基于中等空间分辨率遥感影像的建筑用地信息提取

本研究从中等空间分辨率遥感影像（如LandsatTM影像）的地物光谱响应曲线入手,介绍分析了国内外几种常用的建筑用地提取指数构建原理．然后选取LandsatTM影像进行建筑用地提取实验,并用QuickBird和Google Earth的同期影像辅以验证．实验得出,比值居民地指数RRI,由于其作者构建时并没有对影像进行辐射校正,从而影响了提取精度和模型适用性;归一化建筑指数NDBI和差值建筑覆盖指数DBI,提取精度相对较高,但是会混有裸土、污染水体等信息;指数型建筑用地指数IBI和增强的指数型建筑用地指数EIBI,提取精度最高,达到92％．虽然EIBI期望改进IBI未能很好抑制裸土信息的问题,但实际上所构建指数并没有较好的去除裸土信息,可能是其权重选择没有普适性,所以建议建筑信息提取优先使用IBI．     

张掖城市主要功能用地演变特征及其动因分析

研究城市功能用地演替可以揭示出新时期中国城市功能空间演化的特征、趋势与形成机制,为城市管理提供理论依据。本文以张掖中心城区为研究范围,运用GIS工具及方法,定量分析了张掖市1981年以来居住用地、工业用地、公共服务用地三大功能用地的空间演变特征及其动因,进而绿洲城市空间的可持续发展提供指导。研究发现：张掖城市居住用地和公共服务用地呈逐步增加趋势,空间上呈“内聚→外散”的演变趋势,两者均由老城区向四周扩散,而工业用地先增加后减少,空间上呈“混杂→集中”的转变特征,整体上集中于东北部产业园区内。张掖城市功能用地演变是人口经济驱动、宏观政策调控、城市开发与生态环境博弈、交通线路牵引、城市规划引导等共同作用的结果。     

张家界城市旅游发展的用地选择特征与成因

旅游用地作为城市旅游发展的载体,其用地选择对于旅游地可持续发展与生态保护具有重要意义。以张家界为例,分析了地形因子影响下的旅游用地结构及其成因机制。研究结果表明:(1)张家界旅游用地主要集中在海拔200~1 000 m和坡度5°~35°的范围,沿坡向的用地在135°~225°和315°~360°更占优势;(2)旅游用地中水域和建设用地集中在海拔600 m和25°坡度以下地段,而林草地则在海拔200~1 000 m和坡度5°~35°地段更占优势,分布相对均匀;(3)各类旅游用地与海拔和坡度具有更高的相关性,其拟合系数在0.6以上,坡向与旅游用地的相关性较低,拟合系数仅为0.06。城市旅游用地结构是城市旅游发展中各类用地在资源、区位以及市场影响下的结果,是人地关系相互作用的重要体现。城市旅游用地结构特征指示了城市发展规模、环境容量以及发展路径等,对于城市旅游的持续发展和生态保护具有重要意义。     

徐州城市建设用地空间格局特征及其演化

基于1979年、1994年、2003年、2008年徐州城市土地利用现状图,构建研究区居住、工业和商业及公共服务（商服）用地图层,在此基础上运用基于矢量单元的圈层分析、扇形分析和基于栅格单元的空间韵律分析技术,分别从距离、方位和空间格局关系等方面分析了徐州城市建设功能用地空间格局。研究表明：（1）工业和居住用地的波峰位置...     

城市建设用地增长预测主要模型类型及特征

在概括现有主要城市建设用地增长预测模型类型和特征的基础上,总结了不同模型类型间的相互关系,分析现有模型在建构和实际应用中存在的主要问题,以期为今后城市建设用地增长预测的方法论研究和实践提供参考。分析总结表明,现有常用的城市建设用地增长预测模型可以分为细胞自动机模型、多智能体模型、马尔可夫模型和综合模型4类,不同模型在建构机理和科学问题切入点选择方面差异较大,还没有出现适用所有研究目的的普适性模型方法。今后应围绕建设用地扩张的基础理论研究、合理确定城市系统简化路径与方法、提炼和总结建设用地增长预测的关键科学问题、模型手段的整合与创新四方面进行深入研究,推进城市建设用地增长模型建设和相关方法论实践研究。     

