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%）。     

试论地学信息图谱思想的内涵与传承

地学信息图谱是陈述彭先生倡导的重要理论探索领域。本文根据先生的相关文献和论述,探讨了地学信息图谱思想的内涵,认为图谱是许多领域都采用的表达和分析的方法论,地学图谱是针对地学领域地学现象和过程的图谱,地学信息图谱则强调在地理信息系统支持下,通过定量地学信息（地学数据库）和地理计算实现的地学图谱,以期通过运用地学图形语言进行地理时空表达与分析,用于描述人与自然和谐相处的规律,反演它的过去,评估它的现状乃至预测它的未来。地学信息图谱思想的提出与陈述彭先生的职业生涯密切相关。他青年时期的坚实地理学基础,中年时期将综合地理和地图设计紧密结合的实践,晚年时期对遥感与地理信息系统的引领,促使他集一生在地理科学研究中的丰富理论、方法、技术成果积淀,开辟了这一探索性的地学研究新领域。地学信息图谱是陈述彭先生留给后来者的科学问题。为此,作者根据新近相关领域的研究进展,提出了未来可能的研究方向：全息地图的发展是地学信息图谱表达的重要基础,并有助于进一步发现新的地学现象和新的地学规律。遥感对地表信息的“谱”探知要以地理学“图”分析思想为支撑,它将最终回归于对复杂地表分布与内在发生机理等地理学核心问题的回答。地学信息图谱的认知以人地关系为中心,以实现从客观地理空间到虚拟空间的人地关系新认知构建一套认知理论。地学信息图谱的目标是辅助发现与利用新的地学知识,为实现自动化、智能化的地理知识图谱奠定理论与方法基础。     

区域生态环境综合信息图谱的分类与案例分析——以福建省为例

生态环境图谱类型的划分是自然资源合理开发利用和治理及地学信息图谱研究的基础。该文采用系统分析的思路,在总结对比分析前人对土地利用/土地覆被、植被、地貌、景观以及生态环境等的分类研究的基础上,依据地学信息图谱的方法论,借助遥感和地理信息系统等技术,构建生态环境综合信息图谱分类的系统,并以福建省为例,提出福建省生态环境图谱的分类系统。     

1990—2020年中国能源开采和加工场地多源数据综合制图与时空变化分析

由于当前缺乏有效的能源开采和加工场地精细化遥感探测方法和高精度的数据产品,全国尺度的能源开采和加工场地时空分布规律的认识仍显不足。本研究基于高分辨率遥感影像、土地利用/覆盖数据、网络爬虫数据、OSM地图数据和环境专题数据等信息,发展了基于多源数据融合和专家知识参与获取的能源开采和加工场地遥感识别和精细化制图的技术方法,研发了1990、2000、2010和2020年共4期的中国能源开采和加工场地分布数据产品及2010—2020年场地植被恢复信息数据产品,作为中国土地利用/覆盖变化数据的组成部分（CLUD-Mining）。CLUD-Mining具有较高的质量和可靠性,数据产品平均精度为91.75%;中国能源开采和加工场地开发建设的面积呈现先增长后减少的发展趋势,1990—2010年,面积增长速度从55.22 km²/a上升到95.51 km²/a,而2010—2020年呈现负增长,平均每年减少27.28 km²;此外,2010—2020年场地植被恢复面积达746.76 km²,主要集中在华北区和西南区;中国能源开采和加工场地分布格局逐渐由东部地区向西部地区转移。本研究对提升中国能源开采和加工场地时空分布特征的认识具有重要意义,可为场地污染治理和生态修复提供重要的数据基础。     

地学信息图谱的研究及其模型应用探讨

地学信息图谱系以遥感与地理信息系统等新技术 ,充分发挥人脑的形象思维能力来解决资源环境问题。它是地学思维在新时代下的新发展 ,在地学研究中有重要的理论和实践意义。文章着重分析了地学信息图谱研究近况 ,并结合生态系统综合评估 ,论述了地学信息图谱在该领域的应用。     

