基于WRF和统计方法的气温空间尺度分析

WRF模式作为一个中尺度气候模式,其分辨率从几米到几千公里,其自身的双向嵌套特征也为进行动力尺度下推提供了有力条件。本文利用WRF模式和传统的统计方法对研究区的气温进行尺度下推。首先,通过动力下推得到不同分辨率下的气温空间分布,并选取15个气象站点进行点对点验证,为了更明显观察不同尺度间的差异,对不同尺度的输出与ANUSPLIN插值结果进行比对,结果显示动力尺度下推中,分辨率越高模拟效果越好。其次,我们采用传统的统计下推方法,从27km下推到3km分辨率,并与WRF和ANUSPLIN插值在该尺度的结果进行对比分析,结果显示统计下推结果的趋势与动力下推的插值结果是一致的,但具有明显的马赛克效果,通过分析认为,这与统计方法的尺度下推只考虑高程信息的变化对气温的影响,而未考虑其他因素有关,如若在下推时加入更多的变量,如对温度有较大影响的坡度、坡向、土地覆被类型等因素,综合分析不同尺度之间的关系,会使下推结果有所改善。     

基于地名志的东北历史时期土地利用变化研究——以吉林省镇赉县为例

研究历史时期的土地利用与土地覆被变化,对于人类的生产活动有着重要的借鉴意义。本文以吉林省镇赉县为例,探讨了地名志等历史资料在确定东北地区大规模开发利用初始年限研究中的应用,并结合重分类、重心转移分析、叠加分析方法,分析了镇赉县地名志等史料记载的土地开发利用特征。结果表明:在康熙年间和1853年,镇赉县先后有过有记载的定居后小范围开垦活动,而直到1875年开始持续的土地开垦利用,此前镇赉县基本上处于自然状态。在技术手段不发达的早期,村屯的演变过程与土地开发利用过程是相辅相成的,因此,从村屯演变特征来看,1907-1912年期间土地开发利用最为突出;到1975年时,镇赉县村屯格局基本形成,而此时的土地开发利用活动已由个人行为转变为集体的机械化。在开禁等政策、自然灾害,以及战争等影响下,镇赉县土地开发呈由东部和中部的平坦地区向西部地势较高地区扩展的过程。     

综合地理数据与MODIS物候特征的区域土地覆盖制图(英文)

The study developed a feasible method for large-area land cover mapping with combination of geographical data and phenological characteristics, taking Northeast China (NEC) as the study area. First, with the monthly average of precipitation and temperature datasets, the spatial clustering method was used to divide the NEC into four ecoclimate regions. For each ecoclimate region, geographical variables (annual mean precipitation and temperature, elevation, slope and aspect) were combined with phenological variables derived from the moderate resolution imaging spectroradiometer (MODIS) data (enhanced vegetation index (EVI) and land surface water index (LSWI)), which were taken as input variables of land cover classification. Decision Tree (DT) classifiers were then performed to produce land cover maps for each region. Finally, four resultant land cover maps were mosaicked for the entire NEC (NEC_MODIS), and the land use and land cover data of NEC (NEC_LULC) interpreted from Landsat-TM images was used to evaluate the NEC_MODIS and MODIS land cover product (MODIS_IGBP) in terms of areal and spatial agreement. The results showed that the phenological information derived from EVI and LSWI time series well discriminated land cover classes in NEC, and the overall accuracy was significantly improved by 5.29% with addition of geographical variables. Compared with NEC_LULC for seven aggregation classes, the area errors of NEC_MODIS were much smaller and more stable than that of MODIS_IGBP for most of classes, and the wall-to-wall spatial comparisons at pixel level indicated that NEC_MODIS agreed with NEC_LULC for 71.26% of the NEC, whereas only 62.16% for MODIS_IGBP. The good performance of NEC_MODIS demonstrates that the methodology developed in the study has great potential for timely and detailed land cover mapping in temperate and boreal regions.     

栅格数据坐标变换模型在数据集成中的应用

在数据转换过程中如何尽可能地保证空间数据的完整性和准确性成为限制GIS发展的瓶颈问题。本文针对GIS矢量数据在数据转换过程中选点难,转换之后出现几何位置差异的问题,提出基于栅格数据坐标变换模型,采用图像数据转换时的控制点,将矢量数据纠正到标准的目标构件图库中,达到矢量空间数据有效匹配的效果。进行矢量数据变换时,针对仿射变换、多项式模型等变换模型的限制性,基于Delaunay三角网对平面进行剖分,将纠正误差进行局部控制。最后,以ShapeFile为例实现了几何纠正算法。     

土地利用/覆被历史重建方法(英文)

Understanding long-term human-environment interactions requires historical reconstruction of past land-use and land-cover changes. Most reconstructions have been based primarily on consistently available and relatively standardized information from historical sources. Based on available data sources and a retrospective research, in this paper we review the approaches and methods of the digital reconstruction and analyze their advantages and possible constraints in the following aspects:(1) Historical documents contain qualitative or semi-quantitative information about past land use, which also usually include land-cover data, but preparation of archival documents is very time-consuming.(2) Historical maps and pictures offer visual and spatial quantitative land-cover information.(3) Natural archive has significant advantages as a method for reconstructing past vegetation and has its unique possibilities especially when historical records are missing or lacking, but it has great limits of rebuilding certain land-cover types.(4) Historical reconstruction models have been gradually developed from empirical models to mechanistic ones. The method does not only reconstruct the quantity of land use/cover in historical periods, but it also reproduces the spatial distribution. Yet there are still few historical land-cover datasets with high spatial resolution.(5) Reconstruction method based on multiple-source data and multidisciplinary research could build historical land-cover from multiple perspectives, complement the missing data, verify reconstruction results and thus improve reconstruction accuracy. However, there are challenges that make the method still in the exploratory stage. This method can be a long-term development goal for the historical land-cover reconstruction. Researchers should focus on rebuilding historical land-cover dataset with high spatial resolution by developing new models so that the study results could be effectively applied in simulations of climatic and ecological effects.     

