基于PSO-PNN模型的喀什噶尔绿洲耕地盐渍化分析

盐渍化是构成绿洲农业低产的主要原因之一,也是农业开发和可持续发展的重要限制因素。为提高盐渍化耕地生产力,促进绿洲农业的可持续发展,以喀什噶尔绿洲耕地为研究对象,利用Landsat 8 OLI遥感影像数据提取遥感指数20个,利用土地利用数据计算研究区耕地开垦年限,用线性拟合的方法将用植被光合作用模型（VPM）模拟的植被净初级生产力（NPP）数据进行降尺度,将遥感指数同土壤采样及实测数据进行相关分析,得到优选的遥感特征变量,再用粒子群优化算法（PSO）优化的概率神经网络（PNN）模型进行盐渍化程度分类,得到研究区耕地盐渍化等级分布情况,后与研究区耕地开垦年限和NPP进行叠加分析。结果表明：（1） 选取增强型植被指数（EVI）、盐分指数2（SI₂）、湿度指数（WI）、MSAVI-WI-SI特征空间（MWSI）、波段6（B6,2.11~2.29 μm）5个遥感参量通过PSO-PNN模型进行盐渍化程度反演准确率约为80%。（2） 耕地开垦年限越大的区域盐渍化程度越低。新开垦的耕地主要分布在研究区东部,而研究区西部大都为开垦年限在45 a以上的老绿洲农业区。（3） 耕地盐渍化严重降低了耕地农作物生产力。研究区耕地NPP较高的区域大都分布在西部,较低的区域大都分布在东部,与盐渍化程度等级分布大致相反。上述研究方法与结果可为后续使用遥感参量进行盐渍化反演的研究提供参考,对干旱半干旱区的盐渍化耕地改良具有一定的参考意义。     

新疆非耕地系数相似性类型区划分

非耕地系数反映了田间耕地与非耕地的分布情况,它的意义在于有助于获得较为准确的耕地面积。以影响非耕地系数的因素为指标对农区进行类型区划分是利用非耕地系数获取准确耕地面积的前提。首先以干旱区典型绿洲为研究区采用灰色关联方法探讨影响非耕地系数的主要因素,使用层次分析法综合影响非耕地系数的主要因素,并采用累计平方根法研究各个类型区分界点的确定。研究结果表明：影响非耕地系数的主要因素有土地利用的斑块破碎度、水网密度、农业人口密度、人均农业生产值等。将它们作为类型区划分的指标,并采用最优分层理论将类型区数目确定为8。利用累计平方根法确定各类型区的分界点,该方法使得分区结果较优,各类型区内的方差较小。该类型区划分结果反映了人们对土地利用的强度和各类型区的非耕地系数逐渐增加的趋势。     

村域尺度土地利用现状分类体系的构建与应用 ——以山东禹城牌子村为例

随着LUCC到GLP研究的不断深入,我国空心村土地整治实践的相继推进,以及高分辨率遥感数据的陆续产生,深入开展村域尺度的土地利用调查与评价研究具有迫切现实需求,而构建村域尺度土地利用现状分类体系则是支撑村庄土地利用用地调查与评价的重要前提与关键。参考《土地利用现状分类》国家标准(GB/T21010-2007),构建了基于0.25m分辨率中科高清遥感影像的村域尺度土地利用现状分类体系,并在山东省禹城市牌子村进行了实际应用。构建的基于高分辨率遥感影像的土地利用现状分类体系,不仅准确反映了牌子村的土地利用结构及其用地特征,而且还测算出该村所具备的土地资源整治潜力,取得了良好的实际应用效果。基于0.25m高分辨率遥感数据所构建的村域土地利用现状分类体系有据可依,简单易行,成果明确。研究成果可直接为我国村庄特别是空心村土地综合整治潜力的调查与评价提供技术方法的有益参考和有力支持。     