空间异质性定量研究方法

空间异质性是景观生态学定量化研究的核心,其定量研究方法包括景观综合图、数学模型和地学信息图谱.本文概括总结了景观综合图的内容和定量化指标,分析了这种定量化方法的优势和局限;对数学模型的复杂性、优点和与景观综合图的互补性作了简要分析,指出了数学模型研究需要进一步探讨和重视的问题;通过对地学信息图谱三个阶段(景观制图实验,图谱概念的提出和地学信息图谱理论的形成)的回顾和对其特点的分析,我们认为地学信息图谱综合了景观综合图和抽象的数学模型可以提供的互补信息,吸收了两者的优点,是空间异质性的综合定量研究方法.     

城乡不透水面增长格局及地表温度的响应特征研究

为探究中国北方中温带,特别是东北寒区快速城市化地区城乡不透水增长格局及地表温度的响应特征,本文以哈尔滨市为例,基于国家资源环境遥感时空信息平台土地利用/覆盖变化（LUCC）数据集解译的2001年与2015年城乡建设用地和Landsat 7/8数字遥感影像,结合植被-不透水面-土壤（V-I-S）端元选取和完全约束最小二乘混合像元线性分解模型进行了不透水面提取（分辨率15 m×15 m）,并运用单窗算法进行了夏季地表温度遥感反演。结果表明：2001-2015年建设用地扩张259.05 km²,不透水面上升163.96 km²,城市与乡村不透水面占各自建设用地的比例由2001年的43.92%、21.35%变化为2015年的49.14%、34.27%,城乡比例差由22.57%缩减至14.87%,单位建设用地内乡村不透水面增量较高;2001-2015年城区以低温区、中温区、高温区为主,对不透水面扩张的响应剧烈,而乡村以低温区和中温区为主,低温区和高温区响应剧烈;地表温度与不透水面具有显著正相关,在低、中、高不透水密度区分别升温1.16o、1.45和1.79 ℃,相同不透水面盖度下城市升温高于乡村。总体而言,研究区不透水面大幅扩张,温度分区变化剧烈,地表温度随不透水面增加升温效果明显。     

基于权重线性加和模型的城市污泥土地利用适用性评估

城市污泥土地利用的环境问题是限制其大规模利用的主要因素。本文建立基于权重线性加和模型的城市污泥土地利用环境风险控制方法,提出北京市城市污泥土地利用环境风险控制方案。不同因素对城市污泥施用的环境影响依次为：土壤重金属含量（0.22）>土地利用类型（0.17）≈土壤类型（0.17）≈自然降雨（0.17）>坡度（0.13）>与自然水体距离（0.09）>与城镇居民区距离（0.05）。北京市城市污泥低风险适宜施用区域主要集中在平谷和顺义交界处、昌平-延庆中部以及房山的东部山间林地,施用面积为2033 km²。中风险施用区分布在西南部、东南部的林地和旱地的混合区域,面积为5079 km²。高风险施用区面积为380 km²,分布在石景山以及门头沟东北部、房山西南部以及平谷北部区域。禁止施用区面积达8916 km²,主要分布在城区及城区周边的郊县、延庆、怀柔、密云等部分区域。     

地学信息图谱与区域可持续发展虚拟

地学信息图谱综合了景观综合图的简洁性和数学模型的抽象性 ,它是现代空间技术与我国传统研究成果结合的产物 ,它可反演过去、预测未来。本文在分析地学信息图谱、生态系统发展战略、DL U土地利用战略、数学模型与地理信息系统集成等研究成果的基础上 ,设计了一个区域可持续发展虚拟系统。在这个虚拟系统中 ,如何将区域可持续发展的有关信息转换为征兆图、诊断图和实施图是其核心理论问题。数学模型计算机程序自动生成软件和开放式地理信息系统的研究成果表明 ,这些理论问题在不久的将来是可以解决的。也就是说 ,这个区域可持续发展虚拟系统的进一步研究 ,能够形成一个可操作的、实用的决策支持系统。     

