利用高分辨率卫星影像分析工业城市的土地利用

The spatial differentiation of land use changes of Tuticorin is studied using high resolution LISS III satellite imagery and Maximum Likelihood algorithms. The classification accuracy of 95.2% was obtained. In this study,the land use of Tuticorin is classified as settlement,salt pan,agricultural land,wasteland,water bodies and shrubs. The settlement area is increased to 4.6 km2 during the year 2001 and 2006. The settlement area change is mainly driven by growth of industries and migration of people from peripheral villages. Shrub is increased to 3.63 km2 in the six year period. Water logging due to growth of shrubs in Tuticorin leads to several environmental and health hazard. This study warrants proper urban planning for Tuticorin for sustainable use of resource and environment.     

Monitoring land use change in the Badia transition zone in Jordan using aerial photography and satellite imagery

Detection of land use change makes a valuable contribution to the planning and monitoring of drylands. Land use changes at four sites within the Badia transition zone of Jordan were investigated and quantified over the period from 1953 to 1992 using black and white aerial photographs and SPOT PAN satellite imagery digitally merged with Landsat TM. Land use interpretation was checked in the field, and analysed using a Geographical Information System (GIS). Results indicated that land use changes have altered the character of the selected study sites. The important land use changes were from rangeland to rain-fed cultivation, irrigated fields and urban settlements. The increased agricultural activity was reflected in the land use maps through the 39-year period with the appearance of irrigated fields between 1978 and 1992. The land use changes are mainly attributed to the high population growth rate in Jordan and in the Badia, socio-economic change amongst Beduoin and farmers, the land tenure system and to a minor extent environmental factors.     

南京市热岛效应变化时空特征及其与土地利用变化的关系

利用遥感数据和气象统计数据分析自1985年以来南京市热岛效应变化的时空特征及其与土地利用变化的关系。结果表明:自1985年以来,南京市热岛效应强度和范围在增长。南京市的年均温逐年上升,与郊区六合县的温差呈上升趋势;南京市建成区内4级热岛效应面积增加了107.88km²。热岛效应增长在空间上存在差异,大厂>雨花台>市辖区>栖霞>浦口>江宁。南京市土地利用变化的结果使得热岛效应空间分布更广泛,城镇居民点及工矿用地利用强度变化最大的地方即城市热岛效应增加最多的地方,两者在空间上具有很好的吻合;而和城镇居民点及工矿用地的扩展规模没有很好的空间相关性。     

江汉平原土地利用的时空变化及其驱动因素分析

采用遥感、GIS一体化技术,利用1989～1990、1995～1996和1999～2000年获取的三期陆地资源卫星图像,对江汉平原土地利用10年变化和以1995～1996年为界的前后两个5年变化的时空特征进行了分析,并探讨了变化的驱动因素。结果表明,该区的土地利用在不同的时间及空间尺度上有明显不同的特点。10年间,耕地减少近5万hm²,其中,前5年的减少量占多数,达6783%。各类建设用地总计增加了156万hm²,其中,前5年的增加量是后5年的2倍。水域面积在10年间增加了达到354万hm²,后5年的增幅不到前期的1/2。土地利用变化最快的区域均处于工业经济较发达、城市化较快的地区如武汉、仙桃,变化最慢的区域在监利、松滋、天门等地。政策、社会经济与科技因素对土地利用随时间尺度的变化有决定性的影响。     

