基于GIS的沙漠化土地面积遥感分析监测

本文利用2000年的TM数据,经过图像增强、合成、几何精纠正、镶嵌和分割,以1∶10万地形图分幅标准,在微机Windows的ARC/INFO软件平台上,人机交互解译,最终获得2000年全国各省的沙漠、沙地和沙漠化土地面积。土地覆盖类型采用二级分类系统,第一级分为6大类:耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用土地。TM解译结果表明,于2000年,新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区、青海省和甘肃省的沙漠、沙地和沙漠化土地面积分别为:79361263hm²、58570586hm²、18917225hm²和12340694hm²。面对中国局部生态环境得到改善但整体上土地荒漠化面积每年都在扩大的现实,利用遥感手段快速准确地监测国土荒漠化面积,对政府决策整治防护有重要意义。     

章丘区浅层地温能资源研究与评价——以地埋管换热方式为例

通过对章丘区浅层地温能赋存条件的研究,结合现场热响应试验、岩土样品测试等数据,采用层次分析法和指标法对研究区进行了地埋管地源热泵系统开发利用适宜性分区,并概算了浅层地温能资源量、评价了开发利用资源潜力、进行了经济和社会效益分析。结果表明:适宜性区面积76.38km²,占研究区面积的95.48%;适宜区内120m以浅浅层地温能热容量21.3228×10¹²kJ/℃。研究区全部利用地埋管地源热泵系统,夏季可制冷面积5353.1278×10⁴m²,冬季可供暖面积6504.6662×10⁴m²。浅层地温能开发利用潜力巨大,经济和社会效益明显。     

中国风能资源空间分布的估算

风能是一种清洁的可再生能源,是太阳能的一种转化形式,但风能开发利用的成本比太阳能开发利用的成本要低,它是可再生能源中最具开发前景的一种能源。科学、准确地估算我国风能潜力及其空间分布是国家对风能资源开发中一项极其重要的基础性工作。本文利用全国395个气象站10年、每日4次的气象观测数据,计算了每个气象站所在地区常年有效风能密度和有效风时数,在此基础上,通过空间内插,形成全国范围的风能密度和有效风时数分布数据。结果显示,在全国范围内:有效风能密度大于150W/m²、100～150W/m²、50～100W/m²、小于50W/m²的区域面积占全国国土总面积的百分比分别为2.51%、16.45%、53.39%和27.65%;有效风时数大于5 000h、4 000～5 000h、2 000～4 000h、小于2 000h的区域面积占国土总面积的百分比分别为5.28%、22.19%、53.54%和18.98%。用风能密度和有效风时数两个指标分别表达风能资源潜力虽然存在局部差异,但在总体态势上基本一致,二者之间的相关系数,...     

基于高分影像光谱特征的广西海岸带红树林精细分类与制图

准确了解我国海岸带红树林种类组成有助于红树林资源调查、保护和利用。本文基于广西海岸带2018—2020年共 14景GF-2多光谱影像,通过植被指数法和一阶微分法进行光谱特征数据重构,使用支持向量机分类方法,对广西海岸带红树林开展种间精细分类研究。结合现场数据以茅尾海为例,通过与原始数据和一阶微分的分类结果进行对比分析,来验证光谱特征数据重构对红树林种类识别的有效性。结果表明,基于光谱特征重构数据的分类精度最高,为91.55%,Kappa系数为0.8695,分别比原始数据和一阶微分提高了6.92%和11.17%。以此开展了广西整个海岸带红树林类型识别,结果表明,广西主要分布有7种真红树分别为桐花树、白骨壤、无瓣海桑、秋茄、红海榄、木榄、老鼠簕和一种盐沼草本植物茳芏,湿地植被总面积为7402.98 hm²,防城港市、钦州市和北海市红树林面积分别为1826.16、2496.18和3080.47 hm²,其中桐花树和白骨壤为广西红树林优势物种,分布面积最大,分别为3372.09 hm²和3445.17 hm²,二者占总面积的92.09%,其次为茳芏287.50 hm²占总面积3.88%,无瓣海桑与红海榄次之,面积分别为135.97 hm²和126.52 hm²,共占红树林总面积的3.55%,老鼠簕、木榄和秋茄面积极少,均不足20 hm²,三者相加不足红树林总面积的1%。北仑河口、山口和茅尾海3个红树林自然保护区的红树林总面积分别为1009.21、715.56和1546.62 hm²。本文基于高分数据的光谱特征数据重构方法开展红树林精细分类研究,可以为广西红树林管理、保护和重建提供技术和数据支撑。     