基于适宜性和安全性评价的干旱区绿洲后备耕地资源开发——以渭干河—库车河三角洲绿洲为例

选择典型干旱区渭干河—库车河三角洲绿洲为研究区,基于遥感、地理信息系统技术和相关应用软件,在详实的野外实测数据、土地利用数据和遥感数据支持下,应用空间插值、叠置分析、逐步回归、神经网络、层次分析等方法,建立评价模型,进行自然、生态、土地利用和综合适宜性评价,相应确定后备耕地资源开发的适宜性等级、适宜度及其分布;提取三期遥感影像信息并进行分类,根据后备耕地资源利用/覆被类型的特征,构建后备耕地资源开发的安全性指数计算模型,加入水源保证条件限制,构建综合安全性评价模型,进行后备耕地资源开发综合安全性的时空分析;基于适宜性与安全性评价,进行叠置分析、综合性分级。研究表明：后备耕地资源开发综合性等级的区域分布呈现环状特征,适合后备耕地资源开发的区域面积与禁止开发的区域面积数量相差十倍。最后提出后备耕地资源开发的举措建议。     

准格尔丘陵沟壑区五分地沟流域土地覆盖分析(英文)

以准格尔丘陵沟壑区五分地沟流域为研究区,应用彩红外航片和IKONOS卫星影像,绘制了1987、2002年土地覆盖/植被类型图,并数字化基于地面土地利用调查绘制的1979年土地利用图.利用景观格局指数,评价了研究区土地覆盖/植被空间格局现状及土地覆盖类型动态变化;并以ETM 数据为信息源,绘制了2002年土地覆盖/植被类型图.研究表明:2002年研究区土地覆盖/植被呈现出一个耕地、草地、人工乔木林和人工灌木林以及种植稀疏灌木的草地高度镶嵌的景观格局特征;20年内土地覆盖类型发生了显著的变化,景观异质性增强.基于研究区景观的高度破碎化,绘制小流域精细尺度土地覆盖图,高空间分辨率遥感数据十分必要.     

准格尔丘陵沟壑区五分地沟流域土地覆盖分析

以准格尔丘陵沟壑区五分地沟流域为研究区,应用彩红外航片和IKONOS卫星影像,绘制了1987、2002年土地覆盖/植被类型图,并数字化基于地面土地利用调查绘制的1979年土地利用图.利用景观格局指数,评价了研究区土地覆盖/植被空间格局现状及土地覆盖类型动态变化;并以ETM 数据为信息源,绘制了2002年土地覆盖/植被类型图.研究表明:2002年研究区土地覆盖/植被呈现出一个耕地、草地、人工乔木林和人工灌木林以及种植稀疏灌木的草地高度镶嵌的景观格局特征;20年内土地覆盖类型发生了显著的变化,景观异质性增强.基于研究区景观的高度破碎化,绘制小流域精细尺度土地覆盖图,高空间分辨率遥感数据十分必要.     

基于灰色关联分析和遥感信息模型的新疆典型农区非耕地系数研究

非耕地系数反映了人类活动对耕地的影响状况。以2008年QuickBird数据为主要数据源,以伊宁县农耕区为研究区,采用灰色关联分析法研究与非耕地系数有关的因素,并利用相似性准则、量纲分析及多元回归方法建立遥感信息模型,构建单位面积内非耕地数量与其相关因素之间的数学关系。研究结果表明,在地形、土壤类型一定时,影响非耕地系数的主要因素有农区土地利用的斑块破碎度、水网密度、土地的垦殖指数等。遥感信息模型表明斑块破碎度、水网密度、人均生产率、农业人口密度与单位面积内非耕地数量呈正比,且它们对单位面积内非耕地数量的影响由强到弱依次是水网密度、农业人口密度、土地利用的斑块破碎度。耕地生产率、人均耕地与单位面积内非耕地数量呈反比。该模型反映人类活动对农区耕地的干扰状况,对土地利用和整理具有一定的指导意义。     

