分维模型在土地利用研究中的应用

以美国LANDSAT/TM遥感数据为信息源,采用分维分析的方法,对珠江三角洲土地利用结构和土地利用变化趋势进行研究。探讨了土地利用类型对空间占据程度、稳定性、变化趋势同分维数之间的关系。结果表明:分维数越高,该土地利用类型对空间的占据程度越大,稳定性越差;反之,则该土地利用类型对空间的占据程度越小,稳定性越强。分维数的变化反映土地利用类型的变化趋势:分维数增大,该土地类型越不稳定,则该土地利用类型扩张,相反,则该土地利用类型缩小。通过具体案例分析,表明分维数及其变化成为土地利用类型结构相关研究的有用指标。     

不同比例尺下中国水系分维数关系研究

应用分形理论,再次验证整个中国水系及各流域水系分形特征的客观存在;通过比较1:450万及1:1200万比例尺计算的分形维值大小及变化规律,表明单一尺度的分形规律在其它尺度下依然存在;大比例尺条件下计算得到的分形维值也大,且各层次不同流域的分维值在不同比例尺条件下的变化也呈现相同的趋势,表明图源比例尺对分维计算值的影响。     

基于分形理论的土地利用景观格局变化研究——以长乐市为例

分形理论对地理学中具高度复杂结构的不稳定现象的研究具有良好的效果，为土地利用景观格局的定量描述提供了一条新途径，以分形理论为指导，在地理信息系统技术的支持下，结合多样性、破碎度景观指数，分析了长乐市1990—2000年土地利用景观类型各指数的变化情况：交通用地的分形维数最大，居民点及工矿用地稳定性指数增加，居民点及工矿、园地等受人类活动影响较大的土地利用类型尽管形态简单，复杂性较低，但是稳定性很强，而受人类影响小的自然土地覆被稳定性普遍较差，由此可为区域土地资源的合理利用提供若干参考。     

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。     

土地利用类型分布的分形结构及其应用--以江苏省扬中县丰裕镇为例

以江苏省扬中县丰裕镇为例,运用分形理论对土地利用类型的分布是否具有分形结构进行了统计分形分析,不仅揭示了土地类型分布的分形结构特征,探讨了各土地利用类型分维的意义,而且还进一步探讨了其在土地利用总体规划之中的可能应用。     

黄土高原典型地貌类型的土地利用分形特征

以山西省闻喜县1∶1万土地利用现状数据库为数据源,运用GIS技术,基于DEM数据及地貌特征将闻喜县分为河谷、塬地、丘陵、山地4种地貌,计算各地貌下不同土地类型的分维数和稳定数,并对计算结果进行分析比较。结果表明:不同的地貌特征不仅对土地利用结构有影响,对其分维指数和稳定性指数也有影响;相同地貌特征下不同的土地类型分维数和稳定性指数存在着差异,分维数越高土地利用类型的结构越复杂,稳定性指数越高土地利用类型的结构越简单。通过对分维数和稳定性指数的研究可为优化土地利用结构和可持续利用土地资源提供依据。     

基于遥感数据的元江县植被/土地利用类型研究

元江县山区面积占全县总面积的96．8％，垂直高差达2253m，地形复杂，植被类型存在明显的垂直分布。只用一个解译体系来解译这一有较大差异地区的影像是有困难的。因此本研究为提高影像解译的准确性，在对2002年2月9日覆盖元江全景的TM卫星影像进行数据校正、影像融合、影像分层、计算机自动监督分类的基础上，利用全球卫星定位系统(GPS)，结合野外踏察及地形图、土地利用相关信息对机读结果进行目视检验和GIS分析校正，最终划分出18类植被类型、9类土地利用类型。判读结果经检验，土地利用的判读精度为84．2％，植被类型的判读精度为80．6％。     

交通网络空间结构的分形维数及其测算方法探讨

分形维数是刻画交通网络空间结构的有效参数,本文系统地论证了反映交通网络分形特征的三种基本分维：一是长度－半径维数,由回地径和相应网络长度的双对数关系定义,其数值反映交通网络密度从中心城市中向腹地的变化特征;三是分枝数目－半径九,由回转半径和相应网络分枝数目的双对数关系定义,其数值反效能网络的区域“渗透”能力和复杂程度;三是空间关联维数,由码尺长度和空间关联函数的害虫指数关系定义,其数值反城市体系空     

基于GIS和DEM的水系三维分形计盒维数的计算

实现具有三维立体特征的河网水系分形维数的准确计算,是目前分形地貌学面临的主要问题之一.该文依据三维分形计盒维数的基本原理,提出基于DEM和ArcGIS的水系三维分形计盒维数的计算方法,并以湖北省恩施市境内水系为例,验证了方法的可靠性,说明三维计盒维数比二维计盒维数更能反映水系的空间分布特征和内部结构.     