2015—2020年中国土地利用变化遥感制图及时空特征分析

持续地开展国家尺度土地利用/覆盖变化遥感监测对于新时代国土空间规划和“美丽中国”蓝图绘制具有重要的科学价值。本文采用Landsat 8 OLI、GF-2等卫星遥感数据,融合遥感大数据云计算和专家知识辅助人机交互解译方法,研发了中国土地利用变化（2015—2020年）和2020年土地利用现状矢量数据（CLUD 2020）,建立了完整的30 a（20世纪80年代末—2020年）每隔5 a的30 m分辨率中国土地利用动态数据库。基于CLUD 2020数据,从全国和区域两个尺度揭示了2015—2020年中国土地利用变化的总体规律、区域分异和主要特征。研究表明：将遥感大数据云计算生成的30 m分辨率植被覆盖变化和地表类型变化检测信息融入到人机交互遥感解译方法,可有效地提高大范围土地利用变化遥感制图的效率和变化图斑辨识的准确性;精度评价表明,CLUD 2020一级类型制图的综合精度达95%。总体上,全国范围内国土空间开发强度与2010—2015年比较进入相对稳定状态。期间全国耕地面积仍保持减少态势,空间分异特征为耕地南减北增,东北松嫩平原及其与三江平原交界区大规模的旱地向水田转移,西北新疆南部开垦和北部退耕/撂荒并存;全国城乡建设用地持续增加,空间分异特征表现为由以往的沿海地区和超大、大城市集聚转向中西部地区的大中小城镇周边蔓延为主。全国范围的林草自然生态用地面积持续减少,但强度与2010—2015年比较有所下降;受气候变化的持续影响,青藏高原地区的河流湖泊等水域面积显著增加。以上土地利用变化格局与“十三五”期间国家高质量发展、生态文明建设宏观战略和气候变化的影响密切相关。     

An intelligent spatial land use planning support system using socially rational agents

This research presents an intelligent planning support system based on multi-agent systems for spatial urban land use planning. The proposed system consists of two main phases: a pre-negotiation phase and an automated negotiation phase. The pre-negotiation phase involves interaction between human actors and intelligent software agents in order to elicit the actors’ social preferences. The agents employ social value orientation theory, which is rooted in social psychology, in order to model actors’ social preferences. The automated negotiation phase involves negotiation among autonomous software agents, the aim being to achieve consensus about the spatial problem on behalf of the relevant actors and using the information obtained.

This study employs a computationally effective Bayesian learning technique, along with social value orientation theory, to design socially rational intelligent agents who work on behalf of real actors. The proposed system is applied to a real world urban land use planning case study. Human actors participate in a pre-negotiation phase, and their social preferences are elicited by intelligent software agents through a number of interactions. Then, software agents come together to engage in an automated negotiation phase and eventually reach an agreement on the spatial configuration of urban land uses on behalf of the actors. The results of the study show that the proposed system is effective at performing an automated negotiation, plus that the final plan – which is the output of the automated negotiation – produces higher social utility and better spatial land use configurations for the agents.     

地理学视角下土地利用/覆被分类发展探讨

随着对地观测和互联网技术的发展,地理大数据时代正在到来,其多尺度、长时序、多模态等海量“超”覆盖数据为土地利用/覆被（Land Use/Land Cover, 简称LULC）分类及变化检测带来巨大的机遇,支撑着新时代人、地两大系统相互作用关系的认知和实践。然而,多数地理学者认为地理学基本原理与核心思想并未因为大数据的到来而发生本质性变化。所以,从地理学基本原理角度理解LULC分类的发展,尤其在地理大数据时代的发展方向,不失为一条可行的途径。为此,本文从区域、尺度、综合三方面的地理学基本原理视角将LULC分类技术的发展划分为地球观测数据匮乏阶段、人类行为数据融合阶段以及地理大数据“超”覆盖阶段分别探讨分析,以期主动把握LULC分类技术及应用的未来发展趋势。研究结果显示：在地球观测数据匮乏阶段,LULC分类多以类型还不丰富的遥感数据源,在空间分辨率较低的像元尺度上,进行以地表覆被状态为主的分类;发展到人类行为数据融合阶段,LULC分类在城市区域率先出现了对地观测数据和人类行为数据相融合,在街区尺度上进行以空间功能异质性划分、识别为主导的城市功能区分类;在地理大数据“超”覆盖阶段,LULC分类将实现多尺度协同、面向全空间的功能异质性划分,并在主体功能的基础上融合“社会-经济-自然”多维定量属性,本文称之为“空间场景”。希望本文的探讨能够为地理大数据时代LULC分类的新技术发展和新产品应用提供有益启示。     

龙口市海岸带土地利用动态变化分析

利用多期遥感数据,采用目视解译和人机交互计算机分类技术提取1984至2004年间龙口市海岸带土地利用信息,从土地利用总量变化、土地利用变化速度、土地利用类型之间的相互转化、土地利用类型变化的海岸区位效应等方面分析龙口市海岸带动态变化特点。研究结果表明,20年间龙口市海岸带一半以上的土地类型发生了变化,变化速度逐年增加,后期明显大于前期;转化方向上主要表现在耕地向园地的转化,其次是耕地、园地、林地向建设用地的转化;变化的区位特征是距海越近,海岸带特征地类的变化越明显,反之,距海越远,内陆土地利用变化的特点表现得越突出。     