基于蚁群优化算法的城市生态用地空间规划模型

城市生态用地规划是城市生态系统保护的重要基础和前提。针对传统空间规划方法的不足,提出基于蚁群优化算法的城市生态用地空间规划模型。研究对蚁群优化算法的空间禁忌策略、选择策略进行改进,考虑了城市生态用地的生态效益和空间集约性,在规划目标函数中引入生态适宜性、空间紧凑度和最邻近距离指数,并设计最邻近距离指数的栅格计算方法。以广州市为例,分别模拟城市生态用地占广州市面积15%,30%和50%情景下的生态用地规划方案,取得了较好的效果。研究表明：基于蚁群优化算法的城市生态用地空间规划模型能够合理的对城市生态用地的空间布局进行配置,明显提高了城市生态用地生态效益和空间集约性。     

大连市中山区城市建筑垂直特征对城市热环境效应的影响

以大连市中山区的遥感和建筑数据为基础,利用单窗算法和相关分析方法,研究2007年、2017年研究区的地表温度空间分异特征,以及地表温度与建筑高度的相关性。研究结果表明： 2007年、2017年研究区最低温度由22.497℃增长到29.015℃,最高温度由36.091℃增长到43.213℃。研究区北部、解放路和中南路沿线、青泥洼-天津街商贸集聚区附近温度明显增高。 2007年、2017年,研究区区域内建筑都有所增高,中山区北部和青泥洼-天津街商贸集聚区附近建筑明显增高,研究区建筑有向南蔓延的趋势。 2007年、2017年,地表温度与建筑高度呈现低相关性,相关系数分别为0.346、0.331。     

基于指数计算的多层次遥感信息提取模型

指数计算是描述地物波谱特征简单而有效的方法.但单纯依靠指数方法进行遥感专题信息提取,错分、漏分现象严重.该文提出一种"全域一局部"的遥感信息提取思路:对整幅图像进行全域分割、全域分类,实现目标地物与背景地物的初始分离;在目标地物周围建立一定尺度的缓冲区,作为局部分割一局部分类的作用区域,并在局部作用域内选择不同的阈值,通过迭代过程实现目标地物与背景信息的最优分离.选取鄱阳湖地区Landsat 7/ETM+影像,应用该方法进行水体提取试验,精度达95.751%,优于常规的最大似然法.     

东中部地区城市人口、经济与城市建设用地的非均衡与协调性分析

基于2000、2015年中国东中部地区261个地级市统计与土地利用数据,运用空间自相关模型,变异系数和三元协调度模型分析其城市人口、GDP和城市建设用地的空间集聚态势和非均衡变化过程,揭示人口城市化与土地城市化的协调程度。结果显示：（1）城市人口、GDP和建设用地的Moran’s I指数均为正值且2015年的值大于2000年的值,显示出明显的空间集聚特征,且在2000—2015年集聚特征不断加强;（2）城市人口密度和人均GDP的变异系数分别从2000年的1.38和0.91下降到2015年的0.96和0.70,地均GDP从1.32上升到1.77,表明城市人口密度和地均GDP的差异在逐步减小,但地均GDP的不均衡性却在增大;（3）2015年,共有171个地级市城市用地规模增长弹性系数小于1.12且人均城市用地小于115m²,但有104个地级市地均GDP在1000元/m²以下,表明虽然绝大部分地级市城市化规模和速率都在可控范围之内,城市用地经济产出仍然相对较低;（4）90%以上地级市的城市人口、GDP和城市建设用地三者在两个研究时间段内处于协调发展状态。     

近30a来福州盆地中心的城市扩展进程

位于福州盆地中心的福州市在城市化进程的推动下,城市空间快速扩展。利用多时相遥感影像和IBI建筑用地指数获得的建筑用地信息表明,福州市建成区在1976~2006年的30a间面积增加了105km²,增幅达到3.2倍。由于金山、快安等新城区的形成和马尾区的扩展,整个福州城区从西到东几乎连成一片,城市扩展经历了先慢后快,先北、后东、西的扩展历程。研究发现,福州城市的空间扩展并不属于工业主导型,而是第三产业推动型。城市空间的快速扩展已给福州带来了一定的环境资源问题,其中最突出的就是城市热岛效应与城市建筑用地总量控制问题。     

Examining the influence of the implementation of Major Function-oriented Zones on built-up area expansion in China