基于分形维数的湖州旅游景区系统空间结构优化研究

中小城市旅游业空间结构的优化及其与更大空间范围的旅游资源进行整合、衔接,是目前非中心旅游地区旅游资源开发和旅游业空间结构优化的难点。运用分形理论对湖州市旅游景区系统空间结构优化进行研究,聚集维数的测算显示湖州景区系统的空间分布聚集性较强,关联维数的测算结果显示其具有多分形特征。据此,湖州市旅游景区系统空间结构的优化主要为两个方面,即完善"两核心三组团"的旅游空间结构;加强"点—轴—面"交通体系建设,促进湖州接轨长三角地区旅游系统。     

中国土地利用空间分形结构及其机制

应用分形理论对中国土地空间分形结构及其机制问题进行了有益探讨。首先计算了中国不同土地利用类型空间结构的分维与稳定性指数;其次,分析了北京、安徽、江苏、广东、贵州、新疆、西藏、辽宁等8省区的土地分形结构;进而,在计算北京等8省区土地结构分维与图斑数、平均图斑面积、平均图斑形状指数、第一产业、第二产业、第三产业关联度的基础上,探讨了区域土地图斑数和相应图斑形状指数对土地空间结构分维的重要影响。指出:土地结构分维所能体现出的信息主要还是受到土地类型本身几何属性的影响。     

土地利用与土地覆被变化的分形分析--以郑汴间沙岗地为例

文章应用盒子计数法计算了郑汴之间沙岗土地各种土地覆被类型空间分布的分维值,讨论了土地利用与土地覆被变化(LUCC)的分形性质.结果表明,土地利用与土地覆被是一种分形事物.分维是综合表征LUCC空间分布状况的一个特征参数,其值域为0＜D＜2.分维值越大,表明土地覆被空间分布愈不规则、愈复杂;分维值的变化可以反映出土地利用与土地覆被类型的空间结构在时间维上的变化.     

辽河干流上游流域土地利用对土壤颗粒分形维数影响

分析了辽河干流典型风沙区林地、草地和农田土壤颗粒的分形维数空间分布特征。结果表明：土壤颗粒分形维数总体表现为农田高于林地和草地,且在农田土壤30~50 cm深度时达到最大值（2.58）,在草地土壤0~10 cm出现最小值（2.26）;在林地土壤中随深度增加而减小,在草地和农田土壤中随深度增加而增加。土壤分形维数均与粉粒含量极显著正相关（P<0.01）。农田更有利于土壤细小颗粒的形成,改良土壤质地,土壤结构相对较好,其次是林地,草地相对较差。     

中国沙漠化土地类型的分形研究

根据分形理论,对中国沙漠化土地类型进行了分形研究。基本结论为：①沙漠化土地斑块面积和形状指数的标度频度分形关系客观存在,不受统计时所使用的标度影响;②沙漠化土地类型的斑块周长面积分形关系客观存在,具有分形特征;③计算出沙漠化土地类型的分维,其中：潜在风移沙地分维最大,为1.5148,其图斑镶嵌结构最复杂;流动沙丘分维最小,为1.2422,其图斑镶嵌结构最简单;④计算出沙漠化土地类型的稳定性指数,其中：流动沙丘稳定性指数最大,为0.2578,其图斑镶嵌结构最稳定;潜在风移沙地稳定性指数最小,为0.0148,其图斑镶嵌结构最不稳定;⑤由于潜在风移沙地、潜在沙漠化土地稳定性差,所以,在防治沙漠化过程中,特别是要注重和加强对潜在风移沙地、潜在沙漠化土地的生态保护与恢复,防止人为作用的进一步破坏。     

土地空间分形结构的尺度转换特征

应用分形理论以及多元相关分析、灰色关联分析方法,分析浙江省慈溪市土地空间分形结构的尺度转换特征。结论为:①慈溪市、贵州省不同尺度分割区域的土地空间分形结构均客观存在,不因尺度不同而变化;②尺度转折点因尺度不同而出现,贵州省(省域尺度)土地利用存在尺度转折点,慈溪市(县域尺度)土地利用不存在尺度转折点;③不同尺度的慈溪市、贵州省土地空间结构的分维不仅主要受到土地类型本身几何属性的影响,而且其所受到的影响跨尺度存在;④尺度的差异造成不同影响因子的影响程度随尺度出现变化;平均图斑形状指数对慈溪市土地空间结构的分维影响最大,图斑数则对贵州省土地空间结构分维的影响最大。     