徐州城区土地利用变化过程与格局

基于1994、2003年的土地利用现状图,1987、1994、2000、2003和2007年5个时相的Landsat TM遥感影像,构建了矿业城市徐州的城区土地利用时空变化数据库,以此为基础,采用动态度、强度、开发度、耗减度等数量变化模型及重心模型、插值分析、各向异性和扇形分析等空间分析方法,揭示了徐州城区土地利用变化过程与格局特征,并对其驱动力进行分析.研究表明:耕地的减少和建设用地的增加是研究区土地利用变化的总体特征;矿产资源的分布影响城市用地格局,资源生命周期影响城市用地格局演化;城市建设用地扩展空间异性逐步增强,并呈现出阶段性演化特征;研究区土地利用格局及其演化是自然条件、矿产资源、经济因素、城市规划、交通等多因素综合作用的结果.     

城市企业社区用地更新潜力分析框架与应用

用地更新潜力分析是践行集约利用空间与城市更新、可持续性城市建设的重要基础,对认识城市土地利用、居住空间转型与治理意义重大,包括面积更新潜力与集约利用潜力。从社区土地面积、空间集约利用和两者关联性3个维度出发,采用企业社区兴趣点、兴趣面数据与建筑基底数据,以及景观格局指数、区位熵、重要性—绩效分析等方法,构建城市企业社区用地更新潜力分析框架,探究用地更新潜力特征,以西安市为案例进行验证。结果表明：① 企业社区总更新潜力933.56 hm²,平均面积1.63 hm²。小型企业社区（0.07~1.18 hm²）居多（62.87%）,面积更新潜力较小（19.42%）,相对集聚于内部市区,桃园路、土门、长乐中路等街道。面积大的数量少,分散在外围市区,洪庆、纺织城、鱼化寨等街道;② 绝大多数企业社区（93.01%）在立体空间上有集约利用潜力,整体呈东西两头稍高、内城中间低的略“U”型分异,以及南部向中北部地区近线性增加趋势;③ 集约利用潜力大的企业社区（A型）占20.63%,平均楼层高度3.31层,以土门、桃园路、纺织城、韩森寨等街道为主。集约利用潜力较大的企业社区（B型）占55.94%,平均5.24层,小集聚、大分散,长乐中路、纺织城、电子城、桃园路等街道分布多;④ 面积更新潜力与集约利用潜力大的高—高型企业社区占13.46%（77个）,主要在中心城区外围,纺织城、电子城、枣园、韩森寨等街道;面积更新潜力小集约利用潜力大的低—高型企业社区占30.07%（172个）,土门、纺织城、桃园路、电子城等街道为主;需要重点关注高—高型和低—高型企业社区更新改造与未来发展建设。应用过程与分析框架匹配,结果与现实较吻合,体现方法架构的逻辑性。研究有助于深化内城居住空间演替理论、新城市主义与城市更新理论。     

多源遥感土地覆被产品在欧洲地区的一致性分析

土地覆被的空间分布格局及其动态变化对于全球变化、区域可持续发展等研究具有重要意义,卫星遥感是唯一能够快速获取大尺度区域土地覆被信息的方法。基于GLOBCOVER2005、GLOBCOVER2009、GLC2000、MODIS2000等4种全球卫星遥感土地覆被产品,研究其在欧洲地区的一致性。结果表明：① 4种产品对于欧洲土地覆被构成特征的刻画基本一致,即以耕地、林地为主,以草地、水体、灌丛等其他类型为辅;② 4种产品对耕地、林地识别的混淆程度最低、一致性最好,对草地、灌丛、裸地识别的混淆程度最高、一致性最差;③ 欧洲有75%的土地具有较高的一致性。斯堪的纳维亚半岛东侧及北欧地区、中欧—东欧大平原及巴黎盆地等地区的一致性最好,斯堪的纳维亚半岛西侧、科拉半岛、伯朝拉河—新地岛、伊比利亚半岛以及伏尔加河流域下游等地区的一致性最差;④ 4种产品两两比较时,参考精度大致在38.56%~77.65%之间。GLOBCOVER2009/GLOBCOVER2005组合的参考精度最高,反映出土地覆被变化所引起的误差远小于不同制作机构、不同数据源、不同判读方法所引起的制作误差。     

Mapping the agricultural land use of the North China Plain in 2002 and 2012

Journal of Geographical Sciences - Based on the MODIS NDVI data and Landsat TM/ETM data of 2002 and 2012, this paper extracts the planting area of winter wheat—summer maize, single spring...     