基于DEM修正的MODIS地表温度产品空间插值

地表温度是资源环境、气候变化、陆地生态系统等科学研究的重要参数之一。MODIS LST（Land Surface Temperature, LST）产品是地表温度相关研究的重要数据源。而现有MODIS LST产品均存在云覆盖区域,因此云覆盖区域地表温度估计已成为热红外遥感的前沿性研究难题。为解决MODIS LST产品云遮挡区域地表温度信息缺失,以秦岭地区为研究区,选用2001-2017年的MOD11A2数据,在传统的反距离权重（IDW）、规则样条函数（SPLINE）、普通克里金（OK）、趋势面（TREND）空间插值方法中引入高程因子,通过反复试验形成基于DEM修正的MODIS LST空间插值方法。分析空间插值结果表明： ① 空间插值精度由高到低为：OK>SPLINE>IDW>TREND,基于DEM修正后精度分别提高了约0.38、0.31、0.32和0.78℃; ② 空间插值结果的精度呈现季节差异,夏季6、7、8月的精度较高,1月的精度最低;③ 插值精度与云区的范围存在一定的关系,当云覆盖区域<1.1 km²时,DEM+OK方法的插值误差<0.55 ℃,当云覆盖区域<3.1 km²,插值误差<1 ℃;DEM+SPLINE方法在云覆盖区域<2.7 km²时,插值误差<0.55 ℃,云覆盖区域<10.4 km²,插值误差<1℃;当云覆盖为1.1~2.7 km²时,DEM+SPLINE方法的插值精度高于DEM+OK方法。     

基于RS/GIS的东营市土地利用及景观格局变化研究

该研究利用遥感技术（RS）和地理信息技术（GIS）结合景观生态学理论和方法,以东营市1992年、2000年及2010年TM遥感影像为基础,分析了东营市近20年间的土地利用及景观格局变化。经对比分析发现,东营市土地利用年动态变化在2000—2010年间较为显著,景观水平的变化趋势表现为优势度、稳定性增加而多样性、均匀性遭到破坏。     

县域生态景观要素信息图谱的图像分析

“数字福建”、“数字厦门”正在建设中。本文以永泰县为例,在RS技术支持下,对生态景观要素信息图谱进行初步研究。利用影像光谱信息统计分析、特征变换等进行生态景观要素(生态水、生态能和生态元)的遥感监测,对山区水热状况、山区植被类型作了分析。     

官司河流域景观稳定性的研究

 以1995年和2005年官司河流域两个时期的TM遥感数据作为基本信息源,采用GIS和数理统计的方法提取景观类型,通过基质比例、斑块数量和面积变化率、斑块密度变化率3个指标,以及景观类型转化规律对流域的景观稳定性进行了初步研究。结果表明:(1)耕地是整个流域人工景观的基质,处在频繁耕作及动态变化中,稳定性不高,马尾松林地作为半自然景观的基质,稳定性亦较低,但有所提高;(2)城镇及水域的斑块稳定性最高,马尾松林地、栎类林地和柏木林地次之,耕地与村庄的稳定性最低;(3)耕地与水域及有林地的转化最为剧烈,这与1998年以来,流域实施的退耕还林工程密切相关,但水域及有林地的稳定性仍然取决于其自然稳定性,且景观格局呈现良好发展趋势;(4)中小斑块的马尾松林地及柏木林地的稳定性对流域的景观稳定性具有重要作用,须以合理的保护、规划及建设。     

土地利用结构优化图谱研制——以科尔沁沙地典型样区为例

地学信息图谱是一种现代信息技术条件下的地理时空分析方法论。本文阐述了土地利用结构优化图谱的时空尺度、情景过程、层次结构、图谱和模型的互馈等科学问题。提出遥感影像信息源和前期工作产生的土地利用现状、生态安全单因子评价系列的征兆图谱,中期工作得出的生态安全及土地利用综合评价系列的诊断图谱,后期的土地利用优化情景系列的实施图谱。各层次图谱在分类和分级体系上要具有一定的统一协调性。科尔沁沙地八仙筒镇的优化实例表明,应用地学信息图谱进行土地利用结构优化可以实现对过去、现在和未来的反演、评价和预测,进而为区域土地可持续发展提供决策依据。     

