基于熵权系数和集对分析法的土地生态安全评价——以河北省为例

土地生态安全是当前区域可持续发展研究的重要领域和热点问题。研究土地生态安全对实现土地合理利用具有重要的理论和现实意义。构建了土地生态安全评价指标体系,鉴于土地生态安全评价的模糊性和不确定性,将集对分析理论和熵权法相结合构建土地生态安全评价模型,并根据模型对河北省2003—2010年的土地生态安全状况进行了评价。总体上看,2005—2008年间土地生态安全状况出现了一定的反复,但是2009年之后出现了好转。河北省的土地生态安全状况总体上不容乐观,有待于进一步改善。     

基于熵权法的“双一流”高校土地集约利用评价与对策

为评估高校的土地集约利用水平,促进高校与城市的协调可持续发展。选取38所"双一流"高校为研究对象,收集了其土地利用方面的相关资料,运用熵权法对"双一流"高校土地集约利用情况进行了评价。结果表明:(1)目前中国各"双一流"高校之间土地集约利用水平参差不齐,土地集约利用存在较大的挖潜空间;(2)中国不同地区"双一流"高校土地利用集约度有较大的差异,华北,华中与华东地区的高校集约利用水平更高;(3)不同类型"双一流"高校土地集约利用情况也存在较大的差异,理工类高校在土地投入、产出强度方面优势明显,人文社科类高校土地利用强度更高。     

基于改进熵值模型的城市土地集约利用动态评价——以广州市为例

从社会、经济和生态3个方面构建了城市土地集约利用评价指标体系,借助改进熵值模型和综合评价方法对2003—2007年的广州市城市土地集约利用水平进行了综合评价。结果表明:(1)经济状况是影响城市土地集约利用水平的最重要因素,其次为社会状况和生态环境状况。(2)近年来,广州城市土地集约利用水平稳步提升,经济、社会和环境各子系统基本朝有序方向发展,而2004—2006年广州市城市土地利用出现了短暂无序化发展征兆,主要是由于其经济增长放缓、环保投入降低所致。(3)通过对广州市与广东省的纵向和横向对比发现,近年来,广州市的空气质量和珠江广州段水质并未明显改善,环保投入和城市绿化建设更是仅相当于或低于全省的平均水平,这意味着广州市在推进节约集约用地试点示范工作中必须加大环境保护投入,注重人口、土地、环境与经济发展的协调关系。     

基于MODIS影像的土地覆被分类研究——以京津冀地区为例

在全球变化研究中,如何快速、准确获取土地覆被信息对该项研究有着至关重要的作用.随着遥感科学的不断发展和应用领域的深入,研究者可以利用遥感影像进行土地覆被分类研究,并且具有准确、快速、自动化等优点.本文利用MODIS数据具有的多光谱、多时相特点,以京津冀地区为例,选取2013 年全年16-day 的MOD13Q1/EVI时间序列数据、2013 年5 月份一期的MOD09Q1(1、2 波段)和MOD09A1(3-7 波段)产品,并运用时间序列谐波分析法对全年MOD13Q1/EVI 时间序列数据进行去云、去噪的平滑重建处理,使其数据更能反映物候周期性变化规律.选择谐波分析后的全年MOD13Q1/EVI 时间序列数据、MODIS数据的1-7 波段地表反射率和NDWI(归一化差异水体指数)、MNDWI(改进归一化差异水体指数)和NDSI(土壤亮度指数),构建了3 种特征变量组合方案的CART决策树,分别进行京津冀地区的土地覆被分类研究.结果表明:方案一(全年EVI 的23 个时相)、方案二(方案一+MOD09 的1-7 波段地表反射率)和方案三(方案二+MNDWI+NDSI+NDWI)的总体分类精度分别达到86.70%、89.98%、91.34%,Kappa系数分别为84.94%、88.66%、90.20%.研究表明,仅利用MODIS遥感影像自身多种分类特征和决策树方法对宏观土地覆被分类就可达到较高精度,显示了本文分类方法在实践中的可行性及MODIS数据在区域尺度土地覆被分类研究方面的优势与潜力.     

