1990—2019年石漠化区耕地时空特征及成因分析——以富源县为例

针对石漠化区耕地变化研究存在时间、空间尺度有限的问题,本文以富源县为例,基于1990、2000、2010和2019年4期的Landsat遥感数据,应用多特征与随机森林相结合的分类方法提取耕地,运用耕地覆盖度、耕地类型转化、坡度分区统计分析了近30年(1990—2019年)耕地时空变化特征,并讨论了耕地变化的原因。结果表明,1990—2019年富源县耕地面积呈先增加(1990—2010年)后减少(2010—2019年)的态势;耕地面积主要来源和转化类型均以林地和草地为主,林地最多;主要分布在北部5个石漠化面积较少的乡镇,以缓坡区为主;耕地覆盖度呈现低-高-低的过程,陡坡区耕地变化率在不同时段差异明显。近30年富源县耕地变化是在石漠化独特的地理环境下,由人口、经济、政策、交通等因素共同作用而形成的。本文的结论可为评估石漠化区域生态安全和粮食安全提供数据支撑。     

大地测量与测高资料的垂线偏差解算与分析

针对卫星测高资料是海洋大地水准面、垂线偏差、重力异常等重力场参量反演的主要数据源。该文联合使用新近补充的Jason-2大地测量任务与HY-2B卫星测高资料,选取中国海及邻近海域(0°～40°N、100°～140°E)以及3个纬度带的10°×10°海域作为研究区域,根据交叉点处的观测时间、经纬度和大地水准面高计算垂线偏差方向分量,并采用XGM2019重力场模型进行检核分析。结果表明,Jason-2和HY-2B测高资料的垂线偏差解算精度可靠,其中HY-2B总体精度稍占优。由于低轨道倾角导致的地面轨迹分布方向及密度的差异,不同纬度带内Jason-2测高数据解算的垂线偏差东西分量精度随纬度的升高而显著提高。     

基于TM影像的林地变化检测方法对比分析 ——以伊春市为例

以伊春市为试验区,利用两期TM遥感影像数据对该地区的林地面积的变化进行了检测。实验使用了归一化植被指数差值法、主成分分析差异法和基于C5.0决策树的分类后比较法,并对三种结果做了对比。结果表明:1)1999年至2010年,林地总面积是增加的,阔叶林显著减少,混交林显著增加并发展成为主要林地类型。2)三种方法的精度分别为79.33%、82.54%、87.24%,说明分类后比较法能够更有效地对森林覆盖的变化进行检测,并且能够定性定量的对变化区域进行分析。     

基于RS与GIS的生态环境质量动态评价——以昆明市呈贡区为例

昆明市呈贡新区城市建设迅猛发展,使得当地地表变化频繁,由于地处滇池东岸,当地生态环境状况对于滇池流域生态环境及滇池水质有至关重要的影响。开展呈贡区生态环境质量评价,客观反映当地生态环境现状及变化情况,可为当地落实生态环境保护规划,指导新区建设提供数据支持。本研究基于呈贡区从2007-2015年间的4期高分遥感影像获取的地表覆盖分类数据,参照我国现有的生态环境评价标准,构建了基于地表覆盖分类的生态环境质量评价方法,对呈贡区生态环境进行评价。结果表明:2007-2015年,呈贡区林地、草地和水域三大生态要素的总覆盖度增加,虽然近年来当地植被覆盖指数、生物丰度指数、生态环境综合指数均略有下降,但变化幅度较小,未造成生态环境发生明显改变。     

清水河流域1978-2010年土地利用变化时空特征

通过对1978年、1998年和2010年3期遥感影像目视解译获得3期土地利用数据,分析清水河流域1978－2010年土地利用变化时空特征。研究表明：清水河流域1978－2010年期间,农用地、难利用地面积持续减少,林地、建设用地面积持续增加,草地面积先有所减少后增多,除林地以外其它土地类型变化幅度后期都较前期大;流域土地利用转移方向主要是农用地转为低、中、高覆盖度草地、林地和建设用地,中覆盖度草地转为低、高覆盖度草地和林地,低覆盖度草地转为中、高覆盖度草地、林地。结果表明,近年来清水河流域水土保持措施效果明显。     

1999～2009年岷江上游干旱河谷聚落区林地变化特征

岷江上游干旱河谷聚落区林地变化情况是检测长江上游生态环境建设好坏的重要指标.本文基于SPOT遥感数据和GIS技术,以聚落生态位为研究单元,分析1999～2009年岷江上游干旱河谷聚落区林地变化特征.结果显示:1)1999 ～2009年,岷江上游聚落生态位内林地面积增加22.58 km2,理县和汶川县增长率较高,分别为87.5％和89.75％;2)岷江上游干旱河谷聚落区林地以2401 ～2600 m为中心呈准正态分布,林地面积增加集中于海拔1 801～2800m地带;3)林地主要分布于15° ～25°之间,不同坡段林地面积均增加,增幅介于36.31％～73.68％之间;4)林地分布呈现北坡与西坡高于南坡与东南坡的特征,受水分与湿度条件影响,北坡和西坡方向上林地增加最多,分别为64.02％和62.78％.因此,由于退耕还林等生态工程的实施,岷江上游干旱河谷聚落区生态环境得到改善.     

