近20年辉南县土地利用时空变化特征研究

基于GIS空间与统计分析模型,从时间和空间格局变化两方面对辉南县1986年和2006年两期土地利用数据进行定量分析。结果表明:1)近20年内研究区的主要用地类型:耕地、建设用地和水域面积增加;林地面积大幅减少,且多转变为耕地。用地类型面积的增加虽有助于促进该区经济发展,但林地资源的大量减少会对该区生态环境产生一定影响。2)土地利用类型整体均向东南方向偏移,体现出林地向东南山区收缩而耕地向山区扩张的特点,格局变化较明显,且主要发生在海拔较低、坡度较缓地带。但研究区内转换为坡度大于15°的耕地也占有一定比例,应采取退耕还林政策,以防止由于坡耕地而产生的水土流失、土壤侵蚀等现象。     

InVEST模型的藏东南地区1990—2020年碳储量时空格局及演化研究

针对多维度土地利用变化对生态系统碳储量的影响关系，该文基于1990—2020年藏东南地区土地利用数据，利用InVEST模型估算藏东南地区碳储量及其空间分布特征，并分析土地利用变化对碳储量变化的影响。结果表明，藏东南地区土地利用类型以草地(占比46%)和林地(占比37%)为主；近30年藏东南地区碳储量整体呈现波动增加趋势，共增加1.39%,林地、草地和永久冰川及积雪土地利用类型的转化是藏东南地区碳储量时空演变的主要贡献者。林地增加是碳储量增加的主要原因，藏东南地区适宜林地生长的区位为中海拔缓坡中坡且地形位指数在0.02～1.25区域。此研究可为提升区域碳汇能力，进行合理生态修复提供参考。     

考虑坡度因子与时序问题的小流域退耕还林时空决策分析

实施退耕还林是中国的一项重大生态工程。退耕还林不仅要考虑耕地的坡度因子,也要考虑时间顺序问题。研究利用SPOT-5遥感影像获取耕地信息,基于数字高程模型(DEM,Digital Elevation Model)获取坡度。利用GIS的空间分析功能,得到不同坡度范围内的耕地分布。经统计,35°以上耕地6.05 hm2是首先需要退耕还林的区域;25°~35°范围的坡耕地为220.45 hm2是必须退耕还林的区域;15°~25°范围的坡耕地2 373.15 hm2,是退耕还林的备选区。本研究为小流域的退耕还林时空决策分析提供了参考和借鉴。     

永定客家土楼世界遗产地土地覆盖与生态变化遥感评价

以世界文化遗产客家土楼所在地福建省龙岩市永定区及其规划保护区(湖高区)为研究区,选取1988年、1996年、2002年、2009年和2014年5期Landsat系列卫星影像,应用多分类器集成及新型遥感生态指数(remote sensing based ecological index,RSEI)获取研究区5个时期土地覆盖分类图及RSEI图,采用分类后变化检测方法获得研究区土地覆盖及生态环境变化情况。结果表明:(1)1988—2014年26 a间研究区土地覆盖变化明显,林地、灌木/草地、建设用地面积快速增长,耕地、退化地、开垦地面积大幅减少;(2)RSEI适合用于土楼遗产地生态环境评价;(3)2个研究区的生态质量1988—1996年间均下降,其后均呈逐年上升趋势;(4)从土地覆盖与生态环境的关系来看,生态质量变好区域位于坡耕地、原有中高海拔退化地及开垦地转化为林草地区域;变差区域集中在林草地转化为耕地、退化地和开垦地区域以及城镇周边扩展区域。     

陕北地区圆形农田演变及驱动力分析

以榆林市以北为主要研究区,基于基础地理信息数据,结合Arc GIS统计分析功能对2003年和2016年土地利用变化进行分析,并探讨耕地变化特征与地形因素之间的相关关系。研究表明:1) 2003—2016年榆林市以北地区有超过58.65%的土地利用类型发生变化,其中草地转林地为主要变化类型,耕地转林地以及草地转耕地变化面积次之,新增耕地多为圆形农田; 2)圆形农田在距离湖泊、河流、道路2 km以内,在海拔1 212—1 263 m区间分布较广,在距离湖泊大于4 km和距离河流7—12 km、24—30 km处,农田面积出现显著增加。     

