北京山区植被覆被率遥感制图与景观格局分析——以门头沟区为例

准确、快速地获取植被覆盖状况信息是北山区生态恢复和建设的关键与重点.本文在FCD Mapping model的原理和方法基础上,利用TM图像对北京门头沟区植被覆被率展开调查和制图应用研究,并利用FRAGSTATS软件对所得的植被覆盖等级图从斑块大小、斑块数、斑块密度、斑块平均面积、分形维数和聚集度等角度进行了空间格局的剖析.     

深圳市土地覆盖格局空间变化研究

以深圳市为研究对象,利用遥感影像和空间分析方法,研究了深圳市土地覆盖格局的梯度变化特征:各个土地覆盖类型的斑块形状指数沿梯度区呈先增大后减少的趋势,在城区内其值较低,城乡结合区其值较高;城区的斑块密度与边缘密度较小,聚集度较高,越靠近城乡结合处,斑块的密度越大.分析土地覆盖类型斑块平均形状指数和斑块聚集度的变化,可看出人为活动的干扰由市中心向郊区呈增强的趋势.     

基于遥感的石家庄市土地利用及其景观格局变化研究

基于石家庄市1993年TM、2000年ETM+和2007年TM这3个时相的遥感影像,获取不同时期的土地利用信息,分析了石家庄市土地利用的时空变化,并借助FRAGSTATS软件进行景观格局变化研究。研究结果表明,土地利用变化的总趋势是耕地减少,水域和建筑用地增加,土地利用综合程度指数略有下降,研究区整体的斑块数和斑块密度先增加后减少,多样性指数、均匀度指数和形状指数增加,最大斑块指数减小。     

三峡库区土地利用格局变化的分形结构研究——以开县为例

运用分形理论建立了研究区土地利用/覆被镶嵌体的分形结构模型,对各种景观的分维值进行了计算,讨论了各种景观形态的复杂性和稳定性及三峡工程实施十年间其稳定性和复杂性的动态变化。结果表明:分维值是研究区域土地利用/覆被镶嵌体景观格局的一种综合性定量指标,通过对土地利用景观类型的分维值进行分析,可以获取其形态的复杂性、稳定性信息。1992年和2002年两个时期研究区土地利用景观类型斑块形态复杂性和稳定性由大到小的顺序均依次为:未利用地、草地、建设用地、灌木林、森林、水田、旱地。十年间研究区旱地、建设用地和未利用地斑块形态变得愈加不规则,草地、灌木林、森林和水田的斑块形状变得愈加规则;十年间研究区旱地、建设用地和未利用地的形态稳定性变弱,草地、森林、灌木林和水田的形态稳定性增强。     

顾及斑块面积比的国产卫星土地覆盖产品尺度效应研究

尺度转换可获取不同应用需求下的土地覆盖产品最优表达尺度。但现有针对尺度转换伴随的尺度效应斑块级模型研究通常易受斑块分类的影响。因此，本文通过构建跨类型斑块面积比尺度效应模型，进一步探索斑块形态指标在尺度转换中的作用机制，实现对特定尺度土地覆盖产品中各地类面积的预测，为尺度转换方案提供合理性评价。首先利用信息度量技术定义斑块形态指标集，并通过数学变换将尺度纳入形态指标；然后联合斑块形态指标集和尺度转换前后的斑块面积比构建跨类型斑块面积比尺度效应模型。本文利用国家重点研发计划专项项目生产的国产卫星30 m土地覆盖产品对提出的斑块级尺度效应模型进行构建与验证。结果显示，该模型对林地、耕地、草地和不透水面四种地类在90—750 m共12个目标尺度（以60 m为间隔）上的平均预测误差分别为0.036、0.033、0.034和0.035，对目标尺度土地覆盖产品各地类面积具有较好的预测精度，可为国产土地覆盖产品尺度转换提供理论依据，为高精度产品生产提供技术支持。     

基于GIS的土地利用空间变化研究

土地利用变化空间格局演变特征是土地利用可持续发展研究的前提和基础。以黑龙江省绥芬河市为研究区,以2010年、2014年、2016年三期土地利用数据库为基础,利用GIS技术手段,基于景观指数法、核密度分析法分析研究区土地利用空间格局变化特征。研究结果表明:研究区土地利用变化幅度趋于减小趋势,且变化均发生在斑块密度高和斑块边缘地区,土地利用的整体空间格局趋于稳定;耕地分布密度大,均匀分布在研究区内,而建设用地分布密度小,主要集中分布在"十"字型的横向部位,呈现出中部多、四周少的空间分布特点。研究成果可以为土地利用规划政策的制定提供科学依据,为县域土地资源的可持续发展提供参考。     

