近20年来苏锡常地区建设用地扩展及耕地占用态势的遥感分析

本文在苏锡常地区已有三期矢量数据(1988、1995和2000年)的基础上,对2008年TM影像进行监督分类,经过人工解译辅助处理得到20世纪80年代以来4期土地利用时间序列数据。研究了近30年来,苏锡常地区建设用地扩展及其对耕地占用的态势。主要结论有:(1)从整体扩展面积看,1988年到2008年建设用地面积扩展总计2 354.55km²,其中,城市扩展面积最大,为1257.26km²,占到总扩展面积的一半,其次,是建制镇的扩展,面积达695.91km²,农村居民点扩展面积为355.96km²,扩展最少的是工矿交通用地,为45.42km²;(2) 城市扩展所占用的土地资源主要来源于对耕地的占用。从三个不同时期来看,1995-2000年耕地转化为建设用地最少,为262.36km²,1988-1995年占用耕地面积656.36km²,而在2000-2008年耕地被占用高达1 343.56km²。这些数据为我国东部城市化地区土地利用规划与管理政策的制定提供决策依据。     

典型农牧交错区LUCC及农牧交替演化过程分析——以内蒙古赤峰市为例

以内蒙古赤峰市为例,利用TM影像解译得到的三期土地利用数据(1988、1995、2000年)研究20世纪80年代以来,典型农牧交错区的LUCC演化过程,主要采用土地利用开发度、耗减度、信息熵、空间转移矩阵等方法分析了不同阶段农牧交替演化的时空特征。结果表明:(1)草地、耕地、林地为研究区主要的土地利用方式,整个研究时段内,耕地开垦和草地减少是主导LUCC过程。耕地开垦面积达2424.12km²,草地减少1959.65km²。从前后两个时期来看,前期(1988-1995年)耕地和草地变化更为剧烈,耕地以增为主,草地以减为主;后期(1995-2000年)草地转出速度放缓,但耕地开垦速度仍相对较快,林地转出速度加快;(2)土地流转过程以农牧交替演化为主,前期草地与耕地的交替转化剧烈,草地开垦面积达到2 040.50km²,耕地撂荒还草634.75km²,耕地开垦主要集中在敖汉旗的北部;后期LUCC过程放缓,草地转耕地面积为828.50km²,主要发生在敖汉旗以及林西县北部地区等区域,伴随着一定程度的弃耕;(3)三个时期土地利用结构信息熵分别为1.290、1.301、1.304,赤峰市土地利用系统有序程度在降低。农牧交错演化过程的分析,为研究该地区人类-环境耦合系统的变化和机制提供了重要依据。     

近30年刘家峡以下黄河上游河道湿地演变规律与驱动力分析

河道湿地是流域生态系统中,位于水陆交错地带,关联陆地生态系统和水生生态系统的桥梁和纽带,对蓄水滞洪、净化水质和水土保持,以下维持生物多样性和生态平衡起重要的作用。本文采用1986、1996、2000、2006和2015年5期Landsat遥感影像数据对刘家峡以下黄河上游湿地进行湿地解译提取,并利用空间统计分析法、转移矩阵法和质心位置变化法对刘家峡以下黄河上游河段河道湿地演变规律以及驱动力因素进行研究。结果表明,1986-2015年,黄河上游河道湿地面积从17.3万hm²逐渐减少到12.2万hm²,减少了29.0%。研究区土地利用类型的转移主要发生在河流、裸滩、草本湿地与耕地的相互转化上。过去30年嫩滩湿地的变化幅度远大于老滩湿地,嫩滩湿地面积从1986年的15.46万hm²减少到2015年的10.41万hm²,减少了32.7%,嫩滩湿地演变规律为天生湿地型之间的相互演变,即河流-裸滩-沼泽湿地。而老滩湿地面积基本处在稳定状态,面积范围在1.84~2.28万hm²之间,具有天然湿地-人工湿地与天然湿地-农业用地的演变规律特征。水渠湿地、坑塘湿地和森林湿地质心位置变化较为突出,由单一类型动态度分析可知,研究区自然湿地萎缩、城镇化加速、河流水面面积减少加快。以上分析结果与研究区气温、水利水电工程、灌溉用水、凌汛期冰情以及城镇化程度均有关,与降雨量无明确关系。     

