抚顺矿区1989-2019年土地利用/覆盖变化分析

为探讨抚顺矿区土地利用/覆盖变化及驱动力,该文以1989-2019年6期Landsat系列遥感影像为数据源,设计支持向量机(SVM)多分类器进行土地利用/覆盖分类,通过土地利用/覆盖格局分析、动态度分析和转移矩阵分析,探究类型结构的变化规律,并运用主成分分析法,揭示其主要驱动力.研究表明:1989-2019年,抚顺矿区土地利用/覆盖发生了明显的变化.在整体结构中,土地利用/覆盖类型以建设用地和耕地为主;土地利用/覆盖变化呈现出采矿用地和林地减少,建设用地和水域增加,耕地先增加后减少的趋势;采矿用地和建设用地的动态度分别在[-4％,1％]和[0,3％]内,表明采矿用地和建设用地变化较为显著.根据转移矩阵可知,采矿用地主要向耕地和林地转移,同时耕地和林地被建设用地占用.利用主成分分析方法对选取的12个驱动因子进行定量分析,得出主要驱动力为人口城镇化、经济发展水平的提升和原煤产量的降低.     

武汉市近20年土地利用/覆被变化遥感监测与分析

为探究武汉市土地利用时空变化特征,基于Landsat遥感影像数据,从土地利用动态度、土地利用状态指数两个方面分析了武汉市2000—2019年的土地利用时空变化格局.结果表明:①武汉市水域面积直线下降,下降速度较稳定,平均年缩减率为1.76％;而建设用地面积逐年增加,由市中心向四周呈"辐射式"扩张,增速逐渐减缓;②耕地和林地的状态指数均表现为先增后减的趋势,都在2005—2010年达到峰值0.4左右;建设用地和水域的状态指数变化整体比较稳定,分别在0.2、-0.2处波动变化,这表明建设用地呈扩张的趋势,而水域则呈缩减的趋势.     

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%。     

巴音河流域土地利用变化及驱动力分析

分析了近27 a青海省海西州巴音河流域土地利用时空变化,可为流域生态环境保护、土地利用方式优化和尕海国家湿地公园建设提供依据。在野外考察基本土地利用类型基础上,利用1990年、2000年、2010年和2017年Landsat卫星影像使用随机森林分类方法获取4期土地利用现状信息,通过运用转移矩阵、重心迁移模型定量计算,从面积变化、类型转化和空间格局变化三方面研究该流域土地利用变化时空特征,应用主成分分析方法定量确定了驱动因素。结果表明：在研究时间段内,林地、水域、草地面积先减少后增加;建设用地面积持续增加,耕地面积先增加后减少;耕地、建设用地、水域重心迁移明显,耕地、建设用地重心向西南方移动,水域重心向东北方移动。人类活动是流域土地利用变化最主要的原因,近年来温度升高和降水量的增加也是土地利用类型发生变化的重要因素。     

清水河流域1978-2010年土地利用变化时空特征

通过对1978年、1998年和2010年3期遥感影像目视解译获得3期土地利用数据,分析清水河流域1978－2010年土地利用变化时空特征。研究表明：清水河流域1978－2010年期间,农用地、难利用地面积持续减少,林地、建设用地面积持续增加,草地面积先有所减少后增多,除林地以外其它土地类型变化幅度后期都较前期大;流域土地利用转移方向主要是农用地转为低、中、高覆盖度草地、林地和建设用地,中覆盖度草地转为低、高覆盖度草地和林地,低覆盖度草地转为中、高覆盖度草地、林地。结果表明,近年来清水河流域水土保持措施效果明显。     

基于转移矩阵的城市土地利用变化分析

本文主要运用土地转移矩阵的方法分析土地利用的变化情况。土地转移矩阵相对于其他分析方法,其科学性及优势性在于矩阵的生成灵活多变,分析的结果不受地物类别、数量限制,同时又可以对多时期的数据进行分析处理。结果表明:2013年至2015年,研究区耕地、水域和草地面积呈减少趋势,而道路用地、房屋用地、附属设施用地和林地面积呈增加趋势。土地利用类型变化主要为草地变化为道路用地和房屋用地上。     

