种类型）向城市用地转换的强度,该概率由模拟基期土地利用数据与目标年份土地利用数据的叠加,得出不同类型的非城市用地在此时间段内向城市用地转换的规模,进而确定不同类型的非城市用地向城市用地转换的强度。最后,将以上3种概率的乘积作为元胞转换的概率。通过转换概率与转换阈值的对比判断中心元胞是否在下一个阶段转换为城市用地。经过迭代计算,不断增加城市用地元胞的数量。当模拟城市用地的结果与目标年份的城市用地规模差值在一定的范围内时停止模拟,得出最终结果。模型构建完成后,本文以长株潭城市群核心区为例进行了模拟实验。以2001年该地区的土地利用数据为基期数据,模拟2010年该地区的城市用地规模和空间分布。研究结果表明,根据本文提出的模型模拟的城市扩展结果与真实数据相比具有较高的一致性。模拟结果正确率达到68.66%,比基于传统logistics回归的元胞自动机模型的模拟精度提高了4.25%,Kappa系数为0.675。该模型较好地模拟了长株潭城市群核心区城市扩展,在城市空间扩展模拟中具有较好的适应性与有效性。     

西宁大墩岭剖面黄土地层初步研究

大墩岭黄土剖面总厚261.3m,包括有全新世黄土、马兰黄土、离石黄土和午城黄土上部。全新世黄土厚0.6m,包括 So 及其以上黄土;马兰黄土厚16.6m,位于 So 底部与 S_1顶部之间;S_1至 L_5为离石黄土上部,厚75.34m,包括14个黄土—古土壤层;S_5至 L_(15)为离石黄土下部,厚157.43m,包括10个黄土-古土壤层,其中 S_5、L_9、L_(15)为三个标志层;午城黄土厚11.33m,由两层古土壤和一层黄土组成。B/M 界限位于 L_8顶部,B1事件位于 S_1中部,p—J 事件位于 L_9上部,J 事件位于 S_(10)中部至 L_(12)顶部。根据古地磁界限年龄推算的剖面底界年龄为1.2MaB.P.。整个剖面可与兰州九洲台、洛川黄土剖面进行对比。     

西宁的黄土研究

根据古地磁、磁化率、粒度和重矿物分析及电镜扫描石英砂表面特征等测试手段的综合研究,西宁地区的黄土可分出从S_0至L_(17)的连续黄土——古土壤序列。它包括全新世黄土、马兰黄土、离石黄土和午城黄土,形成的时间为1.2MaB·P.。黄土粒度粗,且含有两个风成细砂分层。重矿物以不透明矿物、角闪石为主,次为绿泥石、锆石和金红石等。石英砂颗粒以次棱角状为主,其次为棱角状。石英砂表面机械结构中有众多的冰川作用痕迹和风力作用痕迹。本区黄土主要来源于青藏高原第四纪局部冰盖、冰川及其外围广大冰缘地区所产生的粉砂物质。西宁大墩岭黄土剖面详细地记录了1.2MaB·P.的环境变化信息。其中1.1MaB·P.形成的L_(15)顶部的细砂分层代表1.2Ma以来最为干冷的严酷时期。L_1和L_2是末次冰期和倒数第二次冰期的产物。倒数第二次冰期比末次冰期更为干冷,极盛时期为0.155MaB·P.。S_1S_3和S_4可能代表1.2Ma以来本区最为温暖湿润的时期。     

1.2Ma B.P.以来西宁盆地沙漠化问题初探

西宁盆地大墩岭黄土剖面Ｌ１、Ｌ２、Ｌ１５中存在３层古风成砂。沉积年代及各种环境的分析表明，这３层风成砂分别代表了１．２ＭａＢ．Ｐ．以来西宁盆地中更新世初，中更新世末和晚更新世晚期发生的３次较大规模的流沙活动。进一分析得出西宁盆地的沙漠化正逆过程受地第四纪全球气候波动变化以及青藏高原隆升的影响。第四经青藏高原冰川的冰缘作用为其边缘的沙漠、黄土沉积提供了丰富的物质来源。