近50年来富锦湿地景观遥感与GIS的时空动态分析

湿地是重要的自然资源,但是由于自然和人为影响,湿地正在大面积的萎缩,导致功能和效益下降,并危及到区域的持续发展。本文以三江平原挠力河流域富锦(市)作为研究区域,以RS、GIS和Fragstats为技术手段,分析了自1954年以来沼泽湿地的空间和时间退缩过程及其驱动力,重建了自1954年以来的土地利用/土地覆被变化过程。结果表明,湿地面积由1954年的519.917．96hm²下降到105.008hm²,由占总面积的61．27％下降到12．39％,仅是原来面积的17．74％;而耕地面积由223 173．54hm²增加到597 156．25hm²,由占总面积的25．31％增加到70．45％。同时指,出人类的农垦活动是富锦沼泽湿地面积退缩的主要原因。     

基于多源遥感数据和GEE平台的博斯腾湖面积变化及影响因素分析

作为典型的干旱区内陆湖泊,博斯腾湖的面积变化趋势与当地自然和人文环境的变迁密不可分。本文结合GIS与RS技术,利用Landsat影像和MODIS数据共2289景及JRC GSW水体掩膜产品,基于Google Earth Engine（GEE）平台采用指数法得出2000—2019年博斯腾湖面积年际和年内变化趋势,并采用2019年Sentinel-2影像进行结果对比分析,同时通过2000—2018年焉耆、库尔勒和巴音布鲁克气象站日值数据和人类活动分析其变化原因。得出如下结论：① 本结果中基于海量遥感数据提取面积的结果表明,GEE可以充分应用高时间分辨率遥感数据进行湖泊年际尤其是年内面积变化分析。相比于Landsat-5/7/8影像与MOD09GQ数据,由于Sentinel-2影像的时空分辨率优势,基于其所得的湖岸线可显示出较多细节。② 2000—2013年博斯腾湖面积共减少181.66 km²,变化速率为13.98 km/a;2013—2019年,湖泊共增加133.13 km²,变化速率为22.19 km²/a;③ 博斯腾湖面积一般在每年的3—6月呈上升趋势,且在当年6—9月保持峰值,面积在10—12月减小;④ 博斯腾湖面积年际变化与其流域内焉耆、库尔勒、巴音布鲁克气象站的降水、蒸发及积温因素变化的相关性未达到显著水平,而年内变化与上述气候要素相关性较高。     

北京湿地分析与监测

在“3S”技术支持下,结合野外调查与室内综合分析,全面调查监测了北京地区湿地的类型、面积。其类型较多、分布较广、湿地环境差异显著,生物多样性丰富。湿地的主要类型包括湖泊湿地、河流湿地、水库、池塘、稻田等自然湿地和人工湿地,其中人工湿地面积为323541.822km²,自然湿地面积为138214.740km²,约占全市面积的0.3%。另外,选择重点水库湿地和典型湿地做了动态变化研究,结果表明:水库湿地中的密云水库、官厅水库和怀柔水库与1998年相比,面积分别减少了42.0%,23.9%和4.9%,典型湿地的景观格局也发生了相应的改变。由此可以看出,北京湿地面积逐年减少、生态环境质量逐年下降。最后,根据北京湿地现状和暴露出来的问题,提出了一些建设性的结论和建议。本项目的实施为进一步研究湿地变化与周边气候、地形地貌、土地利用、植被变化以及社会经济发展情况的关系,分析湿地受威胁因素,评价湿地生态环境现状,提出湿地保护的措施,奠定了基础。     

长江三角洲滩涂信息的遥感提取及时空变化

海岸带滩涂是重要的生态资源,对于环境保护和区域可持续发展具有重要意义,是学术界研究的热点区域。但由于滩涂周期性地被潮水淹没,通达性较差,传统的测量方式难以满足这一高度动态环境的变化监测需求,因此遥感观测方式成为一个潜在的选择。但遥感观测受成像方式、大气条件和潮情的影响,其应用仍面临很大的挑战。本文以苏北至上海南汇边滩沿岸作为研究区域,首先选择了1975年以来每年潮位最低的Landsat影像数据作为数据源,利用水边线作为滩涂的外边界,植被线或围垦大堤作为内边界提取滩涂面积;然后利用ArcGIS软件对获取的滩涂数据进行分析,以此来研究长江口滩涂的时空变化特征。结果表明：① 1975年以来研究区域滩涂面积整体上呈降低趋势;1990s之前滩涂面积基本保持稳定,1990s之后降低趋势较为明显;1995年前后研究区圆陀角以北的江苏海岸和以南的长江河口区域滩涂面积达到最大值,分别为1101.2 km²、1495.5 km²,至2017年,二者面积分别降为649.5 km²、1043.4 km²,1990年至今总体降低速率为21.7 km²/a;② 流域来沙减少和围垦、深水航道等河口工程是长江口滩涂面积减少的主要控制因素。     