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。     

近25年来中国典型温带草原系统土地覆被变化及NPP响应——以皇甫川流域为例

以皇甫川流域为研究区域,定量分析皇甫川流域土地利用变化,采用光能利用率模型,研究1987年、1995年、2000年、2007年和2011年7月份皇甫川流域植被净第一性生产力(net primary productivity,NPP)的动态变化。结果表明:研究区建设用地、林地面积逐渐增加,水域面积逐渐减小,耕地、草地、灌丛、裸岩和沙地呈波动变化;5个时期皇甫川流域NPP总量分别为28.12 Gg C,53.47 Gg C,73.23 Gg C,157.92 Gg C和78.52 Gg C;1987—1995年间,草地转移为灌丛是NPP增加的主要原因;1995—2000年间,裸岩减少是NPP增加的主要原因;2000—2007年间,灌丛转移为草地是NPP增加的主要原因;2007—2011年间,草地转移为灌丛是NPP减少的主要原因。研究结果对温带草原系统土地资源合理利用、土地利用结构优化、脆弱生态环境改善具有重要的理论与实践意义。     

焦作市1980～2000年土地利用时空变化分析

采用GIS技术,对焦作市1980~2000年土地利用结构的时空变化进行分析。研究表明,焦作市土地利用结构发生了较大变化:耕地、草地、城镇用地经历了一个先增加后减少的过程;水域、农村居民点与未利用地的面积先减少后增加;其他建设用地一直处于增加状态;林地和滩涂一直处于减少状态。20 a间焦作市的土地利用变化主要集中在耕地、林地、草地、水域、滩涂、农村居民点之间的相互转换。     

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.     

Changing landscape in the Three Gorges Reservoir Area of Yangtze River from 1977 to 2005: Land use/land cover,vegetation cover changes estimated using multi-source satellite data

The eco-environment in the Three Gorges Reservoir Area (TGRA) in China has received much attention due to the construction of the Three Gorges Hydropower Station. Land use/land cover changes (LUCC) are a major cause of ecological environmental changes. In this paper, the spatial landscape dynamics from 1978 to 2005 in this area are monitored and recent changes are analyzed, using the Landsat TM (MSS) images of 1978, 1988, 1995, 2000 and 2005. Vegetation cover fractions for a vegetation cover analysis are retrieved from MODIS/Terra imagery from 2000 to 2006, being the period before and after the rising water level of the reservoir. Several analytical indices have been used to analyze spatial and temporal changes. Results indicate that cropland, woodland, and grassland areas reduced continuously over the past 30 years, while river and built-up area increased by 2.79% and 4.45% from 2000 to 2005, respectively. The built-up area increased at the cost of decreased cropland, woodland and grassland. The vegetation cover fraction increased slightly. We conclude that significant changes in land use/land cover have occurred in the Three Gorges Reservoir Area. The main cause is a continuous economic and urban/rural development, followed by environmental management policies after construction of the Three Gorges Dam.     

基于遥感的长沙市城市热岛与土地利用/覆盖变化研究

基于多时相Landsat TM/ETM+影像,首先计算长沙市地表亮度温度,然后利用NDVI(归一化植被指数)、MNDWI(改进 的归一化水体指数)、NDBI(归一化建筑指数)和NDBaI(归一化裸土指数)4个指数,采用决策树分类方法对长沙市影像进行 土地利用/覆盖分类。在此基础上,对长沙市城市热岛的空间分布特征、时空演变特征以及城市热岛与土地利用/覆盖变化和各种影 响因子之间的关系进行研究。结果表明,随着长沙市城区范围的不断扩张,城市热岛范围也不断增大; 土地利用/覆盖类型的变化 会改变地表温度的空间分布,城市用地和裸地是城市热岛强度的主要贡献因素,水体和林地具有较好的降温作用。地表温度与4种 归一化指数的回归分析表明,它们之间存在明显的相关性,不同土地利用/覆盖类型的地表温度存在较大差异。     