基于NDVI的植被覆盖度变化的研究与分析——以河北省张家口市为例

为分析河北省张家口市在经过三北防护林三期建设后林地覆盖度变化情况,通过利用张家口2006,2010年两景同期TM影像数据,使用ERDAS软件首先提取植被指数(NDVI),根据像元二分法利用ERDAS的建模工具Spatial Modeler计算出该地区植被覆盖度,利用非监督分类方法对植被覆盖度进行分类、赋色,最后得出张家口市2006—2010年的植被覆盖度分类图,结果表明四年间该市植被覆盖面积增加698.44 km2,与第二次国家林业调查数据基本相符,说明利用遥感反演的方法能够快速、准确地获取该地区的植被覆盖度信息,以及利用NDVI监测植被覆盖度变化方法的可行性。     

2000～2016年石羊河北部植被覆盖度动态变化特征

基于MODIS归一化植被指数产品(MOD13Q1),以石羊河流域北部盆地防沙治沙区为研究对象,统计该区域2000～2016年间植被覆盖度,并结合温度、降水数据分析研究区植被覆盖度时空变化特征。结果表明:①2000～2016年,研究区平均植被覆盖度从16.30%增长到20.79%,高盖度植被面积增加明显,劣覆盖度植被面积减少。②从不同土地利用类型来看,虽然各地类的平均植被覆盖度的变化趋势是逐渐增加,但种植土地的植被覆盖度增加速度要明显高于非种植土地。③研究区降水、气温与植被覆盖度变化相关性较低,表明研究区植被覆盖度的恢复与一些植被恢复工程的实施有关。     

基于北京二号与地理国情数据的林地提取

由于地理国情林地数据不包含实地面积小于400 m²的树木或四旁单排林,若仅利用地理国情的林地数据统计区域森林覆盖率,将对四旁树面积较大地区的林地统计结果产生较大误差。为提取区域内准确的林地覆盖与空间分布状况,本文借助地理国情地表覆盖数据,提出了一种基于北京二号高分辨率遥感影像的林地提取方法。首先,根据遥感影像光谱特征,将研究区按植被、道路、铁路、建筑用地进行地类划分,并基于遥感影像进行各地类的样本提取,通过可分离检验的样本利用最大似然分类提取研究区内植被覆盖范围;然后,借助地理国情地表覆盖数据,使用叠置分析剔除误分、错分地类,得到区域林地的空间分布。试验结果表明：(1)研究区内林地覆盖率为20.3%,尚未满足北京新一轮林地规划需求;(2)地理国情地表覆盖数据内林地面积占提取林地总面积的54.03%,说明在部分地区使用本文方法对地理国情林地数据进行补充是有必要的。通过将试验结果与遥感影像进行目视比对并结合外业调查结果发现,提取的林地空间分布情况与实际分布基本相符。本文为地理国情的应用提供了一种新方法,研究结果可辅助区域的绿色发展规划,有助于构建科学的生态空间格局。     

GEE云平台支持下的西天山森林遥感监测与时空变化分析

针对区域大尺度森林遥感调查、精确信息提取和时间序列变化监测过程中存在的数据挑选困难、计算效率较低、提取精度不高等问题,本文基于谷歌云计算平台（GEE）强大的海量遥感数据组织、存储和计算功能,根据新疆干旱区森林资源的空间分布特点,结合多源遥感数据和地理要素数据集,首先构建了光谱+纹理+地形等多维分类特征集;然后在地理国情监测森林地面调查样本数据的协助下建立了西天山森林分类样本数据库;进而采用随机森林分类算法实现了对西天山森林1995、2000、2005、2010、2015和2018年6期自动分类;最后通过云端与本地相结合完成了森林资源遥感分类数据编辑检查、制图与分析。研究结果表明：①1995-2018年西天山森林总体呈动态扩张趋势,森林分布面积从1995年的3 953.6 km²年增加到2018年的4 243.2 km²,增长速率为12.6 km²/a;在结构组成上,西天山森林以针叶林为主,阔叶林、灌木林、针阔混交林较少。②在时间变化过程上,西天山森林的扩张态势呈现缓中增强,2005-2018年增长速率要明显高于1995-2005年。③在空间变化特征上,不同森林类型之间的转化很少,新增林地主要来自非林地,2000年以来非林地转林地的面积约为520 km²。非林地转化为林地区域主要集中在特克斯县分局、尼勒克县分局、昭苏县分局、新源林场、巩留分局、伊宁分局,转入面积分别为111.14、102.19、67.16、56.45、42.76、40.71 km²。     