回汉聚居区土地利用变化对比分析

利用1978~2015年Landsat数据,以宁夏盐池县和同心县为例,对回汉聚居区近40 a土地利用变化时空特征进行了对比分析。结果表明,(1)盐池、同心两县耕地、林地面积总体呈增长态势,盐池县耕地、林地面积分别增加了5.18×10~4 hm~2和6.67×10~4 hm~2,同心县耕地、林地面积分别增加了2.66×10~4 hm~2和3.28×10~4 hm~2。两县草地面积以1987年为转折点,之前大幅减少,而后持续增加。(2)同心县土地利用程度指数高于盐池县,均呈增大趋势。1978~1996年,盐池县土地利用集中化程度高于同心县,而2007~2015年,同心县土地利用集中化程度超过了盐池县,土地利用类型主要集中于草地、耕地和林地,呈现以农牧为主的土地利用格局。(3)两县土地利用信息熵均呈上升趋势,表明土地系统的有序化程度逐步降低。     

Landsat系列影像支持下的凤阳县石英砂矿区土地利用动态监测

利用1991—2015年间Landsat系列遥感影像,基于SVM方法获取凤阳县石英砂矿区土地利用信息,并通过GIS空间分析功能研究矿区土地利用类型的时空变化特征和规律。结果表明:(1)SVM方法对Landsat系列影像分类具有较高精度,且提取效率快,省时省力。(2)25年来,凤阳县石英砂矿区土地利用方式和空间格局发生了显著变化。工矿用地面积增加速度最快,主要由草地和林地转化而来;建筑用地面积持续增加,为侵占耕地、草地和水域所得;水域总面积变化量不大,呈现先减后增的趋势;草地面积急剧减少,净减量最大,主要转化为林地、耕地和工矿用地;耕地和林地面积先增后减,但林地净增加,而耕地被废弃、闲置或被建筑用地扩张占用,流失的耕地多分布在乡镇(村庄)、河流周边。(3)工矿用地和建筑用地面积变化呈正相关增加,对植被和水域的侵占逐年增加,矿区土地系统的质量朝着变差的方向发展。     

生态服务价值对土地利用变化的时空响应研究——以徐州市为例

徐州市是淮海经济区的中心城市,生态环境保护工作任重而道远。通过2005—2015年间徐州市的遥感影像数据制作徐州市土地利用变化图,再结合相关统计年鉴数据,利用GIS空间统计的方法,计算出研究期间徐州市的土地利用动态度和土地利用转移矩阵。在此基础上以当量因子法的研究为基础,以研究区域的具体情况确定相关修正系数,定量研究了徐州市的生态系统服务价值在时间及空间上的变化。从土地利用变化和生态系统服务价值变化之间,研究其变化关系。研究结果表明:(1)徐州市主要用地类型以耕地为主,2005—2015年间,耕地、林地、水域和草地面积减少,未利用地小幅度增加,建设用地增加面积较大,同时不同土地利用类型之间转化剧烈,耕地大面积向林地、草地和建设用地转出,增加的建设用地面积主要是由耕地转化而来;(2)在二级生态系统服务类型中,水文调节和废物处理服务价值最高,原料生产服务价值较低,研究期各单项生态系统服务价值均呈现出不断下降的趋势,进而导致徐州市总生态系统服务价值不断减少,10 a间共减少了2.9×10~9元,在一级生态系统服务类型中,耕地生态系统服务价值减少了1×10~9元,林地生态系统服务价值减少了1.43×10~9元,二者生态服务价值减少量占总生态服务价值减少量的80%以上;(3)不同时期各地类的生态系统敏感性指数均小于1,说明研究期间徐州市各地类生态价值系数和生态系统服务价值是一种缺乏弹性的关系,因此采用生态价值系数的计算方法是合理可靠的,计算结果具有可信度。     

延河流域土地利用变化特征分析

研究土地利用时空变化特征对促进区域生态经济协调发展具有重要意义.以延河流域为例,基于不同时期遥感影像,借助RS、GIS和ENVI软件平台技术,获取了1980-2015年延河流域土地利用变化状况,并进行了土地利用转移分析;在此基础上解译了不同时期的土地利用类型,分析了延河流域土地利用时空变化特征和影响因素.结果表明,1980-2000年流域内土地利用结构整体变化较小,耕地、林地、草地3类土地利用面积相互转化频繁但整体面积趋于稳定,建筑用地面积增加了1.25倍;2000-2015年流域内耕地、林地和草地发生了显著变化,其中耕地面积减少了28％,林地面积增加了40％,草地面积增加了15％,建筑用地面积增加了近两倍,但比例很小,未利用地和水体变化幅度不明显;2000年前后流域内土地利用变化空间特征存在明显不同,2000年之前各土地利用类型变化主要发生在延安市区,2000年之后整个流域地区均有不同土地利用类型的转移;2000-2015年国家"退耕还林、草"生态修复政策、产业经济生产总值不断上升、人口数量稳定增长、城镇化发展迅速等均对流域土地利用结构产生了影响.     