近50年来富锦湿地景观遥感与GIS的时空动态分析

湿地是重要的自然资源,但是由于自然和人为影响,湿地正在大面积的萎缩,导致功能和效益下降,并危及到区域的持续发展。本文以三江平原挠力河流域富锦(市)作为研究区域,以RS、GIS和Fragstats为技术手段,分析了自1954年以来沼泽湿地的空间和时间退缩过程及其驱动力,重建了自1954年以来的土地利用/土地覆被变化过程。结果表明,湿地面积由1954年的519.917．96hm²下降到105.008hm²,由占总面积的61．27％下降到12．39％,仅是原来面积的17．74％;而耕地面积由223 173．54hm²增加到597 156．25hm²,由占总面积的25．31％增加到70．45％。同时指,出人类的农垦活动是富锦沼泽湿地面积退缩的主要原因。     

近30年刘家峡以下黄河上游河道湿地演变规律与驱动力分析

河道湿地是流域生态系统中,位于水陆交错地带,关联陆地生态系统和水生生态系统的桥梁和纽带,对蓄水滞洪、净化水质和水土保持,以下维持生物多样性和生态平衡起重要的作用。本文采用1986、1996、2000、2006和2015年5期Landsat遥感影像数据对刘家峡以下黄河上游湿地进行湿地解译提取,并利用空间统计分析法、转移矩阵法和质心位置变化法对刘家峡以下黄河上游河段河道湿地演变规律以及驱动力因素进行研究。结果表明,1986-2015年,黄河上游河道湿地面积从17.3万hm²逐渐减少到12.2万hm²,减少了29.0%。研究区土地利用类型的转移主要发生在河流、裸滩、草本湿地与耕地的相互转化上。过去30年嫩滩湿地的变化幅度远大于老滩湿地,嫩滩湿地面积从1986年的15.46万hm²减少到2015年的10.41万hm²,减少了32.7%,嫩滩湿地演变规律为天生湿地型之间的相互演变,即河流-裸滩-沼泽湿地。而老滩湿地面积基本处在稳定状态,面积范围在1.84~2.28万hm²之间,具有天然湿地-人工湿地与天然湿地-农业用地的演变规律特征。水渠湿地、坑塘湿地和森林湿地质心位置变化较为突出,由单一类型动态度分析可知,研究区自然湿地萎缩、城镇化加速、河流水面面积减少加快。以上分析结果与研究区气温、水利水电工程、灌溉用水、凌汛期冰情以及城镇化程度均有关,与降雨量无明确关系。     

江苏沿海地区土地利用生态价值测算评估

江苏沿海地区生态价值的测算评价对于区域土地合理利用、优化配置具有重要的指导意义。根据江苏沿海地区土地利用和生态服务特征构建了江苏沿海地区耕地、城镇工矿用地、林地和沿海滩涂4个主要地类的生态价值体系以及综合当量因子法、价值量评价法、市场价值法、专家评估法、生产成本法和偿付意愿法等的生态价值测算方法模型,基于土地利用数据、播种面积、产出值、单产价格、降雨量以及废水、废气及烟（粉）尘排放量等数据测算了2011年江苏沿海地区现状土地利用生态价值。结果表明,江苏沿海地区耕地的生态价值均值为6178.95元/hm²、城镇工矿用地的生态价值为-5163.26元/hm²、林地的生态价值为16 438.42元/hm²、沿海滩涂的生态价值为8125.53元/hm²;连云港市、南通市、盐城市的耕地、林地、沿海滩涂都产生了正向的生态价值,共计104.55、4.56、23.28亿元,而这3个城市的建设用地造成了一定的生态价值损失,共计-28.53亿元。     

