近30年山东省沿海养殖用地遥感监测分析

山东省是我国的近海养殖大省,近30年来,养殖用地的数量和空间分布发生了较大的变化。本文选择山东省沿海养殖用地为研究对象,以TM/ETM+、CBERS、HJ-1等多源遥感影像数据为基础,运用人机交互解译的方法,提取了1980年代末、2000、2005和2010年共4个时期的养殖用地信息,并运用单一土地利用动态度、重心迁移、景观破碎度等模型,研究近30年山东沿海养殖用地的时空演变格局。结果表明:(1)山东沿海地区养殖区面积呈增加趋势,养殖用地的单一土地利用动态度在1980年代末至2000年最大,为16.95%,2000至2005年下降到5.63%,2005至2010年最小,为5.19%。(2)养殖用地变化表现出空间异质性,东营市养殖面积增长速度最快,共净增加608.22 km2,其次为滨州市和威海市,青岛市和潍坊市呈现为先增加后减小的趋势。(3)近30年养殖区的破碎度增加了4.5倍,养殖区的分布重心向西北方向迁移。(4)增加的养殖用地主要源于城乡工矿居民用地、水域和耕地,而减少的养殖用地主要转化为城乡工矿居民用地和水域。     

南美洲的地表水体制图研究

采用Landsat TM遥感影像,辅以MODIS数据产品,应用像元的分类方法,选用水体指数AWEI（Automated Water Extraction Index）提取水体,估算了2011年南美洲陆表水域总面积。同时,在南美洲各大气候带内监测其典型水域的年内季节性面积及其变化。研究表明,南美洲陆表水域总面积为30.5×10⁴ km²,水域率为1.69%,主要集中分布在亚马逊河流域、巴拉那河流域,以及南部巴塔哥尼亚高原。南美洲共计有湖泊9579个,总面积为14.2×10⁴ km²,占水域总面积的46.42%;河渠总面积达15.7×10⁴ km²,占水域总面积的51.56%;水库坑塘总面积达6144.8 km²,占南美洲地表水域总面积的2.01%。从各大气候区看,热带地区的水域面积明显受到旱雨季的影响,其中,热带沙漠气候带内水域的干湿季变化最为明显;温带地区的水域面积变化相对较小,但有明显的四季之分;高原山地气候区由于其独特的气候特征,水域面积变化较小;亚热带季风性湿润气候和地中海气候区内的水域面积季节性波动很小,但是冬夏2个季节变化明显。从南美洲各国家看,水域面积最大的国家为巴西（14.7×10⁴ km²）,占南美洲水域总面积的48.17%,水域率为1.72%;其次为阿根廷（3.4×10⁴ km²）,占南美洲水域总面积的11.24%,水域率为1.23%;委内瑞拉的水域率最大（3.08%）。     

阿克苏河流域土地利用变化与动态监测分析

根据1990年和2000年两期土地利用数据,应用GIS空间分析方法和数理统计方法,分析了阿克苏河流域1990年和2000年土地利用现状,研究了1990～2000年间阿克苏河流域土地利用的变化,揭示了该流域各类土地利用数量变化的幅度、速度以及空间变化的方向,阐明了该流域土地利用变化的特点。同时,建议加强阿克苏河流域水资源的设施建设和治理,改善流域生态环境。     

京津风沙源区生态环境时空变化的遥感监测分析

本文利用由遥感影像解译获得的土地利用数据和MODIS NDVI产品,采用空间转移矩阵、最大值合成法、均值法和一元线性回归模拟等方法,分析了2000年以来京津风沙源区生态环境变化的时空特征.结果表明:(1)2000-2005年京津风沙源区耕地开垦、林草地减少的趋势有所减缓,但区域气候变化趋于干旱,水域面积明显减少,草地退...     