The spatial-temporal changes of the land use/cover in the Dongting Lake area during the last decade

The research on the land use/cover change is one of the frontiers and the hot spots in the global change research. Based on the Chinese resource and environment spatial-temporal database, and using the Landsat TM and ETM data of 1990 and 2000 respectively, we analyzed the spatial-temporal characteristics of land use/cover changes in the Dongting Lake area during the last decade. The result shows that during the last ten years there were three land-use types that had changed remarkably. The cultivated land decreased by 0.57% of the total cultivated land. The built-up land and water area expanded, with an increase of 8.97% and 0.43% respectively. The conversion between land use types mostly happened among these three land-use types, especially frequently between cultivated land and water area. The land-use change speed of land-use type is different. Three cities experienced the greatest degree of land-use change among all the administrative districts, which means that the land use in these cities changed much quickly. The following changed area was the west and south of the Dongting Lake area. The slowest changed area is the north and east area.     

近10年洞庭湖区土地利用变化时空特征

The research on the land use/cover change is one of the frontiers and the hot spots in the global change research. Based on the Chinese resource and environment spatial-temporal database,and using the Landsat TM and ETM data of 1990 and 2000 respectively, we analyzed the spatial-temporal characteristics of land use/cover changes in the Dongting Lake area during the last decade. The result shows that during the last ten years there were three land-use types that had changed remarkably. The cultivated land decreased by 0.57% of the total cultivated land. The built-up land and water area expanded, with an increase of 8.97% and 0.43% respectively. The conversion between land use types mostly happened among these three land-use types, especially frequently between cultivated land and water area. The land-use change speed of land-use type is different. Three cities experienced the greatest degree of land-use change among all the administrative districts, which means that the land use in these cities changed much quickly. The following changed area was the west and south of the Dongting Lake area. The slowest changed area is the north and east area.     

Remote-sensing data reveals the response of soil erosion intensity to land use change in Loess Plateau,China

Developing an effective approach to rapidly assess the effects of restoration projects on soil erosion intensity and their extensive spatial and temporal dynamics is important for regional ecosystem management and the development of soil conservation strategies in the future. This study applied a model that was developed at the pixel scale using water soil erosion indicators (land use, vegetation coverage and slope) to assess the soil erosion intensity in the Loess Plateau, China. Landsat TM/ETM+ images in 2000, 2005 and 2010 were used to produce land use maps based on the object-oriented classification method. The MODIS product MOD13Q1 was adopted to derive the vegetation coverage maps. The slope gradient maps were calculated based on data from the digital elevation model. The area of water soil-eroded land was classified into six grades by integrating slope gradients, land use and vegetation coverage. Results show that the Grain-To-Green Project in the Loess Plateau worked based on the land use changes from 2000 to 2010 and enhanced vegetation restoration and ecological conservation. These projects effectively prevented soil erosion. During this period, lands with moderate, severe, more severe and extremely severe soil erosion intensities significantly decreased and changed into less severe levels, respectively. Lands with slight and light soil erosion intensities increased. However, the total soil-eroded area in the Loess Plateau was reduced. The contributions of the seven provinces to the total soil-eroded area in the Loess Plateau and the composition of the soil erosion intensity level in each province are different. Lands with severe, more severe and extremely severe soil erosion intensities are mainly distributed in Qinghai, Ningxia, Gansu and Inner Mongolia. These areas, although relatively small, must be prioritised and preferentially treated.     