中国北方典型农牧交错区的土壤风蚀危险度研究

土壤风蚀及其引发的土地退化、沙化和沙尘暴是中国北方严重的环境问题之一。通过定量评估中国北方典型农牧交错地区土壤风蚀危险程度,可以为区域生态环境的保护和生态修复提供科学支撑。本文基于文献调研、兼顾数据的可获得性,建立了包括风场强度、植被覆盖率、地形起伏度、土壤干燥度等因子在内的风蚀危险程度评价指标体系。同时,依据遥感参数反演和地面气象观测数据,在地理信息系统技术支持下,形成了上述因子的空间分布数据。另外,利用层次分析方法,构建土壤风蚀危险度评价模型,得到研究区土壤风蚀危险度的空间分布。最后,结合研究区土地利用数据,探讨了风蚀危险度空间分布格局的自然环境和土地利用背景。研究表明:研究区土壤风蚀极险型区域面积为1.47×10⁴km²,强险型区域面积为6.09×10⁴km²,危险型区域面积为3.47×10⁴km²,轻险型区域面积为3.45×10⁴km²,无险型区域面积为2.19×10⁴km²。本区土壤风蚀危险度呈现出从东南到西北逐渐增强的趋势,这与区域的植被、气候,以及土地利用的空间格局具有内在的有机联系。     

基于可持续性视角的建设用地适宜性评价及其应用

建设用地适宜性是土地资源利用与管理决策的依据。本文基于土地利用可持续性界定建设用地适宜性内涵,从灾害风险、地形地貌、生态环境和区位条件4个维度,构建了较规范的适宜性指标体系;针对已有评价方法的不足,构建了整合极值法、条件函数法、线性加权综合的“多要素分布式算法——情景矩阵”评估框架;进而基于适宜性识别冲突空间,以空间冲突面积占总建设用地面积的比重作为空间冲突强度来刻画区域建设空间布局的合理性与可持续性。本文以新疆玛纳斯县为例开展研究,结果表明玛纳斯县适宜建设空间（达230 km²以上）约占全县总面积的26%;最适宜和比较适宜性建设用地主要分布于中部及中北部乡镇及农（团）场驻地附近,基本适宜建设区主要分布在比较适宜建设空间的外围及中南部山前平原地带;该县冲突空间达4.21 km²,占建成区面积的22.74‰;冲突空间主要分布在河流沿岸和中部城镇化发展区;南部、北部的生态脆弱区及中部工业化发展区的乡镇空间冲突强度也较高。研究表明,本文提出的建设用地适宜性评估框架与方法逼近客观现实,简单易行,能弥补以往评价方法的不足;适宜性在空间冲突分析与可持续性土地利用管理中具有较好的应用价值。     

温州市山区土地资源的开发利用

温州市根据中央文件和上级国土部门的精神,规划到2010年,控制耕地减少量为21.3万亩(其中建设占用耕地14.8万亩,退耕还林5.4万亩,灾毁耕地1.1万亩),开发补充耕地25.2万亩,净增耕地3.9万亩,努力实现"造大于用"的目标.温州市山区土地面积占全市总面积的77.8%,山区耕地后备资源开发潜力较大,全市山区荒山荒坡可以开发成耕地的面积为20万亩,可以开发为园地等种植经济作物的面积约100-200万亩,足见其潜力之大.可以说,温州市山区的后备土地资源,是全市实现耕地总量动态平衡的重要物质条件.重视山区土地资源的开发利用,是实现温州市2010年土地利用规划的重要保障,更是占全市37.6%的山区人民脱贫致富的有力保障.本文就合理开发、综合利用温州市山区土地资源问题,作一些探讨.     

南海历史地理争端空间分布与关联性研究

南海占我国海洋国土的2/3,不仅是中国国家安全的天然屏障和重要的出海口与战略通道,而且是我国未来重要的能源接续区与资源基地、地缘政治经济问题的多发区。对南海争端发展态势进行空间分布与关联性GIS分析,是重要的辅助决策支持。结果表明：（1）文献研究和网络爬虫等方法可以快速有效地获取南海争端历史地理数据,GIS技术能够对南海争端历史地理数据进行时空变化的深入分析;（2）就争端事件的时间分布而言,事件数量随时间推进呈现显著增长,个别发生重大南海争端事件的年份出现突增的现象;（3）就争端事件的空间分布而言,与越南及菲律宾相关的南海争端事件尤甚,其他周边国家则相对较少,这主要源于越菲两国的战略利益与南海所在区域交叠,使得越菲不断挑起事端;（4）越南、菲律宾与马来西亚等国的利益诉求区主要位于南沙群岛,各国诉求区分布明确,局部交错。网络GIS技术丰富了历史地理研究的途径,为其提供了新的思路和方法。     

