基于GIS的时空复合体-土地利用变化图谱模型研究方法

本文以地学信息图谱理论、地球空间信息认知理论、地球系统科学与地理综合体理论、地理信息系统中的时空复合体模型为依据 ,提出了研究土地利用 /土地覆被变化的基本单元 ,即“图谱单元”,它是记录时空复合信息的基本单元 ,由“相对均质”的地理单元和“相对均质”的时序单元复合而成 ,并提出了研究土地利用 /土地覆被变化图谱的概念模型。     

哈尼梯田土地利用空间格局及其变化的信息图谱研究

以云南省元阳县为例,建立土地利用空间格局及变化信息图谱,对其图谱特征进行分析。结果表明:土地利用时空演变征兆图谱更直观形象的揭示区域土地利用变化的基本模式,提供时空复合的表达方式;土地利用斑块形态与空间扩展图谱的建立应用空间格局研究中的相关概念和方法,将微观、宏观层次图形信息与变化过程结合;土地利用变化景观特征图谱建立以度量空间格局变化为目标的景观指数体系。     

区域土地利用变化信息图谱模型研究

信息图谱为区域土地利用变化提供了一种谱系化、定量化与定位化相结合的研究方法,借助信息图谱模型探讨区域土地利用变化及其时空过程的多维性与复杂性,为土地利用变化的驱动力诊断、机理模型与预测模型的构建提供科学依据。选取吉林省长岭县为研究区,在遥感与GIS技术支持下,以土地利用时空演变模式、空间扩展过程、景观特征等为框架,建立土地利用变化信息图谱模型,对图谱方法在土地利用变化研究中的应用进行实证分析。     

元阳县土地利用空间格局及其变化的图谱方法研究

信息图谱为区域土地利用空间格局及变化提供了一种谱系化、定量化与定位化相结合的研究方法.以云南省元阳县为例,在遥感、GIS空间分析和统计分析模型的支持下,从土地利用时空演变模式、空间扩展过程、斑块的空间分布特征三方面建立土地利用空间格局及变化信息图谱,并对其图谱特征进行分析.结果表明:土地利用时空演变征兆图谱更直观形象地揭示了区域土地利用变化的基本模式,提供了时空复合的表达方式;土地利用斑块形态与空间扩展图谱的建立应用空间格局研究中的相关概念和方法,将微观、宏观层次的图形信息与变化过程相结合;利用等步长变距离缓冲区分析法建立的VCM曲线可直观地描述不同土地利用类型斑块的空间分布特征及不同研究时段内其空间分布特征的变化情况.     

黄河三角洲新生湿地土地利用变化图谱

在陈述彭先生提出的地学信息图谱理论和方法基础上,构建了土地利用图谱模型,在黄河三角洲新生湿地四期土地利用数据提取的基础上,合成了土地利用系列图谱,分别是1956～1984年,1984～1991年,1991～1996年三个时序。本文从黄河三角洲新生湿地土地利用强度变化、土地利用结构变化和土地利用格局变化三个方面进行了土地利用变化图谱分析,为地学信息图谱在土地利用变化研究中的应用提供了典型案例和实证。     

多中心城市群土地利用/覆被变化地学信息图谱研究——以长株潭城市群为例

多中心城市群具有交通网络发达、功能联系密切、空间多维复合等特征,其土地利用/覆被变化（LUCC）是一个相当复杂的过程。采用地学信息图谱方法,探索城市群LUCC数量结构与时空格局一体化耦合机理,研究用地变化与区域发展互动关系,有助于深入揭示多中心城市群土地利用时空演变规律,为同类城市群的国土空间规划和健康发展提供参考。本文以典型案例长株潭城市群为例,构建1995—2015年四个时期地学信息图谱,并耦合重心转移模型,在总体量化分析基础上,重点从城际与城乡视角深入解析城市群土地利用时空变化特征和一体化发展态势。研究结果表明：① 土地利用总体动态加速演变。四期建设用地扩张年动态度分别为1.06、4.10、2.21和7.39,转移强度动态增加,耕地和林地呈加速减少态势。② 城际与城乡地类图谱转移呈现多维演变。图谱“15（耕地→建设用地）、25（林地→建设用地）、45（水域→建设用地）”重心由株洲城区（Ⅰ 期）向长沙城区（Ⅱ 期和Ⅲ 期）再向湘潭城区（Ⅳ期）迁移,经历“相对均衡-长沙加速崛起-有机均衡”和“城市加速集聚-城乡相对均衡”演变过程。③ 近年来,城际转移强度差异缩小,转移结构分异增加,区域主体功能逐步凸显。同时,外围区县加速发展,城乡一体化水平明显提升。④ 城市群土地利用涨落势图谱与经济社会一体化发展高度耦合,同时耕地保护与高质量发展有待加强。     