绿洲土地整合是增加耕地和保护生态的重要措施——以新疆玛纳斯河流域为例

保护耕地资源,“坚决守住1.2×10⁸ hm²(18亿亩)耕地红线”,是中国政府的一项基本国策。以新疆为代表的干旱区绿洲农业,近年来耕地面积增长很快,从1995-2008年均每年增加15.4×10⁸ hm²,这对抑制全国耕地面积下滑和促进新疆农业发展起了重要作用,但同时也对生态环境带来严重影响。如何在保护生态的前提下使耕地面积稳中有增,通过在玛纳斯河流域利用遥感图像解释和实际调查,提出通过绿洲内部土地综合整治,改变现土地利用中的“破碎化”程度,提高净耕地利用系数的思路;在不开荒不增加引水量情况下,耕地面积一般可增加8%~10%,而在一些土地利用规划差和管理粗放地区可增加到15%。通过土地整合使土地化零为整,还为节水灌溉、发展现代农业、实行农业规模化、集约化经营及农民致富创造了条件。     

基于不同分辨率影像的山区耕地细碎化评价及其尺度效应

研究耕地细碎化的尺度效应对山区耕地细碎化遥感监测、耕地整治与可持续利用具有重要意义。选取贵州省坝区孙家村、丘陵区亚鱼村和山地区小坝村3个不同地貌背景的典型村为案例区,在构建细碎化测度模型基础上,量化分析0.1 m、1 m、2 m、5 m、10 m分辨率下耕地细碎化程度的尺度效应。研究结论：① 随着影像分辨率下降,不同地貌背景下的耕作地块特征有明显的尺度效应。② 不同地貌背景下的耕地细碎化程度存在差异,丘陵区的细碎化程度最高,坝区次之,山地区最低。不同影像分辨率下的耕地细碎化程度具有明显的尺度效应,3个典型村的耕地细碎化指数均呈现幂函数式下降;且不同地貌背景的耕地细碎化程度对尺度变化响应程度不同,坝区的耕地细碎化粒度响应最为强烈,丘陵区次之,山地区最弱。③ 以前1个尺度为参照计算耕地细碎化程度的损失精度时,坝区和丘陵区的耕地细碎化程度在影像分辨率由2 m变为5 m时最敏感,山地区小坝村对尺度变化的敏感度从2 m处呈现升高趋势;以基础尺度为参照时,丘陵区的耕地细碎化程度对尺度变化的敏感度最高,山地区次之,坝区最低。研究旨在为山区的耕地细碎化调查、评价以及治理提供借鉴。     

中国土地利用时空特征分析

在遥感技术与GIS技术的支持下，对中国近5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、土地利用程度模型、垦殖指数模型等对土地利用时空特征进行了分析。研究结果表明：5年间中国土地利用类型发生变化比较大的区域主要分布在东部和北部地区，特别是东北部地区土地利用类型变化比较剧烈，而西部变化相对缓慢；土地利用各类型中面积增加的有耕地、水域、建设用地和未利用地，而林地、草地面积减少；耕地增加的区域位于东北部地区，特别是黑龙江省耕地面积增加最多；林草地以及未利用地的面积变化主要发生在新疆、内蒙和黑龙江等地区，其它地区变化幅度相对较小。     