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。     

地理要素对地表温度降尺度算法的多维响应

针对如何克服不同传感器地表温度的时空分辨率矛盾的问题,该文利用随机森林(RF)算法、BP神经网络(BP)算法和多元回归(MLR)算法,直接将原始1km分辨率的MODIS LST降尺度至250m分辨率,并评估地理要素对不同降尺度算法的多维响应。结果表明:①在不同海拔、坡度、坡向和土地利用类型中,RF算法的降尺度效果均为最佳;②在降尺度模型中考虑经纬度、地形因子等地理要素能显著提升降尺度效果;③降尺度效果随海拔升高先增后减,随坡度增加先增后降,从不同坡向看,降尺度效果分异明显,从不同土地利用类型看,林地、草地的降尺度精度最高,耕地次之,水域和建筑用地降尺度精度最低。     

基于主成分分析的生态变化遥感监测——以宝鸡市城区为例

利用遥感技术研究区域生态变化特征,具有实时、快速等优点。采用主成分分析法(principal component analysis,PCA),集成了绿度、湿度、干度和热度4个遥感指标,对2002—2013年间宝鸡市城区(陈仓区、金台区和渭滨区)及其土地利用类型的生态环境质量变化进行了综合评价。结果表明,2002—2013年间研究区生态环境质量等级提升的面积占研究区总面积的39.50%,等级下降的面积占10.96%,生态环境质量综合指数(synthetical ecological index,ESI)提升了0.31,近10 a来生态建设工作已取得显著成效;其中,陈仓区和渭滨区整体生态环境质量得到改善,ESI分别上升了0.38和0.23,而金台区有所下降,ESI降低了0.03;各土地利用类型ESI由高到低依次为林地、未利用地、草地、水域、耕地和建设用地,其中耕地生态环境质量相对稳定,林地、草地和未利用地得到改善,而水域和建设用地变差。     

东莞市1987—2021年土地利用变化及驱动分析

利用Landsat影像解译获取东莞市1987—2021年15期长序列土地利用数据,结合土地利用度、转移矩阵和标准差椭圆方法完成土地利用变化及驱动分析。结果表明：(1)1987—2021年东莞市建设用地增加最多(972.17 km²),耕地和草地区域占比分别减少18.19和15.20个百分点,林地小幅波动,水体基本稳定。(2)建设用地呈现镇街点状分布极大增长到市域片状分布,59.57%来自耕地,其次是草地18.28%;耕地破碎化严重,全市点状、块状分布;林地外围逐步收缩;东部山地区域综合动态度最低。(3)自然环境、人口与经济发展对土地利用变化格局产生影响,推动区域综合发展的同时结合三线划定,综合利用国土空间规划、用途管制等措施,提升城市发展的空间利用率与质量。     

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。     

中草药材种植遥感监测与分析——以云南省文山和红河地区三七种植为例

在分析三七种植区域的光谱和空间特征的基础上,提出了一种有效的三七种植用地遥感提取方法,并基于多时相影像分析了研究区三七种植面积变化。结果表明,2010—2014年间云南省文山州和红河州三七的种植面积持续增长,2015年三七种植面积有所回落。其中2012—2014年间面积增长速度最快,导致供过于求,价格降低。分析发现,目前三七主要种植于海拔在1 400~2 000 m且坡度25°的坡地上。     