青藏高原湖泊面积动态监测

高原湖泊的动态变化对区域水循环具有重要影响。受全球气候变化的影响,青藏高原湖泊自20世纪90年代开始呈现剧烈扩张趋势。为揭示近年来青藏高原湖泊面积的时空变化规律,本文提出了一种改进的半自动湖泊提取算法,结合环境减灾卫星（HJ-1A/1B）和Landsat系列卫星影像数据,对青藏高原内流流域中面积大于50 km²的127个湖泊进行了连续6年的动态监测,并分析了该区域2009-2014年湖泊面积时空变化特征。研究结果表明,该区域湖泊整体呈现显著扩张趋势,年均变化速率为231.89 km²yr^-1（0.87 %yr^-1）,6年间湖泊面积扩张速率有所减缓。其中,扩张湖泊有104个,收缩湖泊有23个,变化速率分别为271.08 km²yr^-1（1.02 % yr^-1）和-39.19 km²yr^-1（-0.15 %yr^-1）。不同区域湖泊面积变化具有明显差异,主要表现为东部及北部大部分区域湖泊扩张,南部地区大部分湖泊面积稳定,萎缩湖泊主要分布于研究区四周。最后,本文通过分析冰川融水补给对湖泊面积变化的影响,发现存在冰川融水补给的湖泊面积变化率远大于不存在冰川融水补给的湖泊。由此可见,近年来冰川融水的增加是促进青藏高原内流流域湖泊扩张的主要因素之一。     

近20 a来玛纳斯河流域南山冰雪动态变化特征分析

利用1990-2010年的TM影像和DEM数据,通过面向对象的分类方法提取了玛纳斯河流域南山4个时期的冰雪分布信息,并结合近20 a（1987-2007年）的气温资料对研究区冰雪时空分布特征和变化原因进行了研究。结果表明：（1）1990-2010年间,研究区冰雪面积从1442.32 km²退缩到710.54 km²,面积减少了50.7%。（2）1990-2010年间,冰雪变化主要呈现退缩的态势,尤其在海拔4000 m以下,面积减少更为剧烈,在海拔4000 m以上相对平缓。这种现象在研究区东区表现的更为明显,西区相对较小。（3）自1987年以来,气温的升高是冰雪面积不断退缩的主要原因之一。     

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%）。     

Spatial assessment of forest cover and land-use changes in the Hindu-Kush mountain ranges of northern Pakistan

Anthropogenic activities and natural processes are continuously altering the mountainous environment through deforestation, forest degradation and other land-use changes. It is highly important to assess, monitor and forecast forest cover and other land-use changes for the protection and conservation of mountainous environment. The present study deals with the assessment of forest cover and other land-use changes in the mountain ranges of Dir Kohistan in northern Pakistan, using high resolution multi-temporal SPOT-5 satellite images. The SPOT-5 satellite images of years 2004, 2007, 2010 and 2013 were acquired and classified into land-cover units. In addition, forest cover and land-use change detection map was developed using the classified maps of 2004 and 2013. The classified maps were verified through random field samples and Google Earth imagery (Quick birds and SPOT-5). The results showed that during the period 2004 to 2013 the area of forest land decreased by 6.4%, however, area of range land and agriculture land have increased by 22.1% and 2.9%, respectively. Similarly, barren land increased by 1.1%, whereas, area of snow cover/glacier is significantly decreased by 21.3%. The findings from the study will be useful for forestry and landscape planning and can be utilized by the local, provincial and national forest departments; and REDD+ policy makers in Pakistan.     