2015—2020年中国土地利用变化遥感制图及时空特征分析

持续地开展国家尺度土地利用/覆盖变化遥感监测对于新时代国土空间规划和“美丽中国”蓝图绘制具有重要的科学价值。本文采用Landsat 8 OLI、GF-2等卫星遥感数据,融合遥感大数据云计算和专家知识辅助人机交互解译方法,研发了中国土地利用变化（2015—2020年）和2020年土地利用现状矢量数据（CLUD 2020）,建立了完整的30 a（20世纪80年代末—2020年）每隔5 a的30 m分辨率中国土地利用动态数据库。基于CLUD 2020数据,从全国和区域两个尺度揭示了2015—2020年中国土地利用变化的总体规律、区域分异和主要特征。研究表明：将遥感大数据云计算生成的30 m分辨率植被覆盖变化和地表类型变化检测信息融入到人机交互遥感解译方法,可有效地提高大范围土地利用变化遥感制图的效率和变化图斑辨识的准确性;精度评价表明,CLUD 2020一级类型制图的综合精度达95%。总体上,全国范围内国土空间开发强度与2010—2015年比较进入相对稳定状态。期间全国耕地面积仍保持减少态势,空间分异特征为耕地南减北增,东北松嫩平原及其与三江平原交界区大规模的旱地向水田转移,西北新疆南部开垦和北部退耕/撂荒并存;全国城乡建设用地持续增加,空间分异特征表现为由以往的沿海地区和超大、大城市集聚转向中西部地区的大中小城镇周边蔓延为主。全国范围的林草自然生态用地面积持续减少,但强度与2010—2015年比较有所下降;受气候变化的持续影响,青藏高原地区的河流湖泊等水域面积显著增加。以上土地利用变化格局与“十三五”期间国家高质量发展、生态文明建设宏观战略和气候变化的影响密切相关。     

社会经济数据空间化研究进展

由于传统的社会经济数据在地学研究和使用中存在着数据结构不一致、空间单元不匹配和数据在空间单元内均一化等问题,因而需要对社会经济数据进行空间化,使其满足科学研究的需求。国内外社会经济数据空间化的研究主要集中在人口数据空间化和GDP数据空间化两方面,而其他社会经济数据空间化的研究尚不多见。经过数十年的发展,国内学者提出了至少10余种社会经济数据空间化模型。该文按照其思想及方法的不同将其归为空间插值法、土地利用/土地覆被影响模型、多源数据融合法及遥感反演法四类,分别对其做了详细介绍,并评述了各种方法的优缺点;指出了今后对社会经济数据空间化结果应用的两个方向:用于分析社会经济数据对生态交错带时空变化的影响和根据社会经济数据空间化的结果进行土地利用历史重建。     

基于Delaunay三角网的Shapefile几何纠正算法与实现

一般的商业软件只提供比较简单的算法,能够对矢量数据几何纠正实现简单的、全局意义上的处理。研究以Delaunay算法为基础,提出了基于二维平面剖分的、具有局部意义的矢量数据几何纠正算法。在Visual Studio2005开发环境下,使用C#2.0与C 分别实现相关功能,完成了算法的实现。文中提到的解决方法在东北地区2005年土地利用数据库更新项目的空间数据集成问题中得到了成功应用。     

北方农牧交错带农村居民点分布特征及其对土地利用的影响——以科尔沁左翼中旗为例

选取农牧交错带的典型地区--科尔沁左翼中旗作为研究区,对不同海拔、坡度、坡向等要素上农村居民点的分布特征进行了研究,分析农村居民点对农牧交错带内土地利用格局的影响。结果表明:① 居民点主要分布在海拔200 m以下,坡度小于6°的地区以及阴坡上;② 农村居民点对土地利用格局有着直接影响,居民点密度越高的地区,耕地所占比重越大,草地越少;反之,则草地所占比重越大,耕地越少;③ 在牧业区,距离居民点越远,草地比例越小,耕地比例越大,农业区和农牧区则相反。     

雪数据集研究综述

大范围的雪盖变化是气候变化的指示剂,雪通过其自身的物理性质调节着地气之间的物质与能量循环,还能影响地表径流,调节水文循环,甚至在全球生态系统中发挥着重要的作用,因此建立数据集,实时监测雪盖的变化就变得非常必要。通过阅读大量文献,总结目前应用较为广泛的数据集,主要包括可见光/近红外数据集如NOAA数据集、MODIS数据集,微波数据集如SMMR数据集、AMSR-E数据集,以及多数据源的数据集。分析各种数据集的生成原理和优缺点,对目前雪数据集研究中可能存在的问题进行总结。