China had implemented the national strategies for Major Function-oriented Zones (MFOZs) to realize the goal of national sustainable development since 2010. This study analyzed and compared spatio-temporal characteristics and differences in built-up area for China’s MFOZs using a China’ s Land Use Database (CLUD) derived from high-resolution remotely sensed images in the periods of 2000–2010 and 2010–2013. To sum up: (1) The percentage of built-up area in each of the MFOZs was significantly different, revealing the gradient feature of national land development based on the distribution of the main functions. (2) Annual growth in built-up area in optimal development zones (ODZs) decreased significantly during 2010–2013 compared with the period 2000–2010, while annual growth in built-up area in key development zones (KDZs), agricultural production zones (APZs) and key ecological function zones (KEFZs) increased significantly. (3) In ODZs, the average annual increase in built-up area in the Yangtze River Delta region was significantly higher than in other regions; the average area increase and rate of increase of built-up area in KDZs was faster in the western region than in other regions; average annual area growth of built-up area in APZs in the northeast, central and western regions was twice as high as the previous decade on average; the annual rate of change and increase in the dynamic degree of built-up area were most notable in KEFZs in the central region. (4) The spatial pattern and characteristics of built-up area expansions in the period 2010–2013 reflected the gradient feature of the plan for MFOZs. But the rate of increase locally in built-up area in ODZs, APZs and KEFZs is fast, so the effective measures must be adopted in the implementation of national and regional policies. The conclusions indicated these methods and results were meaningful for future regulation strategies in optimizing national land development in China.     

基于决策树的戈壁信息提取研究

 戈壁是我国西北干旱地区的一种主要地表景观类型。由于戈壁所处地带自然条件恶劣,人烟稀少不便于实地调查研究的开展,所以目前关于戈壁的研究资料非常少。本文以戈壁典型分布区内蒙古自治区额济纳旗为例,以Landsat TM遥感影像以及30 m DEM作为基本数据源,首先借助DEM数据,在GIS中,提取出非戈壁分布区,然后,在分析不同典型地物光谱特征基础上,建立基于知识的决策树信息提取模型,利用该模型实现了侵蚀型戈壁与堆积型戈壁信息的自动提取,戈壁信息提取总体精度达到91.57%,研究为使用遥感影像快速获取戈壁信息提供了技术支持。     

城市土地利用结构和形态的定量描述:从信息熵到分数维

基于信息论思想提出反映城市土地利用结构特征的均衡度概念:假定将城区面积为A的城市用地分为N个职能类,各类别的面积为Ai(i=1,2,…,N),且有∑iAi=A,定义Pi=Ai/A,则可得到土地利用结构的信息熵H=-∑iPilogPi,据此可构造城市土地利用的均衡度公式J=H/logN(0≤J≤1,相应地有集中度I=1-J)。进而借助网格法定义城市土地利用的空间熵,建议藉此测算城市土地形态的信息维     

基于ICA的遥感蚀变信息提取方法的研究

在研究比较了ICA(独立成分分析)和PCA(主成分分析)方法的差异后,借鉴PCA提取遥感蚀变信息的应用方法,应用ICA的原理,提出了一种基于ICA的遥感蚀变信息提取方法.以ICA方法替代传统的PCA方法,进行遥感矿物蚀变信息提取实验.并以哈图金矿矿区为例,分别用ICA和PCA方法对ETM+影像提取羟基蚀变信息和铁染蚀变...     

京津冀城镇用地空间结构的多分维谱分析

城市形态和城镇体系都具有分形性质,但简单分形模型不能有效揭示城市系统的复杂结构特征及其背后的问题。多分形模型及分析方法是研究城市空间复杂性和描述城市异质性的有效手段。利用城镇建设用地和总建设用地的多分维谱分析,可以发现京津冀城镇体系及主要城市的空间演化问题。主要结果如下：①京津冀总建设用地的全局谱线不正常,代表中心区的谱线收敛过快,而代表边缘区和乡村地区的谱线收敛位置严重越界;②局部谱线单峰左偏,左(趋向中心区)高密、右(趋向边缘区)低疏,且右边数值越界;③多分维增长曲线服从二次logistic函数,但不同区域和城市的增长曲线的拐点位置不同。深入分析谱线特征及其异常根源,得出如下结论：①京津冀主要城市的中心区填充过密,没有太多缓冲空间,而边缘区无序扩展,需要通过规划进行优化;②京津冀城市生长以外延扩展模式为主,但河北省总建设用地有中心集聚迹象;③京津冀地区特别是主要城市用地接近饱和,土地扩展速度高峰已经过去,只有河北省部分区域例外。     

基于遥感与SRTM的青藏高原冰缘地貌信息提取方法——以1 ∶ 100万标准分幅拉萨幅(H46)为例

根据模型和分布函数,本文首先依据多年平均气温、地温和SRTM等数据对研究区域冰缘地貌的分布范围进行分别提取,并利用遥感数据和人工解译方式对其进行了修正。在此基础上,采用一定指标,利用SRTM数据对冰缘地貌次级类型(如起伏度、海拔高度和坡度等)进行了提取,从而完成研究区域冰缘地貌信息的提取。研究结果表明:①研究区域冰缘地貌总面积约5.15×10⁴km²,主要分布在研究区域的西北部和西南部,另外在东北部也有少量分布;通过提取,研究区域中最重要的冰缘地貌类型是冰缘作用的中起伏缓极高山,面积约0.82×10⁴km²,分布范围较广。②冰缘地貌的分布与海拔高度、气温和地温等有密切的关系,基于此提取的结果可为冰缘地貌的解译提供一定的参考;由于青藏高原气象站点较少,数据精度较低,自动提取精度受到很大限制,因此进行人工解译修正是非常重要和必不可少的。     