山地土地类型的结构分析与优化利用——以陕西秦岭山地为例

山地土地类型的多样性及其结构格局的序列性特征明显，相应地呈现出土地类型在空间、数量和质量等3个方面基本格局型式，格局分析能够揭示土地类型结构与功能的异质性及其有序性，从而为全面认识土地类型群体的生态属性与其演替规律提供重要的理论依据，同时为土地利用优化配置的实践提供科学指导，以陕西秦岭山地为例，进行了土地类型的结构分析，并根据山地类型结构格局的空间层次性、结构多级性和功能多元性的特点，提出了不同空间尺度下山地土地利用配置的模式及其优化利用方案。     

土地利用变化数据的误差特性

土地利用变化数据,主要由不同时点的土地利用数据通过统计、对比、空间叠置分析等途径派生而来;而不同时点的土地利用数据主要来源于遥感数据、土地调查数据、历史图件数据以及统计数据。由于这些数据来源本身不可避免地带有不同程度的误差,由此派生的变化数据也就具有不同的精度。现有的文献中通常会给出时点数据的误差,但很少关注土地利用变化数据的误差。本文首先建立变化数据的误差分析方法,然后举例分析了土地利用类型变化幅度、时点数据误差及其不同组合对变化数据误差的影响。最后得出如下结论：时点数据的高精度并不能完全保证变化数据的高精度,还要看误差的方向是否一致;土地利用变化幅度越小,时点数据的误差对变化数据的精度影响越大,精度水平越难保证。这些结论提醒我们,土地利用变化研究中要对数据误差问题给以足够的重视,并应从数据源质量、数据获取方式、数据分析方法等方面提高数据的精度水平。     

威海市土地利用分形特征动态变化

基于威海市三期土地利用遥感解泽数据,应用土地利用空间形态分形模型,获得了1985年、1995年和2000年三个时期威海市各主要地类的分形维数和稳定性指数;通过叠加分析等方法,计算出了1985-1995年、1995-2000年和1985-2000年三个时间段各主要地类动态度.在此基础上.对威海市土地利用分形特征时空格局变化特点、动态度变化特点进行了研究.结果显示:1985年、1995年和2000年分维数较大的主要地类均是未利用土地、城镇用地和水域等,分维数较小的地类均是农村居民点和其他建设用地.从1985年到2000年,各主要地类的分维数平均值旱现出逐渐减少的趋势,总的来看,土地利用类型的形态向着简单、规则的方向发展.在不同时段,各主要地类的分维数和稳定性指数变化特点存在较大差异.农村居民点、其他建设用地和未利用土地在三个时期的空间结构较稳定,水域、城镇用地、草地和耕地在三个时期的空间结构较不稳定.1985-1995年,威海市城镇用地年增长率最大,林地年减少率最大;1995-2000年,城镇用地年增长率最大,水域年减少率最大;1985-2000年,城镇用地年增长率最大,未利用土地年减少率最大;威海市城镇扩展迅速,城镇化趋势显著.社会经济快速发展、政府规划、城镇化等因素是威海市主要地类分形维数、稳定性指数和动态度变化的主要原因.     

粤北岩溶区不同土地利用方式对土壤钙离子的影响

在广东省英德市九龙镇峰林平原选择峰林坡麓灌丛、积水洼地、砂糖橘林、竹林、菜地、稻田6种不同土地利用类型,采集不同土地利用方式下不同深度的土壤,利用原子吸收分光光度计测定了土壤全钙、交换态钙和水溶性钙质量分数,结果表明：1）菜地、稻田、砂糖橘林和竹林土壤厚度显著大于自然坡麓和积水洼地;2）岩溶积水环境中（积水洼地和稻田）土壤全钙质量分数平均超过59 g/kg;其次为坡麓土壤,平均为20.83 g/kg;人工耕作的砂糖橘林和菜地土壤全钙质量分数分别降低至3.51和2.76 g/kg,而相邻的非岩溶区土壤的全钙质量分数仅为1.43 g/kg;3）耕地施肥会增加土壤的交换态钙和水溶性钙质量分数,菜地和砂糖橘林土壤交换态钙离子、水溶性钙占全钙的比例分别为38.04%、23.08%和1.41%、0.88%,而积水洼地和坡麓灌丛只有7.86%、6.87%和0.25%、0.46%。由于菜地和砂糖橘林的全钙质量分数降低,而交换态钙和水溶性钙质量分数增加会进一步加剧钙元素流失;4）不同土地利用类型土壤全钙、交换态钙和水溶性钙质量分数随深度变化呈波状下降趋势,积水洼地与稻田钙随深度的变化远比菜地、砂糖橘林和竹林剧烈;5）土壤厚度、岩石裸露率、坡度相互呈显著负相关,土壤全钙、交换态钙、水溶性钙之间均呈显著正相关,岩石裸露率与交换态钙呈显著负相关,水、土壤厚度、岩石裸露率与坡度共同决定了土壤钙的分布和迁移。