论太原城区用地空间扩张和驱动机制

基于历史地图、地形图和遥感影像等多源空间数据提取1911年以来太原城区边界和城市范围,建立了现代“3S”技术与历史资料之间的联系,反映了城市扩张的时空变换过程,从城市土地利用扩张特征及驱动力两个方面分析了太原城区土地利用扩张过程。研究表明：1949年之前城区面积以极低的速率增加;1949-1982年,太原城区呈现缓慢波动增长趋势;1982-2011年城市用地急速扩张;太原城区的用地扩张与人口增长和经济发展关系密切,2011年的城区面积分别为1911年和1949年的36.21倍和13.50倍,2011年的城区人口分别为1911年和1949年的36.83倍和18.09倍,工业总产值实现了从无到有、从少量到巨大的过程,人口增长和经济发展是城区扩张的最主要驱动力。太原城区在未来的发展中应理性扩展城市空间,以集约和节约用地的理念指导城市发展,提高用地效率,实现城市空间的可持续扩张。     

花垣县铅锌矿采矿用地时空变化特征及其驱动力分析

矿产资源开发给人们带来经济效益的同时也引发了一系列环境问题。采矿用地的合理开发与利用备受国土部门及社会的关注。本文运用RS决策树分类和GIS空间分析技术、采矿用地动态变化模型、地物转移矩阵以及质心迁移法,研究了花垣县铅锌矿采矿用地的面积数量变化、空间格局演变及其驱动力分析,结果显示:(1)1990~2014年间,1990年尚未有铅锌矿采矿用地,自1999年建成三个矿山以来,铅锌矿采矿用地呈持续增长的趋势,且其主要来源于林地;(2)受铅锌矿化带成矿条件的影响,从采矿用地的空间格局变化来看,采矿用地扩张趋势是以李梅铅锌矿区为中心,顺矿化带从东北向西南方向扩张;(3)受社会经济因素的影响以及政策的制约,1999~2003年、2003~2009年、2009~2014年三个阶段的变化状态呈现加速再减速的过程,其变化速率在研究时段内呈"Λ"态势;(4)政策管控、引导及民众配合,是推动未来矿山走向有序开发和合理利用的最具执行力和最有效的方式。研究采矿用地时空变化特征及其驱动力分析,对矿山开采规划和统筹发展具有现实指导意义。     

基于“城市─农村”视角城市建设用地规模预测研究——以四平市为例

伴随我国城市化的进程飞速发展,在促进经济快速发展的同时,城市建设用地不断扩张而蚕食良田,粮食安全受到严重威胁。如何预测城市建设用地规模,成为学者们研究的热点。城市拉力和农村推力两者共同合力影响城市建设用地扩张,而非单一影响因素的结果。本文把四平市作为研究对象,基于"城市─农村"合力视角,构建影响建设用地扩张的影响因子,用相关分析对其相关性进行研究,采用BP神经网络做出预测,结果表明BP神经网络预测出的结果相比于灰色预测的结果预测精度更高。     

基于FLUS的长春市土地利用动态变化与预测分析

研究城乡土地利用变化规律与驱动机制,有利于实现区域土地资源可持续发展。本文以长春市为例,以监督分类与人工解译相结合的方式对1997、2007和2017年Landsat卫星影像进行分类,总体精度分别为93.06%,90.70%和94.12%。1997-2017年,草地、耕地和其他土地面积分别减少354.74、922.11和55.35 km²,建设用地、水域和林地面积分别增加1 154.14、70.38和107.54 km²,整体表现为建设用地向周边扩张,侵占其他用地类型面积。利用未来土地利用模拟（future land use simulation,FLUS）模型,以2007年分类数据为基础,结合地形、交通区位和社会经济等土地利用变化驱动因子,仿真2017年土地利用格局,仿真结果与真实情况吻合较好,仿真精度达85.10%,Kappa系数为0.821 2,验证了模型和驱动因子精度可靠,符合土地利用变化趋势。以此模型因子预测2027年土地利用格局,结果表明：在城镇周围,建设用地将持续侵占耕地、林地、草地和其他土地的面积,但趋势减缓,同时林地面积和水域面积增加。     

贵州省大方县人类活动对土地利用的影响

基于分区—分层—分波段方法,对贵州省大方县1988年、2001年、2009年三期TM影像进行土地利用类型分类,并对其时空变化规律进行分析。结果表明:三个时间段内耕地既有扩张也有缩减,但总体面积减少,减少幅度为33%;林地扩张范围大于退缩范围,总体面积增加,增加幅度为34%;草地面积先减少后增加,空间格局变化剧烈,总体减幅为11%;建设用地数量上持续扩张,增幅比例最大,增幅达715%。总体而言,人类活动是影响大方县土地利用数量和空间格局变化的主要原因,海拔和坡度等自然因素对耕地、林地的扩张和退缩有明显影响。      