喀斯特山区石漠化耕地遥感精准提取与分析——以贵州省北盘江镇与花江镇为例

选取北盘江镇与花江镇作为研究区,利用谷歌高精度遥感影像,结合分区分层分级思想,基于深度学习与传统约束方法对研究区耕地进行精准提取。结果表明：1）在数量精度上,以视觉形态差异对研究区进行分区并选取不同模型训练获得的精细地块,面积约为9 867 hm ²,与实际数量基本一致,F-Measure主要分布在[0.82, 0.98]之间,受到地形和岩石裸露率的影响,石漠化严重地区耕地提取精度较低。2）在形态精度上,预测耕地与实际耕地的GIOU主要分布在[0.7, 1]之间,分割正确率>0.85,表明预测耕地边界与实际地块边界吻合度高,提取结果符合研究区实际情况。3）利用地貌坡度等约束条件对耕地进行划分发现,研究区以喀斯特耕地为主,占比74%,并且石漠化程度较严重,其中轻度石漠化耕地与中度石漠化耕地占总耕地的32%。在石漠化地区,耕地的狭长程度、破碎程度受人类影响较大;距离居民地越近、可达性越高的地区,其土地利用率越高,斑块越破碎。文章所提出方法可用于耕地破碎、地形复杂地区的耕地提取,能够为地区的发展、耕地治理与研究、环境保护与决策等提供精准数据支持。     

石家庄城市化进程中的耕地变化

利用2000年遥感影像进行土地利用分类,并与1995年土地利用矢量图进行GIS空间叠置分析,结合数理统计分析,判定石家庄市1995~2000年耕地变动的方向与类型,揭示了该区耕地变化的数量特征和空间变化特征,全面分析了影响耕地变动的经济、人口、政策等主要因素,并重点研讨了城市化进程与耕地变动的关系,阐明了石家庄市在目前城镇发展的初级阶段用地的基本特征与存在问题。石家庄市土地利用变化值得注意的两个特殊点是：石家庄市耕地占用的主要原因是建设用地占地 (占耕地减少总量的52.3%,其次是农业内部调整占38%) ,与全国农业内部调整为耕地减少的首要原因 (占耕地减少总量的60%左右,建设占地30%左右) 不同;在石家庄市非农建设占地中,独立工矿用地占了较大部分 (40%)。     

新疆焉耆县土地盐渍化遥感监测

土地盐渍化不仅会造成地表土壤资源的破坏和农业生产的巨大损失,而且对干旱区绿洲的生态安全也构成了极大威胁,已成为一个全球性的环境(土地)退化问题。研究土地盐渍化动态演化过程及其空间分布特征,有助于了解土地盐渍化变化规律与发展趋势,对于干旱区的粮食生产安全及经济发展无疑具有重要意义。利用遥感和GIS技术,以新疆焉耆县为例,基于土地利用现状图和1976、1994和2009年的MSS、TM、ETM遥感影像,系统分析了区域土地盐渍化的动态演化过程和空间分布特征。研究结果表明,1976-2009年间,尽管焉耆县的土地利用类型未发生显著变化,但土地盐碱化的面积却呈现显著增长趋势,并已达到研究区面积的8.85%;研究时段内,盐碱化持续加重区域的面积比例相对较高,盐碱沼泽和重度盐碱土地在研究区所占面积比例分别增加了2.97%和1.31%,这表明焉耆县土地盐碱化程度发展较快,今后需改善灌溉及排水方式,合理利用地下水。     

基于遥感和GIS的成都市土地利用动态变化研究

利用地理信息系统技术,在空间数据库平台的支持下,对成都市20世纪90年代中期到2000年间的土地利用动态变化进行了研究.分析表明,在1995-2000年间,耕地与建设居民用地、耕地与林地、林地与草地以及水体与耕地等之间的转换强度较高.耕地减少10972hm2,林地减少2220hm2,草地增加8042hm2,建设居民用地增加4830hm2,水体增加323hm2.减少耕地的主要去向是建设居民用地、草地和林地;减少林地的主要去向是草地.人口总数,第三产业从业人口,工业国内生产总值,第二、三产业的国内生产总值与建设居民用地同步增加;第一产业从业人员与耕地同步减少.     