外贝加尔土地覆盖变化驱动机制研究

外贝加尔地区位于东西伯利亚南部,是全球气候变化敏感区域,对我国具有重要的生态安全以及地缘政治、经济意义。本研究基于1992～2009年间4期土地覆盖数据,应用动态度模型等方法描述外贝加尔地区近二十年来土地覆盖时空动态特征,应用偏最小二乘回归(PLSR)分析了研究区土地覆盖与驱动因子间的定量关系。结果显示:外贝加尔地区后备耕地资源丰富,林地、裸地呈扩张趋势;研究区经济增长对天然植被的压力较大;城镇和建成区持续萎缩,如无法采取有效措施遏止人口下降、刺激经济恢复,未来仍会有大量居民点被废弃。     

毛乌素沙地植被覆盖变化的遥感分析

为了防止毛乌素沙地沙漠化、改善生态环境质量,近10年国家在该区域实施了一系列生态环境建设工程。这些工程的主要目标就是恢复退化植被,提高植被覆盖率。本研究基于2000年、2005年、2010年三期的Landsat数据,利用eCognition软件中面向对象分类技术和地理信息系统的叠加分析功能,分析了2000~2010年间毛乌素沙地植被覆盖变化情况。同时,通过MODIS-NDVI数据计算分析了植被覆盖度的变化趋势。研究得出:1)该区域草地大幅度增加,尤其是2005年到2010年之间,增加更加明显;林地基本稳定;旱地由于退耕还林等政策有所减少;2)近10年来毛乌素沙地植被覆盖度呈逐步增加趋势,西北部和东南部增加尤为明显。产生上述变化的自然因素和人为因素的贡献率需要进一步研究。     

近40年老哈河流域土地利用变化监测与分析

利用决策树和支持向量机分类方法,基于多期Landsat MSS,TM and ETM+遥感图像和其他辅助数据,对1970s以来近40年半干旱的老哈河流域土地利用变化(land use and land cover change,LUCC)进行动态监测,并利用GIS方法对LUCC进行了定量分析和空间分布制图.结果显示,利用支持向量机分类方法对该地区1976年、1989年、1999年和2007年土地覆盖类型分类可达到较满意的效果;近40年老哈河流域土地利用变化显著,水体和草地减少,城乡用地持续扩张,耕地大幅增加,林地和未利用地大幅度波动、总体减少.LUCC主要发生在林地、草地和耕地之间,表明农、林、牧用地之间转换显著,且在各个时期的空间分布差别较大.从变化强度来看,土地利用的年综合变化率最大值渐趋增大,年均土地动态度在空间分布上差异很大,另外在各研究期赤峰市区周边动态度都很大,反映了赤峰市持续性的城市化进程.     

深圳市30年土地利用时空变化及驱动力分析

利用1980~2010年时间序列遥感影像,利用土地变化的变化率、变化贡献率和转移矩阵,从时间和空间上分析了土地利用/土地覆盖的变化特征,并结合单因子相关分析和主成分分析等方法,探讨深圳市土地利用变化的驱动因子。结果显示,30年来深圳市的土地利用发生了巨大变化:城乡用地扩张剧烈,增加了55 077.24 hm2,增长率为265.19%;耕地、林地、水域面积迅速减少,耕地减少33 949.17 hm2,减少率为73.93%。研究时段内,人类活动增强以及影响范围扩大是引起深圳市城乡用地急速增长和耕地下降的主因,且土地利用变化受社会经济驱动力的影响逐步增强。     

喀什市城市植被及其覆盖度研究

针对国内外对城市植被及其覆盖度方面的研究不够深入的现状,该文以喀什市1990年、2000年及2010年3期Landsat TM/ETM+遥感影像为数据源,结合归一化植被指数(NDVI)与植被覆盖度估算方法,对喀什市植被覆盖区土地类型、面积变化等方面进行研究。结果表明:1990年至2010年,高覆盖区所占比例由1990年到2000年逐步增加,2010年稍有减少;中高覆盖区面积出现先减小后增加的变化趋势;中覆盖区面积逐年增加;低覆盖区呈先减小后增加的趋势;极低覆盖区变化最慢,2010年比1990年稍有增加。     