武汉城市圈土地利用时空变化及政策驱动因素分析

武汉城市圈是全国首批“两型社会”改革试验区之一,而且是中部崛起战略和长江经济带发展战略的重点区域。为了正确认识武汉城市圈土地利用时空变化特征,以及政策因素对土地利用变化的影响,本文基于2000、2005、2010和2015年4期武汉城市圈土地利用现状数据,结合GIS空间分析、数理统计、单一土地利用动态度、土地利用转移矩阵和综合土地利用动态度方法,对武汉城市圈2000-2015年以及3个5年期土地利用变化的总体特征、转化方向和区域差异特征进行研究,并分析政策因素对土地利用变化的驱动作用。结果表明：① 总体特征上,2000-2015年耕地、草地、林地和未利用地面积持续减少,建设用地和水域面积不断增多。② 变化方向上,2000-2015年以耕地、林地转化为建设用地和水域为主要特征,2000-2005年以耕地向水域和建设用地转化为主,2005-2010年以耕地向建设用地、水域,林地向建设用地转化为主,2010-2015年以耕地、林地和水域向建设用地转化为主。③ 区域时空差异上,综合土地利用动态度最大的区域集中在武汉城市圈的中部;从单一土地利用动态度看,耕地主要分布在武汉城市圈周边地区;建设用地主要集中在武汉城市圈中部;水域集中在武汉城市圈的仙桃市;林地主要在潜江市、云梦县;草地主要为英山县。④ 政策驱动因素分析上,中部崛起、两型社会、长江经济带发展战略等政策对土地利用变化具有重要影响。     

多尺度视角下的青藏高原水资源短缺估算及空间格局

青藏高原水资源总量丰富,但由于水资源量与用水量在空间上分布不均衡,部分人口、城镇密集地区水资源短缺严重。本研究在多源数据的基础上,通过空间分析、降尺度处理等,建立了青藏高原省区、市域、县域空间尺度的水资源与用水量数据集。通过比较5、10、20、30年重现期多空间尺度的水资源短缺程度,分析水资源短缺在青藏高原的尺度效应,揭示青藏高原水资源短缺格局与特征,识别面临水资源短缺的人口与面积。结果表明,青藏高原在省区尺度无水资源短缺;在15个市域单元中,有3个市域出现水资源短缺;在115个县域单元中,有29个县域呈现出不同程度的水资源短缺,水资源短缺县域主要集中在青海省的河湟谷地、柴达木盆地与西藏自治区的一江两河流域等人口、城镇密集区域。总体而言,由于较大空间尺度地理单元内部各县域用水强度差异,在县域尺度面临水资源短缺的人口与面积大于市域与省区尺度面临水资源短缺的人口与面积。以县域为基本单元,发现青海省与西藏自治区30年重现期面临水资源短缺的人口占总人口的56.4%,出现水资源短缺的面积占总面积的10.4%。县域之间水资源短缺指数秩相关系数计算结果显示,省区内部各县域同时出现水资源短缺的可能性较大,而省区之间各县域同时出现水资源短缺的可能性相对随机。研究结果为制定青藏高原水资源短缺管理对策、促进区域城镇化与资源环境协调发展提供科学依据。     

MIKE BASIN支持下的流域水文建模与水资源管理分析——以西藏达孜县为例

基于ArcView GIS平台,利用流域水资源规划管理软件工具MIKE BASIN,以西藏达孜县为试验区,采用50×50m格网DEM数据,开展拉萨河流域内的地表水的产汇计算,并进行流域水资源合理配置研究。本文建立了流域供需水的空间分析网络,对各汇流区进行流域模拟分析,研究结果以直观的专题图表显示,为本区的流域水资源管理提供了可视化的研究框架。     

汾河上游土地利用的生态环境建设对策的研究

汾河上游作为黄土高原生态脆弱区,是太原市重要的水源涵养地、供水区以及生态屏障.本文采用1990年、1996年、2008年宁武县、静乐县、岚县、娄烦县、古交市五个县城的土地利用现状数据,分析其土地类型变化特点及生态服务价值.研究结果表明:林地和建设用地在显著增加,未利用地和耕地明显减少;19年来汾河上游的生态服务价值总体增加,而水域贡献的生态系统服务价值在大幅度减少,造成生态环境的退化;从汾河上游各项生态系统服务功能的价值变化来看,近几年水分调节和水供应所带来的生态服务功能在大幅度减少,说明汾河上游水资源安全存在隐患.针对汾河上游流域存在的生态环境问题,应积极修复流域水环境,改变传统的水资源开发模式,加强污染控制和监测,调整产业结构,以水环境承载力为基础,建立人、地、水和谐的流域生态环境健康体系.     