三江平原萝北县湿地农田化过程与驱动机制分析

通过获取三江平原萝北县自1954年以来的六期土地利用数据,定量分析了过去50余年湿地农田化过程,并从自然因素和人为因素两方面探讨了湿地农田化过程的驱动机制。结果表明,1954-2005年,三江平原萝北县耕地面积净增21.85×10⁴hm²,湿地是新增耕地的主要来源。在空间上,湿地斑块越来越分散,景观破碎化程度明显加剧,而耕地斑块则趋于集中分布;目前,耕地已成为三江平原萝北县的基质景观,地势低平、坡度较小、土壤条件、地貌条件良好的平原区是湿地农田化的首选区域。随着可开垦湿地资源的减少,人类的开垦对象开始转向地势、土壤、地貌等条件相对较差的湿地景观单元。气候变暖加速了湿地农田化进程,而人口数量的增加和政策的引导作用,对湿地农田化过程具有重要的影响。     

基于RS和GIS的松辽平原黑土流失研究

基于RS和GIS技术,利用1986年TM数据和2001年ETM数据,对松辽平原黑土分布现状与动态变化进行监测研究,分析了黑土流失特点及其时空分布规律,并引入冲沟线密度概念量化黑土流失趋势。结果表明:松辽平原典型黑土面积54 989.92 km2,沿京哈铁路线呈弧形条带状展布;1986~2001年间,黑土区水土流失面积达3 765.21 km2,减少速度为251.01 km2/a,集中在河流两岸、较大建筑用地附近和与盐碱土接壤的地区;仅考虑冲沟的有效作用域,预计到2016年黑土面积平均会有1411.0 km2/a转变为冲沟,黑土流失状况不容乐观。     

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.     

近30年天津滨海新区湿地景观格局遥感监测分析

在GIS和FRAGSTATS软件支持下,结合景观格局数量分析方法,利用1979-2008年间共6期TM遥感影像与非遥感数据,对天津滨海新区近30年的湿地景观空间格局进行了动态分析。结果表明,滨海新区湿地(以人工湿地为主),1979-2004年滨海新区湿地总面积变化不大,但各类型间转换较大,主要是自然湿地转变为人工湿地,沼泽湿地几近消失。2006-2008年,由于城市建设大量滨海滩涂湿地被围填占用,到2009年5月自然海岸线的90%以上被占用。景观破碎度增加,湿地斑块数量从137个增加到704个,同时造成平均斑块面积下降。驱动力分析表明,降雨量减少的同时,年平均气温上升是主要的自然驱动因素。和自然因素相比,人类干扰为主要人文驱动因素,表现在水产养殖为主的农业经济活动、城市建设用地占用和围海造地等方面。目前,滨海新区几乎没有自然湿地生态系统,破碎化和人工化是该区域湿地的主要特征。     

QUANTITATIVE ANALYSIS AND FRACTAL MODELING ON THE MOSAIC STRUCTURE OF LANDSCAPE IN THE CENTRAL AREA OF SHANGHAI METROPOLIS

The mosaic structure of landscape of the central area of Shanghai Metropolis is studied by quantitative methods of landscape ecology based on Remote Sensing (RS) and Geographic Information System (GIS) in this pa-per. Firstly, landscapes are classified into eight categories: residential quarter, industrial quarter, road, other urban landscape, farmland, village and small town, on-building area, river and other water bodies (such as lake, etc.). Sec-ondly, a GIS is designed and set up based on the remote sensing data and field investigation, and a digital map of landscape mosaic is made. Then the indexes of diversity, dominance, fragmentation and isolation, and fractal dimen-sion of each type of landscape in different periods are calculated by using spatial analysis method of GIS. With refer-ence to the calculated results, a series of relative issues are discussed.