湿地景观结构遥感动态变化分析

景观镶嵌结构是景观异质性的重要表现,同时又是各种生态过程在不同尺度上作用的结果。本文以北京市野鸭湖湿地自然保护区为区域背景,以RS、GIS和GPS为技术手段,监测获取了1996-2002年研究区域湿地土地利用／土地覆盖景观空间格局变化,探讨了土地利用/土地覆盖景观空间格局变化对湿地环境的影响。故此,对1998-2000年和2000-2002年湿地资源景观镶嵌结构的动态变化进行详细分析。结果表明:(1)利用遥感信息多尺度、多时相、多波段的特点,在GIS、GPS技术的支持下,能够快速及时准确地反映湿地景观类型的动态变化,为湿地资源监测、保护与利用提供科学依据。(2)借助景观生态学中的相关原理,通过景观空间格局计算模型解释不同类型湿地景观的分布、变化,剖析湿地景观演化机制,为湿地景观规划与评价服务。(3)分析认为,野鸭湖湿地景观格局发生了较大的变化,水域面积减少严重,耕地面积增长幅度不高,旅游用地和堤坝面积明显增加。(4)湖泊和沼泽草甸是控制和影响湿地景观格局的主体。野鸭湖整个湿地景观的破碎化程度降低,人类活动干扰湿地在不断减弱,湿地景观异质性在逐渐降低,斑块之间的连通性提高,生境斑块相互之间的隔离度大大减少,湿地景观趋向稳定。     

Use of intensity analysis to measure land use changes from 1932 to 2005 in Zhenlai County,Northeast China

Analyzing spatiotemporal dynamics of land use and land cover over time is widely recognized as important to better understand and provide solutions for social, economic, and environmental problems, especially in ecologically fragile region. In this paper, a case study was taken in Zhenlai County, which is a part of farming-pastoral ecotone of Northeast China. This study seeks to use multi-temporal satellite images and other data from various sources to analyze spatiotemporal changes from 1932 to 2005, and applied a quantitative methodology named intensity analysis in the time scale of decades at three levels: time interval, category, and transition. The findings of the case study are as follows: 1) the interval level of intensity analysis revealed that the annual rate of overall change was relatively fast in 1932–1954 and 1954–1976 time intervals. 2) The category level showed that arable land experienced less intensively gains and losses if the overall change was to have been distributed uniformly across the landscape while the gains and losses of forest land, grassland, water, settlement, wetland and other unused land were not consistent and stationary across the four time intervals. 3) The transition level illustrated that arable land expanded at the expense of grassland before 2000 while it gained intensively from wetland from 2000 to 2005. Settlement targets arable land and avoids grassland, water, wetland and other unused land. Besides, the loss of grassland was intensively targeted by arable land, forest land and wetland in the study period while the loss of wetland was targeted by water except for the time interval of 1976–2000. 4) During the early reclamation period, land use change of the study area was mainly affected by the policy, institutional and political factors, followed by the natural disasters.     

基于光学与雷达影像变化检测的2020年鄱阳湖洪灾评估与分析

利用遥感对地观测技术对2020年夏季鄱阳湖地区发生的洪水灾情进行评估和分析,分别选取Landsat 8卫星4月和 Sentinel-1A雷达卫星7月的影像作为洪水发生前、后的影像,利用遥感专题信息提取、随机森林分类和变化检测技术揭示洪水淹没范围,以及被淹没的主要土地覆盖类型面积,同时结合水文气象和地形数据进行灾情和受灾原因分析。研究结果表明,鄱阳湖2020年洪灾的淹没面积为1961.95 km2,共造成区内110.83 km2建筑用地、760.54 km2耕地、71.59 km2林地、992.02 km2草地和26.97 km2裸地被淹,其中尤以鄱阳县受灾最为严重,其总受灾面积达到514 km2,其次为新建区与余干县,分别达到了330 km2和310 km2。持续2个月的强降雨使得鄱阳湖流域的水位超过了其1998年特大洪水的水位,加上长江水倒灌,湖区地势北高南低,积水不能及时排出,圩堤决口等诸多水文气象和地形因素造成了此次鄱阳湖的特大洪灾。     

面向对象方法和多源遥感数据的杭州湾海岸线提取分析

本文以1983-2011年的多源遥感数据为基础,利用GIS空间分析和地图代数功能,提取杭州湾海岸线,分析了其变迁的位置、长度,以及增加和减少的陆地面积。结果表明:受到自然和人为因素的影响,杭州湾南北两岸的海岸线变迁规律不同。杭州湾北岸1983-1993年共有60.2km的海岸线向陆迁移,最大迁移距离0.6km,减少的陆地面积共为23.5km2。1993-2011年由于围垦和工业填海北岸向海迁移。其中,1993-2002年最大迁移距离3.6km,新增陆地面积42.5km2,2002-2011年最大迁移距离2.9km,新增陆地面积61.0km2。由于淤积和围垦,杭州湾南岸海岸线不断向海迁移,1983-1993年、1993-2002年和2002-2011年向海迁移最大距离分别是1.8km、2.7km和5.1km,新增陆地面积分别为34.3km2、230.2km2及331.7km2。海岸线向海迁移的速度越来越快,规模越来越大。研究成果对于地图制图、滨海湿地生态资源管理,以及海岸线保护具有十分重要的意义。     