京津唐地区城市扩张对地表蒸散发的影响

以京津唐地区为例,基于SEBS模型,利用MODIS遥感数据和气象数据,计算了2000、2005和2010年四季代表月份的平均日蒸散发量,并结合3期土地利用图,定量评估了由城市扩张引起的日蒸散发量的变化。结果表明,不同土地利用类型的日蒸散发量在不同季节表现出不同的分布规律,春、夏和秋季的日蒸散发量分布规律为水域>林地>草地>耕地>城市用地,冬季的日蒸散发量在三年的分布不一致:2000年为林地>草地>水域>城市用地>耕地,2005年为水域>林地>草地>耕地>城市用地,2010年为林地>水域>草地>城市用地>耕地。以研究区土地利用变化不明显的区域为背景区域,评估了除土地利用/覆被变化外的其他因素对京津唐地区夏季日蒸散发的影响。除去该影响后得出土地利用/覆被变化,对日蒸散发的影响,结果表明,各土地利用类型转化为城市用地会使日蒸散发降低,且水域转化成城市用地后,其日蒸散发量降低最多,2000-2005年降低了0.977mm,2000-2010年其降低值为0.983mm。     

1990-2010年中国土地覆盖时空变化特征

本文基于CG-LTDR土地覆盖数据产品,利用GIS空间统计等方法分析了中国1990-2010年土地覆盖的变化特点。与参考数据的比较检验表明,CG-LTDR土地覆盖数据在中国具有与其他同类数据相当甚至更高的分类精度。经逐年的长时间地表覆盖数据分析发现,由于受气候与人为因素影响,土地覆盖类型有明显的年际变化波动,尤其是云南-内蒙一线的干旱区与湿润区的过渡带。1990-2010年中国的林地和荒漠呈增加趋势,而草地和耕地呈减少趋势。利用5年的合成数据分析其年际变化,结果显示1990-2000年土地覆盖类型变化大,2000-2010年的变化较为平缓。在几种主要覆盖类型中,林地增加最明显,这主要与东南地区大部分耕地、西南和东北地区大面积草地转变为林地有关,但也有部分省份由于树木砍伐和农耕区扩张导致林地面积减小。耕地面积占比最高,其减少趋势主要与耕地变为林地和草地有关。南部的耕地减少最明显,北部略有增加,新增耕地的重心从东南向北转移。林地的增加趋势与耕地的减少趋势主要与全国大范围的退耕还林工程和生态保护政策有关。草地主要分布在生态脆弱区,其面积减少最显著,在西南及东北部分地区主要是草地变为林地,在内蒙中东部-陕西北部一线发生草地与耕地相互转换,而在内蒙北部-青藏高原一线有草地与荒漠的互相转换,在土地覆盖类型交错区,其利用类型容易发生改变。荒漠主要分布于西北地区,由于受到草地退化等因素影响,荒漠化趋势在进一步加剧。     

GlobeLand30产品精度抽样测试与分析

GlobeLand30的发布为全球生态系统评价、环境规划、气候变化等研究提供了高分辨率的基础地表覆盖数据。以Landsat TM影像轨道号/行号分别为123/032所对应的区域为研究区,通过目视解译的方式在原始影像上选取地表覆盖类型作为地面参考数据,对2000和2010年两期的GlobeLand30的地表覆盖类型中的人造地表、农田、林地和水体进行了精度评定,并对比了两期产品数据的精度。此外,为了突出GlobeLand30产品的错分误差及其易于混淆的地物,以面的形式对产品的用户精度进行了计算和比较。研究表明,研究区内GlobeLand30数据具备很好的精度,与2010年数据相比,无论是总体精度,还是Kappa系数,2000年的产品其精度更高。本成果可以为研究区内GlobeLand30产品的使用提供参考。     