大同市主城区热岛效应及土地利用时空变化分析

以大同市主城区为研究对象,选取2004年、2009年、2015年和2019年共4期Landsat5 TM、Landsat8 OLI/TIRS影像作为数据源。借助ArcGIS软件,分析2004—2019年大同市主城区城市热岛的时空分布特征以及土地利用类型变化特征,最后进一步研究两者之间的相关性。结果表明：(1)大同市主城区热岛现象明显且强热岛和热岛区域面积逐年扩大,增加最明显的区域是云岗区和新荣区改为：云岗区、新荣区和云州区,近年来热岛趋势减缓。(2)在2004—2019年的15年间,城镇建设用地、草地和林地面积呈现扩张趋势,水体和耕地面积则呈现缩减趋势,土地利用类型变化强度由高到低依次为城镇建设用地、林地、耕地、水体和草地。(3)不同土地利用类型的地表温度具有明显差异,建设用地最高,草地和耕地次之,植被和水体温度最低。     

城市规划区内失地农民安置住宅问题的现状及思考——以桐乡市梧桐城区为例

随着经济社会不断发展,城市面貌日新月异。据桐乡市统计局提供的资料显示,改革开放之初的1980年,梧桐镇建成区面积为3．5平方公里,到去年底扩大到33平方公里,30年间城区面积增加了近30平方公里。城市规模扩大了近10倍。在城市规模不断扩大的过程中,不可避免地带来了失地农民安置住宅问题。由于不同阶段人们对这一问题的认识不同及政府政策的差异,失地农民安置住宅的形式、面积及用地要求等方面表现出不同的特点。     

2005-2015年贵阳市生境退化程度对土地利用变化的响应

基于2005和2015年贵阳市土地利用数据,利用InVEST模型,分析了2005-2015年贵阳市生境退化程度对土地利用变化的响应,结果表明:（1）2005-2015年贵阳市城镇建设用地、农村居民点和有林地大幅增加,水田和旱地大幅下降,其他地类变化相对较小;水田和旱地转化为城镇建设用地、农村居民点和有林地最为突出;（2）10年间,贵阳市生境退化程度以下降为主,生境退化程度增加区主要分布在南部,下降区主要分布在北部、东部和西部;（3）生境退化程度热点变化以低值减少和高值减少为主;生境退化程度热点空间变化主要分布于南部。退耕还林政策及快速城镇化引起的水田和旱地转化为有林地、城镇建设用地和农村居民点是导致该区生境退化程度变化的主要因素。      

基于GEE的东北三省城市建设用地扩张研究

根据社会经济和人口变化,基于云平台实现中高分辨率遥感影像城市建设用地的快速提取,可以高效准确地对长时间序列大范围城市建设用地扩张情况进行动态变化监测,为城市的管理和规划提供借鉴和参考。本文基于Google Earth Engine（GEE）云平台,利用NPP/VIIRS（suomi national polar orbiting partnership/ visible infrared imaging radiometer suite）年度平均夜间灯光数据和阈值分割法提取城市区域,获得3 142景覆盖东北三省城市的Landsat影像;在原始光谱波段的基础上构建指数、纹理和地形特征,利用SEaTH算法进行特征优化,根据JM距离的取值将特征数量从20个精简到12个;在城市区域中利用随机森林（random forest, RF）算法结合最优特征对Landsat月度合成影像进行再次分类,更加精确地提取建设用地。研究结果表明,东北三省城市建设用地提取平均总体精度和Kappa系数分别为96.19%、0.92,有较高的效率和可靠性;1989—2019年东北三省城市建设用地总面积扩张49.07%,省会城市中沈阳扩张速率较快,长春次之,哈尔滨最慢;人口因素和经济因素是推动城市建设用地扩张的主要因素。     

国内外城市生态用地与城市竞争力关系的实证分析

城市生态用地与城市竞争力之间具有密切动态关系,但生态用地与城市竞争力各因子之间的具体作用和相关性关系很少被研究。本文通过相关性实证分析,探讨生态用地规模和结构与城市竞争力各组成因子间的动态关系。分析结果表明:国内部分大城市生态用地的规模与城市竞争力呈负相关关系,而与城市竞争力组成因子中的经济规模、经济效益、经济结构以及人民生活质量有着显著正相关性;部分国际大城市的生态用地规模与城市竞争力、经济结构和人民生活水平均呈正相关关系。从发展阶段、发展理念和体制三方面解释了形成这种差异的原因,并提出优化园林绿地空间分布、因地制宜开发城郊生态空间、将生态文明作为城市新的软实力和竞争力来培育等建议。     

Volcano monitoring by satellite

'St Pierre, in the morning throbbing with life, thronged with people, is no more. Its ruins stretch before us, wrapped in their shroud of smoke and ashes, gloomy and silent, a city of the dead'. Thus was St Pierre described by the Vicar-General of Martinique in the aftermath of the 8 May 1902 eruption of Mt Pelée. Had the warning signs been understood and heeded, 29 000 deaths might have been avoided. Observations recorded by remote sensing satellites now offer additional means of early warning of volcanic hazards and a new way to measure the energy budgets of volcanoes.     