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。     

基于遥感数据的伊宁市城市扩展及其驱动力分析

以新疆伊犁哈萨克自治州直属市-伊宁市为例,以1990-2015年的 Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像为数据来源,采用最大似然法提取土地利用信息,通过城市用地扩展的变化分析、城市土地利用的动态度分析、城市用地的转移特征分析、转移矩阵特征分析、土地利用变化率分析、单一土地利用动态度分析等方法,对伊宁市城市信息和城市扩展及其驱动力进行回归分析和相关性分析。结果表明：（1）1990-2015年间建设用地扩展速率和扩展强度的变化趋势基本一致,最大值分别为7.85%、18.64%,出现在2000-2005年间。（2）研究期间建设用地重心总体上向西北方向转移2 087.79 m。（3）建设用地扩展空间主要来自于耕地、未利用地、林地。（4）经济发展、人口增长是伊宁市建设用地扩展的主要驱动因子,两个因素的相关性达到0.988和0.996。本项研究成果为更准确、更快捷地掌握伊宁市城市扩展变化的规律、合理布局城市改造及其未来发展方向提供客观的科学依据。     

干旱区绿洲农村居民点景观格局演变及机制分析

基于1987年、2002年、2013年三期Landsat TM、ETM+、OLI遥感影像提取研究区农村居民点时空分布信息,利用GIS空间分析、景观指数分析及多元线性回归分析干旱区绿洲农村居民点景观演化特征及驱动机制。研究表明：① 农村居民点集中分布在绿洲内部平原区,其中城市周边及沿河道、道路是居民点空间聚集较明显的区域。② 1987-2013年农村居民点面积增长较形状变化更为显著。新建居民点和旧居民点边界扩张是导致研究区农村居民点面积显著增长主要原因,且在不同时空区域表现出不同的增长方式;居民点形状以矩形和近圆形居多,条带型较少。③ 通过对居民点景观演变机制进行分析,发现城市辐射距离、水源地远近及距离道路远近是影响农村居民点景观变化的首要因素,其次是人口规模,最后才是区域经济的发展。     

环渤海地区土地利用变化的驱动力分析

1985到1995年间,环渤海地区占总面积30%的土地发生了利用方式的变化,耕地变化是其核心类型。耕地变化的主要流向依次为农村居住用地、林草地、城市居住建设用地以及果园和水域。本文通过对耕地流向及其与人口变化、农业经济发展的关系等进行分析,确认土地管理政策、人均居住用地的增长、农业生产结构调整以及城市扩张是该区土地利用变化的主要驱动因素     

土地利用/覆盖变化空间变异特征与遥感影像空间分辨率的选取——以北京地区为例

遥感数据为土地利用/覆盖变化提供了海量数据来源,如何选择合适空间分辨率的遥感影像进行特定地区的土地利用/覆盖变化研究,成为土地利用/覆盖变化研究的一个重要内容。地统计学方法已经广泛应用与遥感图像处理以及土地覆盖分类研究中,但应用于土地利用/覆盖变化的研究还比较缺乏。北京地区为研究区,运用遥感和地统计分析方法对该区土地利用/覆盖变化的空间结构的变异特征和合理的遥感影像数据源的选取问题做了初步探讨。研究表明地统计学方法能够揭示土地利用/覆盖变化的空间变异特征,有助于选择有效的遥感影像数据进行不同地区的土地利用/覆盖变化分析。     

中国科学院东北地理与农业生态研究所遥感科学与技术研究回顾与展望 ——献给东北地理与农业生态研究所成立60周年

通过中国科学院东北地理与农业生态研究所（简称东北地理所）及其前身（长春地理研究所）自1978 年以来40 a的遥感基础理论与应用研究工作的回顾,以主持的国家与地方重要遥感研究项目为主线,首先展现了研究所在遥感队伍建设、人才培养、平台建设、光学与微波遥感基础理论与遥感应用研究、微波遥感器的设计与研制等方面的大量工作;然后结合东北地理所在东北地区及东北亚周边国家开展的研究工作,回顾了研究所在自然资源、土地利用/覆被变化、生态环境演变、灾害监测、农情遥感监测等领域所取得的成就;最后,根据国内外遥感科学与技术的应用发展态势和东北地区资源环境特征,对东北地理所遥感研究的发展前景和优先发展领域进行了展望。