鄱阳湖地区土地覆盖空间分布格局与景观特征分析

 鄱阳湖是我国第一大淡水湖,具有洪水调蓄、水源涵养等重要生态服务功能。掌握鄱阳湖地区土地覆盖的空间分布格局和规律,对于评价其环境保护和生态服务功能具有重要作用。本文利用环境卫星影像、2005年鄱阳湖地区土地覆盖数据,经遥感解译分析获取了鄱阳湖地区2010年土地覆盖现状数据及其空间分布格局图。研究表明:(1)采用2010年的环境星影像结合2005年土地覆盖数据,人工目视解译得到的2010年土地覆盖数据的精度为80.4%。(2)景观生态学、GIS及统计学的思想和方法可以为土地覆盖空间特征的定量分析提供技术支持。文中采用的斑块面积指数、斑块形状指数、不同土地覆盖类型的邻接指数,从不同角度反映了鄱阳湖地区土地覆盖的空间分布格局及景观特征。(3)景观指数能定量说明土地覆盖景观的形状、大小、数量和空间组合,能反映景观的生态环境特点、人类活动及社会经济状况。面积特征指数显示研究区农村聚落的离散度及破碎度最高;斑块形状指数反映出研究区水体形状趋于规则化,其受到人类的"围湖造田,围湖造地"及防洪工程建设的干扰。(4)不同土地覆盖类型的邻接指数能定量说明相邻类型在物质交换、结构与功能的相互影响及土地资源形成机制、演替过程等。水田与常绿阔叶林的邻接关系反映了人类"毁林开荒"活动对林地与水田演替关系的影响;水田与农村聚落的邻接关系,表明研究区耕地保护的重点是城镇及农村周边耕地的保护;城镇建设用地的邻接关系表明了人类生活所需的生活条件,为"移民建镇"工程提供了科学依据。分析认为:鄱阳湖地区是以耕地为主的农业区,并且有丰富的水资源及森林资源,但今后要重视农村土地的集约化利用、水资源保护、耕地资源保护和自然资源的合理开发利用。     

中国荒野地空间识别及时空演变

在生态危机日益严峻和生态文明建设日益加快的背景下,中国特殊的区域差异与自然环境限制了人口的均匀分布与社会经济全空间布局,形成了面积大、分布广的荒野地(Wilderness Areas,WAs)。客观、准确界定荒野地的空间范围并分析其时空演变格局,对于开展资源环境承载力评价、生物多样性保护、国家公园与生态安全屏障建设等具有重要意义。当前,对荒野地面积、分布特征与时空演变格局等研究少有定论。本文以2000、2010、2020年多源空间数据为基础,从决定和影响的角度出发,构建荒野地多要素识别模型,对中国荒野地空间范围进行界定,分析其地理分布特征及时空演变格局。研究结果表明:(1)基于多源空间数据,通过建立荒野地决定-影响的耦合关系模型,可准确、有效地识别中国荒野地空间范围;(2)中国荒野地在空间上呈现大范围集中分布,小区域零散分布的状态,3个时期荒野地总面积分别为344.18、297.67、279.86万km²,主要分布在西藏、新疆、青海、内蒙古、黑龙江等省区;(3)中国荒野地面积大部分来源于草地和未利用地,2000—2020年,荒野地面积呈现出逐渐减少的趋势,且200...     

基于长时间序列MODIS数据的鄱阳湖湖面面积变化分析

湖泊是气候、水和生物地球化学循环的关键组分,遥感观测有助于获得湖泊面积变化及对环境的响应信息。本文基于长时间序列遥感观测提出了一种利用像元水淹没/陆地出露比例的湖面变化分析算法,并应用于鄱阳湖的湖面提取及变化分析。首先,用全年遥感数据合成获得当年最大湖面;然后,在此最大湖面范围内,识别出每景数据的水体和陆地状态;最后,统计一定时期内每个像元的水淹没比例,并据此分析湖泊的年际和季节变化特征。该算法的最大优势是克服了云的干扰,以及湖面快速变化造成的年际变化对比分析困难问题。算法应用于2000-2010年MODIS观测,分析结果表明,本算法检测出的湖面面积与鄱阳湖水文站水位观测资料非常一致;算法可以获得鄱阳湖湖面面积的显著季节变化信息;2000-2010年间,鄱阳湖湖面面积在丰水期未发现有规律的变化;在枯水期,2003年后湖面面积急剧减小。     