松嫩平原西部土地退化的遥感动态监测研究——以吉林省通榆县为例

以松嫩平原西部土地退化典型地区－吉林省通榆县为例，在RS和GIS集成技术支持下，利用不同时相的TM数据，采用线性光谱混合模型方法，选用植被、盐碱地、裸沙地、沼泽地、苇地作为最终光谱单元进行线性光谱分解，依据盐碱地和裸沙地加权和分量，将试点区的土地退化划分为未退化、轻度退化、中度退化和重度退化四个等级进行动态监测，并分析土地退化的数量、空间分布与动态过程。     

基于熵权法的南水北调西线工程区生态环境综合评价

在遥感和地理信息系统软件支持下,提取并分析了参与研究区生态环境质量综合评价的6个参评因子:海拔高程、土地覆盖类型、植被指数、植被净初级生产力、年均温度、年降水量诸自然环境因子的现状。通过熵权法确定6个参评因子的权重值,建立研究区自然生态环境质量综合指标评价模型,并利用该模型对南水北调西线一期工程区的自然环境进行定量分析。     

基于遥感的山区县域土地覆被变化的驱动力因子和生态环境效应分析--以重庆市忠县为例

在对重庆市忠县区域TM遥感数据进行波谱信息特征实验分析的基础上，建立了土地覆被信息提取的波段组合方案；通过人机交互目视解译和野外数据检验工作，实现利用遥感影像数据对重要生态安全指标因子之一——土地覆被因子的数据提取，并用GIS技术对其时空变化的驱动力因子和生态环境效应进行分析，效果和效率令人非常满意。这不仅在一定程度上解决了中尺度山区县域的土地覆被数据提取与地学分析的技术和方法难题，而且揭示了忠县土地覆被的时空分异特征。这是用常规与传统的技术方法与研究手段难以实现的，也为山区县域生态环境退化评价和生态恢复研究提供了一种新的方法尝试。通过GIS空间分析，揭示了忠县土地覆被和水土流失的时空分异特征。忠县土地覆被动态变化的生态环境效应表现为耕地与林地在“制高地”上(海拔500m以上)的大互换，在平川坝地地区建设用地大量占用优质耕地、林地等土地覆被类型；水土流失发生的坡度分异不明显，主要分布在200～800m间，与坡耕旱地分布密切相关。从总体上，这种变化使区域生态环境系统的功能发生退化。分析发现，忠县土地覆被变化的驱动力主要有：(1)人口压力和经济发展落后是生态环境系统安全状态恶化的社会经济背景因素；(2)对自然资源不合理开发利用是生态环境恶化的直接人为因素；(3)脆弱的生态环境是生态环境恶化的自然环境背景因素。因此，必须采取包括生态移民、生态建设与生态保护等在内的忠县区域生态安全综合调控措施。     

基于熵权-TOPSIS法的柴达木盆地地下水富水性评价

柴达木盆地作为一个典型干旱内陆盆地,其蕴藏的地下水是重要的自然资源。建立影响盆地地下水富水性的特征数据库,采用熵权法和TOPSIS结合的4种模型,对柴达木盆地地下水空间富水性分别进行定量评价。评价结果表明,造成柴达木盆地地下水空间富水性差异的主要原因是植被覆盖度(35.35%)、蒸发损失(26.92%)和入渗补给(18.90%)。盆地西北地区为弱富水性,中部地区为较弱富水性,南部和东部富水性较强。4种模型中E TOPSIS 2模型取得了较为合理的评价结果。最后,将评价得分和140个单井涌水量进行了拟合,建立了基于E TOPSIS 2得分的盆地单井涌水量预测模型。研究结果可对柴达木盆地地下水资源的开发和保护提供一定借鉴意义。     

基于层次-熵权法的统筹城乡发展评价研究

城乡统筹综合评价是当前理论界研讨的热点之一。在对已有文献进行述评的基础上,构建了包括城乡经济发展统筹、城乡社会发展统筹和城乡人民生活统筹3个层面的12项指标的城乡统筹评价指标体系,并用主客观结合的层次-熵权法对评价指标进行赋权。最后,利用该方法对2013年中国大陆31个省份的城乡统筹度进行了实证对比评价。由东部向西部,城乡统筹度呈现由强到弱的特征,并且强大的经济发展水平是城乡统筹协调发展的必要但非充分条件。     