土地利用规划环境影响评价指标与案例

土地利用规划环境影响评价,是针对土地利用的宏观结构调整与布局对环境与生态的可能影响作出的预测性评估。本文从生态保护、土地退化防治、耕地资源保障、建设用地增长的适度性与后效、耕地占补平衡的生态风险等5个方面,设计了11个指标用于预测和评估土地利用规划对环境、生态和土地资源的可能影响程度,并以《1997~2010年全国土地利用总体规划纲要》为案例进行了实际应用。结果表明,所提出的指标能较好的预估土地利用规划方案的实施对环境、生态和土地资源的潜在影响,为规避土地利用调整可能出现的不良环境与生态影响,提供有益的决策支持。     

峰丛洼地石漠化景观演化与土地利用模式

峰丛洼地石漠化景观格局是土壤分布空间格局的制约下,岩溶生态系统对植被强烈依附性条下,由不同类型人类活动决定的。农耕、放牧和砍伐是最主要的破坏峰丛植被的人类活动;缓坡耕地形成轻度石漠化景观;陡坡地形成中度石漠化景观,因坡面土壤流失,演化为更高等级石漠化景观;峰丛陡坡放牧和砍伐都可能直接形成峰丛上部大面积中-强度石漠化景观,出现峰丛坡面石漠化景观分异,产生不同的土地利用模式。     

基于多期数据集的中亚五国土地利用/覆盖变化分析

针对目前中亚地区土地利用变化和分布格局方面的信息相对匮乏,现有资料较为陈旧且零散,无法满足中亚生态与环境变化研究需求的现状,利用全球的UMD, DISCover,GLC2000,GlobCover2005和GlobCover2009的5期土地覆被遥感数据集,提取中亚地区长时间序列土地覆被信息。并针对上述4个土地覆被分类系统无法进行直接对比和变化分析的问题,分别将其综合为4类土地覆被类型：耕地、自然植被、水体和其他,以分析近30 a中亚土地利用/土地覆被变化趋势。中亚土地利用类型多样,草地、裸地、农田、灌丛占绝对优势。自前苏联解体以后,20世纪90年代初至2000年期间,耕地面积大幅度减少,至2010年尽管有所恢复,但仍无法达到20世纪90年代初水平。而自然植被表现出了相反的趋势,这说明在此时间段内,由于社会政治制度的变化和市场经济的建立,耕地发生了较大规模的弃耕,弃耕地通常转换为草地、灌丛等自然植被。近10 a由于社会经济条件的变化,前苏联解体后所弃耕的土地又被收复和重新开发为耕地。90年代初至2000年期间,水体呈现先减少后增加的趋势。利用全球基于多期不同信息源获得的中亚土地覆被数据,尽管分类体系不统一,但均可较好地表征当时地表覆被状况。这在一定程度上弥补了中亚地区土地覆被数据不足的现状。通过对耕地、自然植被、水体及其他土地覆被类型进行大类合并,可基本体现中亚土地覆被的宏观特征和变化趋势。     

基于矢量网格的城市土地利用邻里模式研究

城市土地利用的空间分布特征一直是城市地理和城市规划领域关注的重点问题,对城市土地利用空间模式的研究有助于理解城市系统的运行状态。在分析现有城市空间结构和城市土地利用模式的基础上,从两个方面对现有基于富集因子的分析方法提出改进,一是采用矢量网格以减少分析的误差,二是采用斜网格和曼哈顿距离来对空间临近关系进行界定。采用这一方法对深圳市2015年6类城市土地利用数据进行分析,得到邻里尺度上各类用地之间富集度随距离变化的3种模式。模式I中,同类用地间的富集度在短距离内较大,且其值随着距离的增加而减小并趋于0,表明同类用地间在较短距离内相互吸引,而吸引力随着距离增加而减弱。在不同类型用地间的模式II和模式III中,富集度在较短距离内为负值,但是在模式II中,富集度随着距离的增加而逐渐增加并趋于0,表明不同用地间短距离内相互排斥,且排斥作用随着距离增加而减弱;而在模式III中,富集度则随着距离增加而快速上升到正值,然后逐渐下降并趋于0,表明不同类型用地在较短距离内相互排斥,但随着距离增加很快变为相互吸引,最后吸引力随着距离增加慢慢减弱。结果表明,相对于基于栅格网的分析方法,基于矢量斜网格的分析方法能够显著降低分析误差。     

Evaluation,simulation, and optimization of land use spatial patterns for high-quality development: A case study of Zhengzhou city,China

Journal of Geographical Sciences - High-intensity land use and resource overloaded-induced regional land use spatial pattern (LUSP) are essential and challenging for high-quality development. The...