An ontology for satellite databases

This paper demonstrates the development of ontology for satellite databases. First, I create a computational ontology for the Union of Concerned Scientists (UCS) Satellite Database (UCSSD for short), called the UCS Satellite Ontology (or UCSSO). Second, in developing UCSSO I show that The Space Situational Awareness Ontology (SSAO) (Rovetto & Kelso 2016)-—an existing space domain reference ontology—-and related ontology work by the author (Rovetto 2015, 2016) can be used either (i) with a database-specific local ontology such as UCSSO, or (ii) in its stead. In case (i), local ontologies such as UCSSO can reuse SSAO terms, perform term mappings, or extend it. In case (ii), the author’s orbital space ontology work, such as the SSAO, is usable by the UCSSD and organizations with other space object catalogs, as a reference ontology suite providing a common semantically-rich domain model. The SSAO, UCSSO, and the broader Orbital Space Environment Domain Ontology project is online at https://purl.org/space-ontology and GitHub. This ontology effort aims, in part, to provide accurate formal representations of the domain for various applications. Ontology engineering has the potential to facilitate the sharing and integration of satellite data from federated databases and sensors for safer spaceflight.     

Assimilation of satellite observations of the atmosphere

Measurements of the atmosphere by satellite were first collected in the 1960s. However, it was not until the mid-1990s that these observations were translated into systematic improvements of numerical weather forecasts. We present here the data and methodology of data assimilation that enabled this achievement. Data assimilation is essentially a filtering processing that exploits the (assumed) known error statistical properties of the observations and of the underlying numerical model in which data are assimilated. It is also a process which corrects the state of the numerical model with physical observations of the real world. This part relies on (assumed) known physical laws to relate meteorological quantities (such as temperature, humidity, pressure, and wind) to observables. Atmospheric data collected by satellite all come from the interaction of electromagnetic waves with the atmosphere. Satellite data assimilation has greatly supported the progress in numerical weather prediction and holds promises for climate studies, for example via reanalysis.     

Processing of satellite images in space-time domain

Proposed methodology aims at processing of remote sensing images of a single area taken in different times. The suite of images represents a 3D data array structure. Images can be produced combining different bands in order to obtain a space-time representation of environmental parameters as vegetation index, humidity, pollution, temperatures etc. We have experimented calculation of trend polynomials for suites of NDVI values in time of each pixel separately. Polynomial coefficients for the trend of each pixel were used to generate false color images representing the evolution in time of NDVI values for the whole area in study. The work was done in the frame of FP7 project SEE-GRID-SCI, using the application framework CHERS.     

利用快鸟卫星影像制作地形图之探讨

利用快鸟高精度卫星数据,运用遥感技术测绘地形图系统,制成1:5 000正射影像图和影像库系统以及制作1:5 000地形图。具有极高的科学研究价值和技术推广价值。     

Purchasing satellite imagery for geological applications

The attractiveness of remotely sensed data to aid in the interpretation of global and local environmental processes has been widely recognized. However, some of the most common and frustrating, yet simple, questions that are asked by potential users of remotely sensed data are what images are available, from whom, and, most importantly, how much do t h q cost? As cost is often critical in deciding whether satellite imagery is to be used in a project, it is important to determine what benefits can be obtainedfrom the use of such data. These questions are examined here in the context of obtaining remotely sensed Landsat and SPOT imagery for monitoring a spectral and spatial dynamic geological feature, namely, an active volcano, Mt Etna, Sicily.     

Derivation of tropospheric aerosol properties from satellite observations

Here we review the methods presently available and expected in the near future for retrieving the tropospheric aerosol properties using remote sensing. Since all aerosol properties cannot be derived from space, measurements performed from the surface of the Earth are used to adjust the parameters that are not directly accessible and to limit the variability of the parameters that present a weaker sensitivity. The aerosol properties derived include the column concentration (expressed by the aerosol optical depth), the size (given by distribution of the aerosol in 2 to 3 size modes or measurement of the Angström coefficient), composition (expressed by the refractive index), shape and vertical profile. The article is restricted to aerosols that are within the troposphere since the techniques used for stratospheric aerosols are very specific.