敦煌西湖自然保护区湿地演化及驱动力分析

西湖国家级自然保护区位于河西走廊西端,是敦煌盆地人工绿洲的天然屏障。近几十年来,由于气候变化和人类水土资源过度开发,保护区生态环境持续恶化,湿地退化和沙漠化趋势日趋严重。本文运用多时相资源卫星遥感影像,解译分析了保护区湿地演化规律。结果表明：1980-2013年间有23个年份湿地处于快速退化状态,保护区湿地面积由1.72×10⁴ hm²减少到0.99×10⁴ hm²,减少了42.4%;保护区湿地的斑块数从32个增加到51个,平均斑块面积由537 hm²减少为213 hm²,湿地演化呈破碎化趋势。湿地分布质心向西南方向移动了11.59 km,湿地呈整体向西南缓慢移动的趋势。运用因子分析法对湿地演化的驱动因子进行了分类,并利用投影寻踪模型分析各驱动因子对湿地演化的贡献率,结果表明：下游湿地退化的根本原因是大规模引地表水和开采地下水灌溉,其次是气候变化引起的冰川退缩、径流量衰减。20世纪90年代,西湖保护区湿地处于相对稳定状态,建议敦煌地区耕地维持在20世纪90年代初的2.7×10⁴ hm²水平,或通过节水、调整作物结构和跨流域调水等措施,压缩引地表水和开采地下水水量,灌溉用水需控制在20世纪90年代初的用水水平。该研究成果可为自然保护区湿地保护和流域综合开发提供依据。     

基于RS与GIS的鄱阳湖典型湿地覆盖变化及生态环境保护

鄱阳湖湿地对长江洪水调蓄、候鸟保护等具有重要意义。在两景Land-Sat影像解译的基础上,选择典型区域,在GIS支持下对湿地土地利用/覆盖变化进行分析,同时对湿地生态资源利用和环境保护的相关问题进行了探讨。结果表明,人类活动是湿地土地利用/覆盖变化的重要驱动力。     

DMC数据在土地利用动态监测中的应用分析——以北京市大兴区为例

近年来北京市发展迅速,土地利用变化显著,大兴区尤为明显。本文利用大兴区的4期TM影像和1期DMC数据为数据源,采用全数字人机交互判读对影像进行了分析和判读,得到不同时期的大兴区的土地利用图,对大兴区近20年来的土地利用变化进行了监测。以TM影像的判读结果为基准,对DMC数据用于土地利用动态监测中的应用进行分析。     

基于协同计算的白洋淀湿地时序水体信息提取

白洋淀湿地是华北平原仅存的为数极少的湖泊型湿地之一,具有改善生态环境、保护生物多样性等功能。通过遥感手段进行白洋淀地区湿地变化研究,可为景观格局变化、生态环境分析及湿地保护等提供重要的信息支撑,具有非常重要的意义。本文在分析遥感大数据特点的基础上,对遥感应用中的大数据信息提取这一重要环节进行了分析,并以遥感信息计算为切入点,深入分析并总结了遥感大数据计算过程中的多种协同计算问题。结合白洋淀地区长时相遥感湿地水体提取与变化分析的应用需求,本文提出了基于协同计算方式下的白洋淀水体提取技术路线,并详细分析了水体信息计算过程中的几种重要的协同计算问题,提高了水体信息提取的精度。最后,根据白洋淀地区43期（1973-2015年）精确的水体提取信息,统计了白洋淀历史时期水体面积的变化,并指出该区域自1973年以来水体面积经历了“减少-增加-再减少-再增加”的变化过程。     

高分辨率遥感土地覆盖分类技术的应用研究——以重庆市黔江贫困区为例

针对贫困区生态环境与资源的地表覆盖精细化调查需求,本文利用高分辨率遥感影像开展了土地覆盖信息提取的方法和应用研究.重点分析了高分辨率影像均值漂移分割,多特征提取与分析,对象级样本采集以及监督分类等技术,并综合实现了流程化的对象级土地覆盖分类.结果表明,本文串联的高分辨率影像分类技术能生成较精细的土地覆盖专题图,可及时为贫困区生态资源环境评价,碳核算等应用提供较可靠的地表覆盖数据.