南京市土地利用强度指数异质性研究

以南京市江宁区和溧水县为例,利用半方差变异函数和分形维数对研究区两个时段的土地利用强度指数进行了空间变异特征分析。研究表明:变异函数基台值的增加和变程的下降说明从1988年到2001年研究区建筑用地急剧增加,打破了土地利用强度在空间范围内的平稳性。2001年与1988年相比,研究区空间结构比例较高,表明城市化过程中土地利用状况仍主要受客观地形等结构性因素影响,存在着明显的集聚效应;同时2001年分形维数也较高,表明其空间变异性较为剧烈,此时人的干扰情况较为复杂,呈现明显异质性。研究同时表明对土地利用强度指数进行空间异质性分析能挖掘出更多的土地利用信息。     

面向土地利用分类的HJ-1 CCD影像最佳分形波段选择

环境一号卫星（HJ-1）CCD影像光谱波段较少,地物之间的准确分类识别有一定困难。采用分形纹理辅助地物分类识别是一种有效方法,而波段选择是提高分类识别精度的关键。本文以江西赣州定南县土地利用分类为例,采用双毯覆盖模型对HJ卫星CCD影像6类典型地物的波谱分形特征进行了分析,利用不同地物在不同波段上的分形区分度差异构建了最佳分形波段选择模型,并利用该模型挑选出最佳分形波段来辅助土地利用分类,最后对分类结果进行检验。结果表明：最佳分形波段选择模型能够综合权衡不同地物在不同波段上的分形区分度差异,利用挑选出来的最佳分形波段来辅助分类,其分类总体精度相对于原始影像分类提高了11.77%,相对于第1主成分分形辅助下的分类提高了1.56%。     

基于元胞自动机的多尺度下制图综合效应研究

研究基于数学形态学中的膨胀、腐蚀运算结合元胞自动机等理论,利用Python脚本编写的相关程序将1:10000研究区土地利用数据分别综合至1:25000、1:50000、1:100000,分析了多尺度下土地利用数据的制图综合尺度效应。研究结果表明：1.随尺度的增大,研究区各地类斑块数目明显降低,最小上图面积增大,斑块趋于整体化,综合概括程度增大。2.各地类面积综合前后变化各异,但总面积保持平衡。其中,林地、采矿用地等面积随尺度的增大而增大;城镇用地、其他农用地面积等随尺度的增大而降低。耕地等面积保持不变。     

南昌市城区土地利用变化时空特征分析

在遥感技术与GIS挂术的支持下,对南昌市城区15年来土地利用的时间动态特征和空间动态特征进行了定量分析。具体表现为通过数学建模,利用土地利用动态度模型、土地利用开发度模型、土地利用耗减度模型等对土地利用时空特征进行了分析。研究结果表明:南昌市城区的土地利用格局分布越来越均匀,斑块间的面积差异在逐渐缩小,某一土地利用类型占优势的状况逐渐减小,土地利用受人类影响程度越来越大。而且还揭示出土地利用类型中除耕地面积大量减少、建设用地面积大量增加外,其他土地利用类型均有不同程度的变化。     

GIS和分形理论在土地利用结构中的研究

以临沂市兰山区李官镇为例探讨了土地利用类型结构的分维特征,讨论了分维值与土地利用复杂性和稳定性的关系。经研究,李官镇土地利用结构具有分形特征,人为因素对农村道路、沟渠和有林地的影响突出,使得这3种土地利用类型结构呈现复杂化和不规则化,在以后的规划中应以合理规划农村道路,合理布局沟渠和有林地为主要思路,为土地利用科学规划提供辅助决策。     

分形方法在南麂岛土地覆盖类型分析中的应用

借助分形理论对南麂列岛国家级海洋自然保护区内的主岛---南麂岛的地面覆盖及其状况进行分析,把各地类图斑的复杂性、破碎性和形状等定性概念,用分维值和形状因子进行定量描述和比较,分析其形成机制。结果表明,灌木林地和草地等自然性较强的地类分维值较大,而晒场和居民地等人为干预较多的地类分维值较小,庄稼地的分维值则介于它们之间。     

Assessing the effects of land use spatial structure on urban heat islands using HJ-1B remote sensing imagery in Wuhan,China

Urban heat islands (UHIs) have attracted attention around the world because they profoundly affect biological diversity and human life. Assessing the effects of the spatial structure of land use on UHIs is essential to better understanding and improving the ecological consequences of urbanization. This paper presents the radius fractal dimension to quantify the spatial variation of different land use types around the hot centers. By integrating remote sensing images from the newly launched HJ-1B satellite system, vegetation indexes, landscape metrics and fractal dimension, the effects of land use patterns on the urban thermal environment in Wuhan were comprehensively explored. The vegetation indexes and landscape metrics of the HJ-1B and other remote sensing satellites were compared and analyzed to validate the performance of the HJ-1B. The results have showed that land surface temperature (LST) is negatively related to only positive normalized difference vegetation index (NDVI) but to Fv across the entire range of values, which indicates that fractional vegetation (Fv) is an appropriate predictor of LST more than NDVI in forest areas. Furthermore, the mean LST is highly correlated with four class-based metrics and three landscape-based metrics, which suggests that the landscape composition and the spatial configuration both influence UHIs. All of them demonstrate that the HJ-1B satellite has a comparable capacity for UHI studies as other commonly used remote sensing satellites. The results of the fractal analysis show that the density of built-up areas sharply decreases from the hot centers to the edges of these areas, while the densities of water, forest and cropland increase. These relationships reveal that water, like forest and cropland, has a significant effect in mitigating UHIs in Wuhan due to its large spatial extent and homogeneous spatial distribution. These findings not only confirm the applicability and effectiveness of the HJ-1B satellite system for studying UHIs but also reveal the impacts of the spatial structure of land use on UHIs, which is helpful for improving the planning and management of the urban environment.     