1980—2015年中国建设用地变化研究

土地特别是建设用地的空间格局与演变是城镇研究的热点问题。本文利用1980、1990、1995、2000、2005、2010、2015年7期的中国土地利用遥感数据,对1980—2015年中国建设用地变化进行了系统性的分析。研究工作主要有：①计算1980—2015年中国的城镇用地、农村居民点、其他建设用地及总建设用地的面积和增长率,从而得到1980—2015年中国的建设用地变化速率。②运用GIS软件中的联合分析工具,得到1980—2015年中国建设用地空间变化格局。③制作土地利用转移矩阵,从而得到1980—2015年中国建设用地结构变化情况。研究表明,中国建设用地整体上表现为持续扩张的态势;东部及沿海地区增长速度较快,青藏高原基本无变化,中部及东北地区增长速度较缓,西北地区有少量增加;增加建设用地以耕地转入为主。     

Satellite-based analysis of the role of land use/land cover and vegetation density on surface temperature regime of Delhi,India

The knowledge of the surface temperature is important to a range of issues and themes in earth sciences central to urban climatology, global environmental change and human-environment interactions. The study analyses land surface temperature (LST) estimation using temporal ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) datasets (day time and night time) over National Capital Territory Delhi using the surface emissivity information at pixel level. The spatial variations of LST over different land use/land cover (LU/LC) at day time and night time were analysed and relationship between the spatial distribution of LU/LC and vegetation density with LST was developed. Minimum noise fraction (MNF) was used for LU/LC classification which gave better accuracy than classification with original bands. The satellite derived emissivity values were found to be in good agreement with literature and field measured values. It was observed that fallow land, waste land/bare soil, commercial/industrial and high dense built-up area have high surface temperature values during day time, compared to those over water bodies, agricultural cropland, and dense vegetation. During night time high surface temperature values are found over high dense built-up, water bodies, commercial/industrial and low dense built-up than over fallow land, dense vegetation and agricultural cropland. It was found that there is a strong negative correlation between surface temperature and NDVI over dense vegetation, sparse vegetation and low dense built-up area while with fraction vegetation cover, it indicates a moderate negative correlation. The results suggest that the methodology is feasible to estimate NDVI, surface emissivity and surface temperature with reasonable accuracy over heterogeneous urban area. The analysis also indicates that the relationship between the spatial distribution of LU/LC and vegetation density is closely related to the development of urban heat islands (UHI).     

GEE平台和CART方法的北京市土地解译

针对传统遥感影像解译效率较低、人力物力需求量大等问题,该文以谷歌地球引擎为依托平台,利用Landsat5TM影像,采用分类回归树算法对2010年北京市土地覆被/土地利用类型开展了解译研究,并从类型构成、类型混淆和空间一致性3个方面将解译所得LUC-2010产品与Globeland30-2010产品进行空间一致性分析。研究表明,谷歌地球引擎(GEE)平台通过编程运算,数据处理速度极快,大幅提高工作效率。解译产品与训练样本交叉验证的学习精度为94.2%。两套产品总体对比发现,林地、水体和耕地的空间一致性比率分别为84.28%、74.75%和73.56%;林地、水体和人工地表的地类纯净度分别为87.23%、77.04%和72.97%;总体分布空间一致性为74.0%。两套产品局部对比发现,LUC-2010产品分类结果更准确和精细,精度更高。     