北京山区土地利用转移的系统性和随机性

从统计学的角度出发,通过深入分析土地利用转移矩阵,将北京山区土地利用转移过程分为系统转移和随机转移。从同时发生的系统性增加和系统性减少推断出土地利用变化的优势信息有:高覆盖度草地和其他林地转换为耕地;耕地和疏林地转换为其他林地;疏林地转换为高覆盖度草地;耕地和高覆盖度草地转换为水域;耕地转换为建设用地。其中耕地向其他林地和建设用地转移的面积都很大,且系统性转换优势明显;其他林地转换为耕地、疏林地转换为高覆盖度草地虽然不具有数量上的转换优势,但该转换属于很强的系统性转换。该方法能快速挖掘最具系统优势的土地利用转移信息,有助于科研人员将土地利用格局和变化过程联系起来,为土地资源管理提供有用信息。     

南水北调中线工程水土流失及防治对策

南水北调工程是解决我国北方地区缺水,优化水资源配置的一项重大战略举措,分东、中、西三条线路。中线工程近期从湖北丹江口水库引水,经湖北、河南、河北,自河北省徐水县分流到天津,最终到达北京(玉渊潭)。南水北调中线工程可为沿线城市生活、工业、农业增加供水94亿m3,极大地缓解受水区水资源紧张状况。丹江口库区及上游是南水北调中线工程水源区(以下简称水源区),也是长江流域水土流失最严重的区域之一,防治水土流失,改善生态环境,对于维护水源区生态安全,促进经济社会可持续发展和确保中线工程效益的充分发挥都有十分重要的意义。一、自…     

松花江流域(哈尔滨段)景观格局及脆弱性变化分析

以松花江流域(哈尔滨段)为研究区域,对研究区域进行2005、2010和2015年3期景观类型提取,统计研究区域各期景观类型面积,通过景观格局脆弱性指数模型计算研究区域3期整体景观格局脆弱性,分析研究区域各种景观类型及景观脆弱性随时间的变化特征。结果表明:1) 2005—2015年,研究区域耕地、未利用地面积呈现逐渐减少态势,建设用地、林地、草地面积呈现逐渐增多态势,水域景观呈现先增加后减少的变化。2) 2005—2010年,耕地景观面积转出最多,转出2.96%,建设用地景观面积转入最多,转入1.57%; 2010—2015年,仍然是耕地景观面积转出最多,转出1.20%,林地景观面积转入最多,转入0.99%。3) 2005—2015年,研究区域3期整体景观格局脆弱性分别为2.087 4、2.205 0和2.104 5,呈现先增加后减小的变化。     

四川省江油市2004～2020年土地利用动态分析及预测

基于2004、2010、2015年Landsat-5 TM、Landset-80LI遥感影像土地利用现状解译数据,分析了江油市近11年土地利用动态变化;同时,利用元胞自动机-马尔科夫(CA-Markov)模型,模拟预测了2020年江油市土地利用空间分布格局.结果表明,2004 ～ 2015年期间,江油市耕地、草地、水域面积总体减少,建设用地和林地面积总体呈增加趋势.2015 ～2020年期间,江油市土地利用变化较快,与上一个五年相比,建设用地、耕地和草地面积将有所增加,林地面积有所减少,水域面积基本不变;建设用地从原有基础往外围耕地扩张,耕地面积则主要由林地转入.     

青川县LUCC遥感动态监测及驱动力分析

四川广元市青川县是国家生态试点县和退耕还林实施县,查明该区土地利用/覆被现状及其时空动态变化信息,为政府有关部门规划决策提供科学依据具有重要意义。应用RS和GIS技术,基于2000年、2005年和2010年3个时相的陆地卫星TM图像,通过图像处理和信息提取,获得了该区3期土地利用/覆被数据。在此基础上,分析了青川县近10 a土地利用/覆被动态变化过程,查明了引起动态变化的主要驱动力因素,最后,对该区2015年和2020年土地利用/覆被的面积比例进行了预测。研究结果表明:青川县2000—2005年间,耕地、水域和未利用地面积减少,林地、草地和建设用地面积增加;2005—2010年间,耕地和草地面积减少,林地、水域、建设用地和未利用地面积增加;两段时期耕地面积持续减少,但减幅减小,林地面积持续增加,增幅减小,建设用地持续增加且增幅增大,水域和未利用地先减后增,草地先增后减。究其原因,认为政策、经济发展和人口增长及自然灾害等因素是研究区土地利用变化的主要影响因子。经过预测,在相关政策不变且没有自然灾害发生的情况下,2015年林地面积占全县总面积的比例将由2010年的58.57%增长为59.01%,到2020年将继续增长为59.44%,耕地面积比例到2020年将减少至29.13%,建设用地面积比例继续增加至0.22%。