SAVR法──影像表面分维估计的新方法

本文在分形表面积与体积关系的基础上，导出了一种估计影像表面分维数的新方法──ＳＡＶＲ法。通过对合成的已知维数分形影像数据的测试，表明新方法在分维估值准确性和无标度区特性方面表现较优，进一步与ＢＬＡＮＫＥＴ法分维估计实验比较得出，ＳＡＶＲ法具有较强的保持多分辨影像分维估值的稳定性。最后提出了基于ＳＡＶＲ法方向分维的纹理特征度量并给出了在方向纹理分析中的应用实例。     

土地利用用类型的分数维分析

利用分形几何学对土地利用类型分维公式进行了应用分析。实验结果表明：土地利用类型的分维值介于1到2之间，土地利用类型与分维值有密切关系。土地利用类型的分维值反映了土地利用的复杂程度、稳定程度和变化趋势。分维值D为1.5，是土地利用变化的临界值点，代表该土地利用类型处于布朗随机运动状态。分维值越接近该临界值，该土地利用类型的稳定性越差，复杂程度越高；反之，则该土地利用类型的稳定性较强，复杂程度较强，复杂程度较低。不同时相间不同土地利用类型的分维值的大小变化反映了土地利用类型的变化趋势，分维值增大，则土地利用类型扩张，反之，则缩小。     

基于RS和GIS的小城镇建设土地利用优化研究

提出了利用卫星遥感数据和GIS空间信息分析技术进行土地利用空间优化配置的方法,分析了小城镇土地利用结构特点及小城镇建设和土地开发利用过程中存在的问题,实现了对洛带镇土地利用变化的监测和土地利用结构的优化。     

基于分形理论的面积精度估算

分形理论是研究非线性系统的重要工具。文中首先讨论栅格数据中面积精度估算的一般公式,然后基于分形理论进行了分析与研究３,选用了等面积的圆,正方形,复杂多边形和ｋｏｃｈ分形雪花图案四种图形进行了计算分析比较,得出了一些有益的结论。     

分形分维估值在GIS地理特征描述中的应用

从ＧＩＳ地理特征分形分析入手,利用量规维数的求解来加归区域曲线的无标度区和分维值,并把这一分维值与ＧＩＳ中典型的分形特征相联系,探讨了分维值的含义及其作用,以获得ＧＩＳ下地图应用的新认识。     

基于遥感技术的无锡市城镇形态分形研究

城镇形态研究不仅是城镇规划、城镇建设和城镇土地利用的重要依据 ,也是城镇社会经济发展的理论基础。对地理现象形态的关注和研究早已成为地理学者的一项工作。从地貌学者所关注的地形到城市地理学家所关注的城市形态分类 ,都有形态问题。从 2 0世纪 90年代以来 ,我国在城市形态研究领域 ,无论在理论方面还是在应用方面 ,都取得了许多成就 ,但大多数研究主要集中在空间结构变化的机制和城镇内部结构形态的变化这两方面 ,对城镇形态的自身特征及其变化研究不多 ,对城镇形态的空间信息如何客观、准确地提取则涉及得更少。据此 ,本文的研究重点首先是解决如何客观、有效地提取城镇形态信息和空间数据 ;其次是根据提取出的空间信息和数据 ,对无锡市城镇外部形态特征进行分形研究 ,以揭示出城镇形态的复杂性和稳定性。     

基于遥感技术的无锡市城镇形态分形研究

城镇形态研究不仅是城镇规划、城镇建设和城镇土地利用的重要依据,也是城镇社会经济发展的理论基础。对地理现象形态的关注和研究早已成为地理学者的一项工作。从地貌学者所关注的地形到城市地理学家所关注的城市形态分类,都有形态问题。从20世纪90年代以来,我国在城市形态研究领域,无论在理论方面还是在应用方面,都取得了许多成就,但大多数研究主要集中在空间结构变化的机制和城镇内部结构形态的变化这两方面,对城镇形态的自身特征及其变化研究不多,对城镇形态的空间信息如何客观、准确地提取则涉及得更少。据此,本文的研究重点首先是解决如何客观、有效地提取城镇形态信息和空间数据;其次是根据提取出的空间信息和数据,对无锡市城镇外部形态特征进行分形研究,以揭示出城镇形态的复杂性和稳定性。