全球环境变化研究的核心领域——土地利用／土地覆被变化的国际研究动向

土地利用／土地覆被变化已列为“国际地圈与生物圈计划”的核心项目，在该领域的研究工作逐渐加强。本文论述了全球环境变化中的土地利用／土地覆被变化的内涵，在全球环境变化中的作用，其主要研究内容，关键问题及研究方法，并介绍了国外有关研究项目的情况。     

地球信息图谱与数字地球

首先探讨了数字地球技术系统及其意义,研究了作为地球信息时空变化图形表达的地球信息图谱。在此基础上,分析了数字地球与地球信息图谱之间的有机联系,指出数字地球的发展将极大地推动地球信息图谱的研究;地球信息图谱是数字地球分析、处理信息的重要手段,其理论研究必将推动数字地球应用的深入发展     

湘潭市区土地生态价值及生态风险动态

以遥感影像资料为依据,运用地学信息图谱的理论和方法,在RS和GIS的支持下,生成了湘潭市区1995―2005年的土地利用及生态价值变化图谱,在此基础上,对该区土地利用及生态价值时空变化特征进行了分析,并作了土地生态风险动态评估。研究表明:研究期内,湘潭市区建设用地面积增加,耕地、林地、水域面积减少;耕地、林地向建设用地的流转量占了全区总变动量的67.79%;土地利用变化使该区生态价值总量减少了19.84%;土地生态风险指数增加,与土地生态价值的变化情况能够相互印证。     

城市及其边缘地带土地利用/覆被变化研究--以临沂市为例

城市及其边缘地带是人文因素高度复合带，土地利用／覆被变化剧烈，土地资源可持续利用面临许多问题。临沂市是山东省的欠发达地区之一，近年来经济发展迅速、城市化速度加快，人地矛盾日益突出。文章利用1991－2000年的土地利用／覆被变化及社会经济数据，分析了临沂市土地利用／覆被变化的特征，探讨了土地利用／覆被变化的机制，以期为本地及同类城市土地资源的可持续利用提供借鉴。     

土地利用变化时空模型的图谱方法--以黄河三角洲为例

Changesinlandcoverandland-usehaveimpactsandimplicationsatlocal,regionalandglobalscalesbecauseofthewaytheyalterbiophysical,biogeochemicalandhydrologicalstatesandprocesses(Alcamoetal.,1996;Li,1996).Since1990,scientistsathomeandabroadhavebeenpayingattentiontoresearchesonland-useandland-coverchange(LUCC)(Turneretal.,1990;MeyerandTurner,1994),butresearchisnotenoughon"spaceandprocess"ofLUCC(Turneretal.,1995).Spatialrelationshipbetweenvariablesyethasnotbeenestablished(Bockstael,1996).Soitispara…     

Tupu methods of spatial-temporal pattern on land use change: a case study in the Yellow River Delta

Comprehensive study on land-use change of spatial pattern and temporal process is the key component in LUCC study nowadays. Based on the theories and methods of Geo-information Tupu (Carto-methodology in Geo-information, CMGI), integration of spatial pattern and temporal processes of land-use change in the Yellow River Delta (YRD) are studied in the paper, which is supported by ERDAS and ARC/INFO software. The main contents include: (1) concept models of Tupu by spatial-temporal integration on land-use change, whose Tupu unit is synthesized by "Spatial·Attribute·Process" features and composed of relatively homogeneous geographical unit and temporal unit; (2) data sources and handling process, where four stages of spatial features in 1956, 1984, 1991, and 1996 are acquired; (3) integration of series of temporal-spatial Tupu, reconstruction series of "Arising" Tupu, spatial-temporal Process Tupu and the spatial temporal Pattern Tupu on land-use change by remap tables; (4) Pattern Tupu analysis on land-use change in YRD during 1956-1996; and (5) spatial difference of the Pattern Tupu analysis by dynamic Tupu units. The various landform units and seven sub-deltas generated by the Yellow River since 1855 are different. The Tupu analysis on land-use in the paper is a promising try on the comprehensive research of "spatial pattern of dynamic process" and "temporal process of spatial pattern" in LUCC research. The Tupu methodology would be a powerful and efficient tool on integrated studies of spatial pattern and temporal process in Geo-science.     