基于判别空间条件熵加权的土地覆盖分类方法研究

针对遥感专题类别信息的机理问题,从土地覆盖参考数据的偏差程度对分类精度的影响角度,提出了一种基于判别空间条件熵加权的土地覆盖分类方法。引入判别空间模型概念,基于此模型生成土地覆盖数据类别,并分析了土地覆盖信息类别与数据类别的语义偏差出现的深层次原因;计算信息类别与数据类别的对应关系矩阵,据此得到二者的条件熵,实现对土地覆盖信息类别与数据类别的语义偏差的量化;根据信息类别与数据类别的条件熵计算修正判别变量的权重因子,实现基于判别空间条件熵加权的土地覆盖分类。采用一景SPOT-5影像进行分类实验,并利用同一地区的Landsat 5TM影像进行方法验证。实验表明,条件熵加权修正方法使土地覆盖分类精度有了显著提高,并对不同分辨率的遥感影像具有适用性。     

基于IGBP土地覆盖类型的中国陆地生态系统服务功能价值评估

以国际地圈生物圈(IGBP)所提供的1km^2分辨率土地覆盖分类数据和Costanza提出的生态系统服务功能价值,对中国陆地及各省市的生态系统服务功能价值进行评估。结果表明：中国陆地生态系统服务价值为40690亿元。与陈仲新所研究结果相比较,总体趋势一致,但价值量要小,原因有二：(1)表现为不同时期的中国陆地生态系统服务价值,经济的发展导致生态环境的恶化是生态系统服务价值降低的直接原因;(2)土地覆盖存在着尺度依赖和分类问题,1km^2分辨率的土地覆盖可能会忽略那些面积较小但生态价值很高的土地类型,因此使得计算结果偏小。计算出各省市的生态系统价值均能客观的反映该省的生态环境现状。比较分析各省生态系统服务价值及其1997年的国民生产总值(GDP),发现经济相对发达的省市存在环境质量管理与经济快速发展严重的脱节问题,环境承载能力的大大降低应引起人们的注意。归一化植被指数(NDVI)是土地覆盖分类的依据。探讨了各省典型月份的NDVI值与生态系统服务价值之间的关系,回归分析的复相关系数达0．789,证实了土地覆盖评估生态系统服务价值的可行性。由于测量精度问题及估算方法的不成熟,研究得出生态系统服务价值是一个保守的低值估算,有待于进一步的检验和改进。     

基于MODIS NDVI的新疆土地覆盖类型划分与潜在荒漠化区域探测

采用2002年MODIS 1km的全年NDVI时序数据对新疆及周边地区进行了土地覆盖分类,在分类的过程中重点强调了稀疏植被覆盖区域,这些区域具有潜在荒漠化的趋势。介绍了一种针对不同土地覆盖类型并能重点突出稀疏植被的分类方法,这种方法较好地综合了季节性影响因素和多变的自然条件影响因素。从16天合成的优化过的时序NDVI图像上,通过分析物候变化,可以获得较好的分类结果。将具有潜在荒漠化趋势的区域模型化研究以后,研究结果表明新疆及周边地区40万km2的土地有潜在荒漠化的趋势。由于MODIS NDVI数据覆盖范围较大,并且对植被的生长变化有较高的敏感度,所以它可以被有效地应用于监测大尺度环境变化和荒漠化进程。     

基于决策树和MODIS植被指数时间序列的中亚土地覆盖分类

利用MODIS植被指数时间序列对中亚土地覆盖类型分类进行了研究。MODIS数据时间分辨率高,时间序列数据可以表征植被生理活动的动态变化。从时间序列数据中提取植被物候信息,可以实现对不同土地覆盖类型的定量描述。MODIS数据质量信息波段,记录了研究区遥感数据质量,提供植被指数可用性、气溶胶处理、云、冰雪可能性、合成方法等信息,为植被指数时间序列噪声的去除提供一种新的方法。决策树分类结构清晰、不基于正态统计分布假设、效率高、分类精度高。分类结果与统计数据比较,两者一致性较好,精度验证总体精度95.76％,kappa系数0.9516。     

土地利用/土地覆盖变化的研究方法

文章从LUCC计划研究的主要内容入手,探讨了其相应的研究方法,提出了我国LUCC研究的新思路：(1)从研究的空间尺度来看,应遵循“先局部、再整体;既分工、又合作”的研究思路;(2)从研究的时间尺度来看,应遵循“聚焦近期、兼顾历史、瞄准未来”的研究思路,用考古等研究方法重现5000多年来各个时期的土地利用与土地覆盖状况,建立与竺可桢先生建立的5000年以来的气候变化序列相匹配的LUCC变化序列;(3)从研究的技术手段来看,应注意多源信息的复合使用,重视新技术(尤其是3S技术的集成使用)的运用;(4)开展跨学科研究;(5)结合国家建设与发展需要开展研究;(6)加强理论集成研究。     