基于改进TAE算法的城市热岛信息提取技术

在使用遥感数据提取煤火热异常信息的TAE算法的基础上,根据城市热岛特点对算法进行了改进,提出了针对城市热岛研究的Urban-TAE算法,即U-TAE算法.该算法使用不同范围的滑动窗口来探测整幅图像,根据稳健估计的方法设定地表温度高于全部像元以及窗口内像元温度统计均值+标准差的像元为热异常像元,并将滑动窗口的范围设置在5...     

Analysis and assessment of land desertification in Xinjiang based on RS and GIS

The land desertification in Xinjiang was monitored and analyzed based on RS and GIS techniques. Satellite data interpretation was adopted to obtain the general situation of Xinjiang's land desertification in assistance with the sampling method and on-the-spot investigations. Related monitoring and investigations showed that Xinjiang was facing with severe wide range land desertification, and its desertified area made up 77.08% of the total monitoring area. As for land types, the desertified farmland accounted for 1.92% of the total monitoring area, desertified woodland 4%, desertified grassland 45%, and unused land 49%. Accordingly, as for desertification degrees, non-desertified land occupied 22.92%, weak desertified land 5.69%, medium-degree desertified land 16.58%, severe desertified land 33.19% and super severe desertified land 21.61%. Finally, as for inducing factors, wind-eroded desertification made up 58.23%, water-eroded desertification 8.69%, salinization desertification 6.52% and frozen-melt eroded desertification 3.64%. Xinjiang's land desertification tended to get worse and the harnessing mission remained hard.     

新疆荒漠化监测分析评价--基于RS与GIS的荒漠化监测研究

The land desertification in Xinjiang was monitored and analyzed based on RS and GIS techniques. Satellite data interpretation was adopted to obtain the general situation of Xinjiang‘s land desertification in assistance with the sampling method and on-the-spot investigations. Related monitoring and investigations showed that Xinjiang was facing with severe wide range land desertification, and its desertified area made up 77.08% of the total monitoring area. As for land types,the desertified farmland accounted for 1.92% of the total monitoring area, desertified woodland 4%,desertified grassland 45%, and unused land 49%. Accordingly, as for desertification degrees,non-desertified land occupied 22.92%, weak desertified land 5.69%, medium-degree desertified land 16.58%, severe desertified land 33.19% and super severe desertified land 21.61%. Finally, as for inducing factors, wind-eroded desertification made up 58.23%, water-eroded desertification 8.69%,salinization desertification 6.52% and frozen-melt eroded desertification 3.64%. Xinjiang‘s land desertification tended to get worse and the harnessing mission remained hard.     

基于土地集约利用的长株潭城市群建设用地供需仿真模拟

土地集约利用反映了土地利用的综合状态,是协调土地供需平衡的重要指标。运用系统动力学（SD）构建城市建设用地供需反馈关系回路以及指标变量函数,在此基础上,建立长株潭城市群建设用地供需系统模型,仿真模拟低土地集约利用度、中等土地集约利用度、高土地集约利用度三种不同状态条件下,2016-2030年区域的建设用地、工业用地和居住用地供需变化趋势。结果表明：① 研究区用地规模仍处于扩张状态,城市建设用地数量增长速度总体较快。但三种发展状态下用地增长规模、速度存有差异;② 在低集约度模式下,建设用地规模及供地数量大,易造成土地资源的浪费;高集约度模式下,建设用地供给紧缩,用地规模增长缓慢,总规模偏小,不利于城镇化的良性发展;中等集约度模式则在用地规模和供给量上均与社会经济发展相适应,能体现现代城市发展理念;③ 工业用地占建设用地比例保持在15%~21%之间,其中低集约度模式下比例逐年上升,中等和高集约度模式下呈缓慢下降并趋于稳定之势;居住用地占建设用地的比例维持在27%~35%之间,其中低集约度和中等集约度模式用地占比呈下降趋势,高集约度模式比例总体维持在较高水平。研究通过对三种发展模式的设定,确定了不同指标在三种模式下的变化趋势,可为土地供需决策优化、城市建设规划及土地供给侧结构性改革提供科学参考。