三维GIS及其在智慧城市中的应用

三维GIS是当今乃至未来GIS技术的主要标志性内容之一,它突破了空间信息在二维地图平面中单调表现的束缚,为各行各业以及人们的日常生活提供了更有效的辅助决策支持。本文重点介绍了三维GIS的数据模型、数据库管理和可视化分析等关键技术及其研究进展,并以武汉市为例展示了三维GIS对城市立体空间的整体表达,为大城市、全市域的三维数字城市建设奠定了基础,最后探讨了在智慧城市建设与城市安全中三维GIS将发挥日益重要的时空信息承载引擎与空间智能技术支撑作用。     

基于ALOS遥感数据的新丰江流域生态安全GIS评价

基于ALOS遥感影像,采用10m×10m的栅格精度,以乡镇行政区划作为综合评价单元,在G IS的支持下,获取了18种评价因子信息。通过建立生态安全指数模型,计算出每个栅格和每个乡镇区域的生态安全指数并将其划分为6个等级,即Ⅰ级到Ⅵ级(生态安全状况由非常安全到极不安全)。结果表明,新丰江流域内的生态安全状况整体上较好,但安全等级分布不平衡,具有明显的区域性特征,生态堪忧地区为居民及工矿用地密集区,主要分布在流域的北部、东南部和中部的采矿区,如上坪镇、元善镇和上莞镇等;生态较为安全的区域主要分布在流域中部,如新丰江库区附近的锡场镇、半江镇等。该方法为流域的生态安全评价、预警、保护及管理提供了有效手段,具有积极的实用价值。     

近30年来安固里淖湖面监测与变化分析

应用MSS、TM、ETM和CBERS-2遥感数据和G IS技术对安固里淖湖,近30年来水体分布变化进行调查与监测,结果是调查区安固里淖湖面积,在30年来变化比较大。1975~2007年间,水域面积逐年萎缩,并在2004年秋干涸;2005年短暂的蓄水后,2006年、2007年又再度干涸;而其上游水库的水域面积在30年间变化不大。综合分析认为,安固里淖湖干涸有三个主要原因:（1）降水量逐年减少和气温逐年增高;（2）安固里淖湖上游过多水库的修建和蓄水;（3）地下水超采。     

亚洲地下水资源与环境地质系列图及GIS系统结构

“亚洲地下水资源及环境地质系列图件”(1∶800万)属于洲际尺度图件,包括亚洲水文地质图、亚洲地下水资源图、亚洲地热图和亚洲地下水环境背景图等.针对全球变化,能源危机、资源短缺、环境恶化地质灾害频发的状况,特别是水资源安全保障与地质环境优劣更是直接影响亚洲地区可持续发展,编制上述图件,意义十分重大.亚洲地下水资源及环境...     

Co-benefits of local air pollutants and greenhouse gas reduction achieved by hydropower development in Xizang (Tibet) Autonomous Region,China

Hydropower development in Xizang (Tibet) Autonomous Region plays a vital role in co-control of local air pollutants and greenhouse gas (GHG) in China. According to emission factors of local air pollutants and GHG of coal-fired power industry in different hydropower service regions, we estimate the effect and synergy of local air pollutants and GHG reduction achieved by hydropower development in Tibet, examine the main factors constraining the effect and synergy, using correlation analysis and multiple regression analysis. The results show that: 1) During the period from 2006 to 2012, the effect of local air pollutants and GHG reduction achieved by hydropower development in Tibet decreased as a whole, while the synergy increased first and decreased afterwards. 2) The effect and synergy of local air pollutants and GHG reduction achieved by hydropower development in Tibet vary significantly across different hydropower service regions. The effect based on emission levels of Central China power grid (CCPG) and Northwest China power grid (NCPG) was more significant than that based on emission level of national power grid (NPG) from 2006 to 2012, and the synergy based on emission levels of CCPG and NCPG was also more significant than that based on emission level of NPG from 2010 to 2012. 3) The main factors constraining the effect and synergy based on emission levels of NCPG and CCPG included SO₂ removal rate and NO _x removal rate, the effect and synergy based on emission level of NPG was mainly influenced by net coal consumption rate. 4) Transferring hydropower from Tibet to NCPG and CCPG, and substituting local coal-fired power with hydropower can greatly help to co-control local air pollutants and GHG, transform the emission reduction pattern of the power industry and optimize energy structure.     