基于MODIS数据的北京西北部地区土地覆盖分类研究

本文主要基于MODIS 16天合成的NDVI时间序列数据、8天合成 LST数据、1∶5万DEM数据以及其他辅助数据相结合,进行北京西北部地区土地覆盖分类的研究。首先选取适合于MODIS数据分类的土地覆盖分类系统,然后用PCA方法对NDVI时间序列数据进行信息增强与压缩处理,以排除各种干扰因素,提高分类精度。最后结合LST数据、DEM数据及降雨温度数据,利用?齂-均值非监督分类法,进行研究区的土地覆盖分类,经过分类后处理,得到北京西北部地区的土地覆盖分类图。分类结果表明,使用250m分辨率MODIS数据,结合本文所用方法,能够实现较大区域的土地覆盖分类,并且能达到较高的分类精度。     

基于MODIS数据的柴达木盆地南缘绿洲土地覆盖动态变化研究

基于遥感和GIS技术手段,利用2000—2009年生长季的MODIS数据对柴达木盆地南缘绿洲进行了土地覆盖分类,得到前期（2000—2004年）和后期（2005—2009年）两期土地分类图以及2000—2009年土地覆盖类型变化趋势图,分析了2000—2009年10 a尺度上该地区土地覆盖类型的面积变化以及空间分布格局。分析得知,柴达木盆地南缘绿洲同时存在两种演化趋势:绿洲化和荒漠化。近10 a来绿洲化的总面积为1 040 km2,占研究区面积的4.58%,主要集中在荒漠化区域与稳定区域之间;荒漠化的总面积为399 km2,占研究区面积的1.76%,其中80%集中在绿洲边缘（4 km以内）,也就是说,绿洲的边缘地区相对于绿洲的其他区域更易于发生荒漠化现象。从整个研究区来看,绿洲化趋势高于荒漠化趋势,其原因可能主要是由于近年来气候变暖,昆仑山上大量冰雪融化,为下游绿洲提供了一定的水资源,但绿洲上游一些地区人类活动的加剧使用了大量的水资源间接地影响了绿洲的演化,使得绿洲边缘水资源缺乏的地区荒漠化加剧。     

中国西部地区历史草地面积重建的方法——以甘宁青新区为例

历史草地面积重建作为历史土地利用与土地覆被变化研究的重要组成部分,可为区域乃至全球环境变化研究提供重要的基础数据。但受研究客体特性与重建资料多寡的制约,目前无论是数量估算上还是空间格局重建上均非常薄弱。本文试图在客观把握中国西部地区历史草地变化趋势与特征的基础上,利用现代遥感土地利用数据和潜在植被数据,确定土地垦殖前草地植被潜在分布范围;并结合历史耕地网格数据,构建以间接扣减为核心的草地面积重建方法;重建甘肃、宁夏、青海和新疆等省区过去300年的草地网格数据。结果表明：土地垦殖前,案例区草地覆被率高达40.87%。受土地垦殖的影响,在过去300年草地面积呈持续减少的态势。草地面积由1661年的1.11亿 hm²下降到1980年的1.03亿 hm²,并经历了1661—1724年的急剧减少、1724—1873年的缓慢减少和1873—1980年的快速减少三个时段,草地年均减少量分别为4.76万 hm²、0.75万 hm²和3.38万 hm²。在空间上,研究时段内草地垦殖区呈现出由甘肃、宁夏向青海、新疆转移的特点。以历史文献资料和1980年遥感草地网格数据为基础,对重建的草地数据开展了可靠性评估。评估显示,重建结果能够较好的再现草地变迁过程。本文构建的重建方法可被用于中国西部地区长时段的草地面积重建。     

复杂性科学视角下的土地利用/覆被变化

土地利用/覆被变化(LUCC)是当前全球变化研究的热点问题之一,它既是全球变化的重要原因之一,一定程度上又是全球变化的反映。土地利用／覆被变化和全球变化之间存在着极为复杂的反馈联系,片面的研究方法难以从整体上把握问题的本质。该文从复杂性科学的角度出发,分析土地利用/覆被变化的复杂性,认为驱动因素的多样性、系统要素作用的非线性和多方向性、时空异质性以及时空尺度多变性是土地利用／覆被变化复杂性的集中表现。实际研究中应注意把复杂性当作复杂性,通过定性与定量结合、微观研究与宏观研究结合等途径开展多学科综合研究,全面揭示土地利用/覆被变化问题的本质。