资源枯竭型城市转型期产业用地变化图谱

运用地理信息图谱的理论和GIS空间分析方法,构建了资源枯竭城市——大庆市的网格信息图谱模型,分析了研究区1996-2010年产业用地的演变特征和规律。结果表明：第一产业用地面积最广,主要分布在矿产资源不丰富的城市外围地区,并呈现聚集和增加趋势;主要工矿区的第二产业用地变化最为剧烈,第二产业用地正逐步从资源地的传统矿区向规划新建的工业园区迁移;第三产业用地主要分布在城市中心区域,呈点状分散于核心居民区周围,第三产业用地仍表现为粗放模式发展。图谱研究说明资源枯竭型城市在转型发展过程中,土地规划在土地类型转化中发挥了主体作用。     

地学信息图谱研究及其应用

地学信息图谱综合了景观综合图的简洁性和数学模型的抽象性,它是现代空间技术与我国传统研究成果结合的产物,它可反演过去、预测未来。在分析地学信息图谱、生态系统发展战略、DLU土地利用战略、数学模型与地理信息系统集成等研究成果的基础上,提出了一个区域可持续发展虚拟系统。在这个虚拟系统中,如何将区域可持续发展的有关信息转换为征兆图、诊断图和实施图是其核心理论问题。数学模型计算机程序自动生成软件和开放式地理信息系统的研究成果表明,这些理论问题在不久的将来是可以解决的。也就是说,这个区域可持续发展虚拟系统的进一步研究,能够形成一个可操作的、实用的决策支持系统。     

城镇交通网络信息图谱研究刍议

研究了地学信息图谱的概念及其与城镇交通网络共有的基本特性,探讨了既有交通网络中已经运用到的地学信息图谱概念的情形,拓展了基于地理信息图谱概念,综合现代RS、GIS、GPS、ITS等技术,科学研究、系统改进交通网络中地学信息应用的可能。在此基础上,预测了未来地理信息图谱理念的深入应用将可能大力改进交通网络的几个方向。     

中国东南部丹霞地貌区小尺度植被分异结构研究

陡崖坡广泛发育是丹霞地貌的基本形态特征。典型的丹霞地貌山块往往四面陡崖,山块之间也因此形成被陡崖围合的沟谷。特殊的地貌造就了许多特殊的小生境,产生了特殊的植被分异现象。本文梳理了山地自然分异和丹霞地貌生态与植被分异方面的研究文献,发现人们对于丹霞地貌区小尺度植被分异的关注不足。为此,针对丹霞地貌区小尺度植被分异这个最具有个性化的自然分异现象与本质进行了初步探讨,得到主要结论：丹霞地貌区小尺度的自然生态分异不符合一般意义上山地自然带分异规律,其根本原因在于地貌所引起的生境差异;丹霞地貌区的山顶效应实质上是“干岛”效应,其沟谷效应实质上是一种“热岛+湿岛”效应;孤立山顶的边缘形成生态结构“突变带”,使得山顶形成孤立的“环状生态圈层”;因地貌差异形成的小生境差异,决定了丹霞地貌区的植被分异图谱。这种小尺度植被分异研究能够丰富中国山地科学研究,并为丹霞地貌区植被生态环境保护提供一定的参考。     

从土地环境解读我国的土地问题

土地环境是指存在于土地外部的物质、空间和人类社会体系,包括土地自然环境、土地工程环境、土地社会环境三大板块,具有整体性、区域性、动态性和相对稳定性等基本特性。土地环境决定着土地的价值、利用方式、利用结构和利用效益。从土地环境的诱因,把土地问题区分为原生土地问题、次生土地问题和社会土地问题三大类。我国此三类问题都非常严峻,致使人地关系失调,土地关系失衡。土地环境研究应围绕土地利用整体效益最大化、保护耕地、消除土地利用中不利的外部性影响三个目标,既要开展基础研究,揭示土地与土地环境之间的关系及其相互作用的机理和时空演变规律．又要进行应用研究,重点是土地环境评价。