南水北调中线工程核心水源区土地利用空间格局动态变化研究

掌握南水北调工程水源区土地利用变化情况对于改善水源区生态环境,确保足量、优质的清水进京入津具有重要意义。本文基于第一次地理国情普查、历史基础测绘等数据,借助RS和GIS技术,对2009—2015年南水北调中线工程核心水源区土地利用时空变化进行了分析,结论如下:1)区域以林地为主,约占全区总面积的80%,植被覆盖情况良好; 2009—2015年,土地利用减量以耕地为主,增量以草地为主,林草总覆盖率略有增加,耕地、林地、草地总量基本保持平衡。2)土地利用类型相互转化主要发生在耕地、林地、草地三者之间,集中发生在海拔1 000 m以下、坡度15°以上的区域。3)政府实施的生态工程建设、库区移民政策等取得了明显效果,53.47%的坡耕地(5°以上)转化为林地、草地,但仍有相当一部分林地、草地转化为坡耕地,政府应重点加强保护海拔1 000 m以下、15°—25°坡度带内的林地和草地,减少人为活动对水源区生态环境的破坏。     

2009—2017年北京市土地利用变化时空特征

对北京市土地利用类型、城市扩张程度和植被覆盖度进行时空特征分析,为合理制定城市空间规划和土地利用管理提供科学依据。以北京市全域为研究对象,基于2009、2013和2017年Landsat遥感影像基础,利用非监督分类方法得到土地类型图,计算城市扩张指数和植被覆盖度指数,并进行环路地类动态变化分析。结果表明：1)2009—2017年北京市绿地/耕地面积减少746.22 km²,建筑用地面积增加601.36 km²,两者面积变化表现出此消彼长的趋势;2)绿地/耕地及建筑用地的空间消长特点存在明显的环路差异;3)高植被覆盖度区域面积剧烈减少;4)土地利用类型和植被覆盖度变化在2009—2013年和2009—2017年两阶段内差异明显。可见北京市城市扩张速度有所减缓,绿地/耕地面积相对减少率高,城市土地利用变化存在明显的时空差异。     

基于像元二分法的盐池县植被覆盖度与地质灾害点时空格局分析

宁夏回族自治区盐池县地处农牧交错区,生态环境脆弱,地质灾害较为发育。基于像元二分模型,利用1989—2014年间4期Landsat TM/OLI遥感影像,分析了25 a间盐池县植被覆盖度空间格局及其变化特征,结合地质灾害详细调查数据,进一步探讨了植被覆盖度与地质灾害点的关系。结果表明,25 a间研究区植被覆盖度整体偏低,且具有东部相对较高、西部较低的特点,植被表现为恢复—退化—恢复的反复过程,总体处于恢复趋势中。植被覆盖度与地质灾害点密度呈现明显负相关,灾害点密度随着植被覆盖度的增加而降低,植被覆盖度越高,灾害点密度越低。     

抚顺矿区1989-2019年土地利用/覆盖变化分析

为探讨抚顺矿区土地利用/覆盖变化及驱动力,该文以1989-2019年6期Landsat系列遥感影像为数据源,设计支持向量机(SVM)多分类器进行土地利用/覆盖分类,通过土地利用/覆盖格局分析、动态度分析和转移矩阵分析,探究类型结构的变化规律,并运用主成分分析法,揭示其主要驱动力.研究表明:1989-2019年,抚顺矿区土地利用/覆盖发生了明显的变化.在整体结构中,土地利用/覆盖类型以建设用地和耕地为主;土地利用/覆盖变化呈现出采矿用地和林地减少,建设用地和水域增加,耕地先增加后减少的趋势;采矿用地和建设用地的动态度分别在[-4％,1％]和[0,3％]内,表明采矿用地和建设用地变化较为显著.根据转移矩阵可知,采矿用地主要向耕地和林地转移,同时耕地和林地被建设用地占用.利用主成分分析方法对选取的12个驱动因子进行定量分析,得出主要驱动力为人口城镇化、经济发展水平的提升和原煤产量的降低.     

南水北调中线水源区植被覆盖度遥感监测分析

南水北调中线工程是我国大规模跨流域调水工程的一部分,开展该区域植被覆盖度变化的研究与分析,对于保护该区域的生态环境及水质具有重要意义。该文以2000年和2009年两期遥感图像为本底数据,利用基于NDVI的像元二分模型对南水北调中线水源区的植被覆盖度进行了估算,并分析了该区植被覆盖度的时空变化特征。结果表明:2000年该水源区植被覆盖度的平均值为67.5%,2009年的平均值达到72%,植被覆盖度总体呈增长趋势;植被覆盖度增幅的空间特征表现为水源区中部地区高,东西部地区相对较低;在不同植被类型中,落叶针叶林的覆盖度平均值增幅最大,草地覆盖度增幅最小;位于水源区的大多数县(市)的植被覆盖度在近十年来都有不同程度的增加,其中柞水县的植被覆盖度平均值增长幅度最大,这与国家实施退耕还林、封山育林、基本农田建设等政策有关。