基于SOA的税收征管网络GIS平台

 为了能直观、形象和动态地反映不同区域税收状况的空间分布规律和变化趋势,提高异构税收征管GIS系统的数据共享和互操作性能,采用GIS企业级中间件与开放地理信息联盟(OGC)规范的GIS Web服务(GIServices)相互集成的方式,构建一种面向服务架构(SOA)的税收征管WebGIS系统(STAXGIS)。STAXGIS是一致性的业务模型和信息模型,通过GIS企业级中间件提供空间数据转换、税收业务处理与税收空间分析等高级服务功能,并采用GIServices提供税源查询与定位、税收专题分析、税务查询与申报等方面的信息服务。STAXGIS采用J2EE 4层框架(即数据层、应用服务层、Web服务层和客户层)实现其部署与分层管理,这与传统税收征管GIS系统相比,STAXGIS的征管效率和可扩展性大大提高。以福建省福州市为例的研究表明,STAXGIS可增强现有分散管理的异构税收征管GIS系统在分布式环境下的信息共享能力和互操作性,提高异构环境下税收征管空间分析的整体效率,并向各级税务管理部门提供直接或间接的决策支持。     

GIS基础软件技术体系发展及展望

地理信息系统作为IT系统的重要组成部分,其技术的每一次进步都与最新IT技术的兴起息息相关。随着云计算、大数据、人工智能等技术的发展与应用,如今GIS基础软件已经形成五大技术体系：大数据GIS技术体系,增加了对空间大数据的存储管理、分析处理以及可视化的能力,丰富了空间数据的内涵;人工智能GIS技术体系,GIS通过结合人工智能相关算法,增强了GIS模型的分析预测能力,同时二者之间相互赋能,在增强GIS能力的同时,也让人工智能具备空间分析和可视化能力,拓展了其应用范围;新一代三维GIS技术体系,实现了二三维GIS一体化和多源异构数据的融合,推动了三维GIS从室外走向室内,从宏观走向微观;分布式GIS技术体系,突破了数据类型和容量的限制,数量级提升了GIS软件的性能,让高可用和高可信GIS应用成为可能;跨平台GIS技术体系,使得GIS软件可运行于不同类型的CPU架构和操作系统,满足日益丰富的多终端应用需求。五大技术相辅相成,进一步拓展了GIS基础软件的能力和应用场景。本文以SuperMap GIS为例,详细介绍了GIS五大技术体系的具体内容,阐述了每项技术的难点与创新点,并用光环曲线对五大技术体系的发展阶段进行了划分,探讨了未来GIS技术的发展趋势。     

区域生态环境脆弱性的GIS"分解-合成"评价分析——以浑源县为例

以县域为研究对象,从影响生态环境的自然因素、人类干扰因素两个方面出发,确定了包括目标层-准则层-指标层在内的系统化评价指标体系;打破传统的以行政区域为单元分析的模式,通过GIS网格技术和模糊综合评价多属性特征分析,提出了将地理信息系统技术(GIS)和AHP-模糊综合评价模型互相融合,以网格单元进行生态环境脆弱性综合评价...     

关系数据库存储空间数据模型与结构分析

空间数据的存储成为地理信息系统的核心问题。本文分析了ERSI的空间数据库引擎和MapInfo公司的SpatialWare,得出空间数据和属性数据在数据库体系下,统一存储管理是必然趋势。另对空间数据的几种存储模型进行了分析,指出全关系型的数据模型或面向对象的关系数据模型是最佳的存储方式。在此基础上。提出了一种将空间数据存入关系型数据库的数据模型,进而对基于SQL Server的全关系化空间数据结构进行了分析。