伊犁河谷蒸散量时空分布特征及变化趋势

基于2000-2014年MOD16蒸散量和气象站实测数据,借助于空间数据统计法和趋势分析法对中国西北干旱区“天山湿岛”—伊犁河谷地表蒸散量时空变化特征和多年变化趋势进行定量分析。结果表明:① MOD16-ET产品在伊犁河谷地区的精度总体上满足要求,可用于地表ET的时空分布特征研究;② 伊犁河谷地表ET、PET年际波动不大,多年平均ET为392.35 mm,多年平均PET为1331.19 mm,年均ET与PET的比例在0.26-0.33之间波动,说明研究区总体上水分不足。ET、PET年内分布处于先增大后减少的单峰型变化趋势,主要集中在5月到9月。秋季ET与PET的比例为0.29,此时研究区最干旱缺水。气温是研究区蒸散量变化的主要驱动因素之一。③ ET、PET的空间分布状况正好相反,东部喀什河及巩乃斯河上游地区、南部大面积草甸覆盖区域ET值较高,PET值较低,此区域水分比较充足。伊宁市及霍尔果斯河周边地区、察布查尔县、特克斯河下游等区域ET值均较低,PET值较高,此区域干旱缺水;④ 从2000-2014年伊犁河谷地表ET、PET变化趋势来看,ET总体上处于减少趋势,PET处于增加趋势,说明研究区近15年内干旱加重。     

Dynamics of saline-alkali land and its ecological regionalization in western Songnen Plain,China

As the important reserve land resources for food production,saline-alkali land should play a significant role to ensure the national food security in the context of global food crisis. The western Songnen Plain is one of main distribution regions of saline-alkali land in China,with great potential in agricultural development. In this study,the extent,transformation,spatial distribution and temporal change of saline-alkali land in the western Songnen Plain during 1954–2005 were investigated by using remote sensing and GIS spatial analysis methods. Saline-alkali land change was detected from a temporal series of topographic maps in 1954,satellite images of Landsat MSS in 1976,Landsat TM/ETM in 1988,2000 and 2005 through artificial visual interpretation. The results indicated a significant expansion in saline-alkali land area and aggravation in salinization. The area of saline-alkali land had increased from 401.48×103 ha in 1954 to 1 097.45×103 ha in 2005. While the ratio of light,moderate and serious salinized land areas changed from 6.72︰2.92︰1.00 to 1.25︰1.06︰1.00 in the study period. Grassland,cropland,swampland and water body were the major land use and land cover types from which saline-alkali land transformed. And the secondary salinization occured mainly in Da′an City,Tongyu County,Changling County,Daqing City,Dorbod Mongolian Autonomous County and Zhaoyuan County. Finally,seven large ecoregions and 14 corresponding sub-ecoregions were delineated out based on spatio-temopral dynamic characteristics of saline-alkali land and geo-relational environmental attributes. According to the results,measures of amelioration and ways of development of saline-alkali land in the western Songnen Plain were put forward.     

City size distribution and its spatiotemporal evolution in China

Based on the National Land Use/Cover Database of China(NLUD-C) in the end of the 1980s(the 1980s,hereafter), 1995, 2000, 2005, and 2010, 665 cities were selected to study the size distribution and its changes of urban lands in China. In this study, the spatiotemporal evolutions of urban land size distribution as well as the influence of administrative-level on these cities were explored by combining urban spatial positions and administrative-levels. Results indicate that: 1) City size distribution using urban lands was more practical and reasonable than using non-agricultural population. 2) In the 1980s, cities with ascending urban land rank were centralized in Eastern China, specially the Changjiang(Yangtze) River Delta, the Zhujiang(Pearl) River Delta, and Beijing-Tianjin-Hebei region. Cities in Central, Western, and Northeast China mainly indicated descending urban land rank. 3) The transfer of national development focus resulted in cities with ascending urban land rank becoming evenly distributed nationwide; however, this trend was slightly centralized around Chengdu, Chongqing, and Wuhan in different periods. 4) During the 1980s to 2010, the proportion of cities with ascending urban land rank in provincial capitals, municipalities, and special administrative regions(high-level cities, hereafter) was consistently higher than those in prefecture- and county-level cities except for 2005–2010. The ranks of the majority of the prefecture- and county-level cities were mainly descending, supported by ascending; the proportion of cities with unchanged rank is small. This study breaks through the bottleneck of traditional research in the area of city size distribution by examining urban land replacing the non-agricultural population. The current study also provides scientific explanation for the healthy and reasonable development of urban land as well as the coordinated development of population urbanization and land urbanization.