基于CLUE-S模型和生态安全格局的石羊河流域土地利用优化配置

以典型干旱内陆河流域石羊河为例,将GIS技术、最小累积阻力（minimum cumulative resistance,MCR）模型和CLUE-S（conversion of land use and its effects at small regional extent）模型应用到该流域土地利用优化配置研究中。通过景观安全格局理论构建土地利用生态安全格局,基于土地利用空间分布和驱动因子的定量关系,提出一种基于生态安全格局的土地利用情景模拟方法,借助1986年、2000年和2014年3期土地利用数据对石羊河流域生态安全格局情景、耕地保护情景和自然发展情景3种模式下2030年的土地利用结构和布局进行了优化配置,并对优化配置结果进行比较分析。结果表明,在生态安全情景下耕地有所减少,林地、草地和水域有较明显增加;耕地保护情景以土地开发和整治及宅基地还耕为主要目标,科学有效控制了建设用地规模,大力开发未利用地潜力;自然发展情景综合考虑了目前发展情况和宏观政策指导下各土地利用类型的数量及空间结构发展情况。综合考虑石羊河流域社会经济、生态及耕地保护等多方面的因素,研究结果认为耕地保护情景更为合理,其它两种情景可为耕地保护情景进行补充和局部修正。该结果可为石羊河流域土地利用总体规划和生态保护提供参考。     

基于遥感影像的临湘市土地利用/覆盖时空变化研究

以1996年、2006年、与2011年TM影像和2016年OLI影像为主要数据源,利用监督分类方法提取临湘市土地利用信息.应用转移矩阵、变化指数和信息熵模型,分析了土地利用类型的时空变化规律.研究表明,水域以平均每年0.854％ 的速率增加,耕地以平均每年2.327％ 的速率减少,林地以平均每年3.195％ 的速率增加...     

基于DEM的龙口市土地利用空间格局与时空变化研究

本文以龙口市为例,在ARCG IS软件的支持下,分别从高程、坡度与坡向三个方面,对研究区内的耕地、园地、林地和建设用地四种土地利用类型,进行了空间格局与时空变化研究。研究结果表明:从1989年到2005年的17年间,耕地总数在减少,但其分布仍主要集中于低地形等级上。园地的面积增加较多,空间分布上,有向地形高等级发展的趋势,说明园地对各地形因子的适应性较强。林地主要分布于高海拔,大坡度的区域,这有利于防止水土流失。建设用地基本上不受地形的限制,其分布主要是人类活动的结果,因此它在各地形等级的变化表现不明显。通过对土地利用空间格局指标及参数特征的定量分析,将有助于优化该区土地利用结构,实现不同地形上土地利用类型的合理布局,促进区域持续发展。     

基于遥感影像的武汉市2003～2015年城区扩张及驱动力分析

以Landsat TM/OLI遥感影像为数据源,将武汉市土地利用分类情况主要分为建成区、植被、水体三类.通过统计对比2003～2015年的各类土地面积变化发现,武汉市建成区的面积呈逐年增加的趋势.结合分析各类统计数据得出影响武汉市城区扩张的驱动力因子中,地理环境、交通因素和人口因素为其扩张的基础条件,经济结构的转变是推动主城区向外扩张的内在动力,宏观规划政策的调控起着外在的引导作用.     

Studying Changes in Land Use Within the Poyang Lake Region

Poyang Lake is the largest freshwater lake in China. Because the lake is faced with a series of ecological and environmental problems, it is important and necessary to study the land use changes in the Poyang Lake region. In this study, Landsat images from 1976, 1989, 1999 and 2009, were used along with other evaluation methods (quantitative analysis of changes in land use, land use dynamic, degree and transfer matrix analyses) to investigate the changes in land use within the Poyang Lake region from 1976 to 2009. Land use was classified into seven types: cropland, woodland, grassland, the water body, construction land, bottomland and unused land. Areas of cropland, bottomland and the water body were decreasing although the area of the water body decreased relatively slowly. However, areas of construction land, grassland, woodland and unused land increased to a certain extent, with unused land increasing the most rapidly given its smaller proportion compared to the other types. All land types in the study region had different levels of conversion between other types of land. As a whole, the decrease in cropland and the increase in construction land, woodland and grassland were caused by human activities and the conservation policies such as Grain-for-Green and “returning farm to lake”. However, the decrease in the water body area was mainly influenced by natural factors and human activities. Changes in the area of bottomland were mainly influenced by water levels and human farming activities.