基于Sentinel-1A合成孔径雷达数据和全卷积网络的城市建设用地监测方法研究

Sentinel-1A合成孔径雷达数据不受云、雾等天气条件的影响并具有丰富的纹理信息,为提取城市建设用地信息提供了一种新的数据源。本文发展了一种基于Sentinel-1A合成孔径雷达数据和全卷积网络的城市建设用地监测方法。该方法的优势主要在于可以有效复合不同极化方式下的Sentinel-1A合成孔径雷达数据和综合集成多尺度特征。在甘肃省张掖市甘州区的应用表明,该方法的提取结果总体精度为92.50%,Kappa系数为0.85。与现有方法“KTH-Pavia城市提取器”相比,Kappa系数提高了37.10%,总体精度提高了11.50%。因此,该方法具有良好的应用潜力。     

基于DMSP/OLS稳定夜间灯光数据的中国1995-2008年电力消费量时空动态研究(英文)

Electric power consumption (EPC) is one of the basic indices for evaluating electric power use. Obtaining timely and accurate data on the spatiotemporal dynamics of EPC is crucial for understanding and practical deployment of electric power resources. In this study, an EPC model was developed using stable nighttime lights time-series data from the Defense Meteorological Satellite Program Operational Linescan System (DMSP/OLS). The model was used to reconstruct the spatial patterns of EPC in Chinese Mainland at the county level from 1995 to 2008. In addition, the spatiotemporal dynamics of EPC were analyzed, and the fol-lowing conclusions were drawn. (1) The EPC model reliably represented the spatiotemporal dynamics of EPC in Chinese Mainland with approximately 70% accuracy. (2) The EPC in most regions of Chinese Mainland was at low to moderate levels, with marked temporal and spatial variations; of high-level EPC, 58.26% was concentrated in eastern China. Six urban agglomerations (Beijing-Tianjin-Tangshan region, Shanghai-Nanjing-Hangzhou region, Pearl River Delta, Shandong Peninsula, middle-south of Liaoning Province, and Sichuan Basin) accounted for 10.69% of the total area of Chinese Mainland but consumed 39.23% of the electricity. (3) The EPC of most regions in Chinese Mainland increased from 1995 to 2008, and 64% of the mainland area showed a significant increase in EPC. Moderate increases in EPC were found in 61.62% of eastern China and 80.65% of central China from 1995 to 2008, whereas 75.69% of western China showed no significant increase in EPC. Meanwhile, 77.27%, 89.35%, and 66.72% of the Shanghai-Nanjing-Hangzhou region, Pearl River Delta, and Shandong Peninsula, respectively, showed high-speed increases in EPC. Moderate increases in EPC occurred in 71.12% and 72.13% of the Beijing-Tianjin-Tangshan region and middle-south of Liaoning Province, respectively, while no significant increase occurred in 56.34% of the Sichuan Basin.     

基于变化向量分析（CVA）的土地利用／覆盖变化动态监测（Ⅱ）—变化类型的确定方法

以光谱直接比较为基础的变化向量分析法是一种非常有效的土地利用／覆盖变化动态监测方法，在双窗口变步长阈值搜寻方法确定变化和非变化像元的基础上，提出了参考图像分类并结合变化向量方向余弦最小距离分类的变化类型确定方法，同时应用该方法在北京市海淀区进行了实验研究，得到了较为理想的结果。变化类型的判断精度达到70％以上，显示了新方法的优越性和技术可行性。     

北京城乡过渡区土地利用变化驱动力分析

在多时相遥感数据和实际调查数据的支持下，采用典型样带和样点相结合的研究方法，对北京西部城乡过渡区的土地利用/覆盖变化驱动力进行了研究。结果表明，研究区的土地利用/覆盖变化受到了不同层次、多种驱动力的综合作用，人类活动从整体上改变着城乡过渡区的景观特征，政策体制转变下的经济高速增长和快速的城市化过程是北京城乡过渡区土地利用/覆盖变化的根本原因。在这个过程中，城市投资和产业的转变与农村农业用地内部的结构调整相互结合，从城市和农村两个方向共同推动着北京城乡过渡区的土地利用/覆盖变化，而地形、交通等因素则从局部尺度上决定着土地利用/覆盖变化的方向。此外，人类个体的行为选择，尤其是就业和消费选择，也在一定程度上对北京城乡过渡区的土地利用/覆盖变化起着调整和修改作用。     

中国北方农牧交错带城市扩展过程对植被净初级生产力影响研究--以呼包鄂地区为例北大核心CSCD

评价中国北方农牧交错带城市扩展过程对植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)的影响是揭示区域城市扩展过程生态效应的基础。以正在经历快速城市化的呼包鄂地区为例,基于空间分辨率为30 m的土地利用/覆盖数据,评价了该地区2000-2015年城市扩展过程对NPP的影响。研究结果表明,呼包鄂地区城市扩展导致NPP明显增加,2000-2015年城市扩展区域NPP均值从429.67 NDVI·PAR增加到489.71 NDVI·PAR,增加了13.97%。呼包鄂地区以城市土地占用草地为主要特征的城市扩展方式是城市扩展区域NPP增加的主要原因。     

基于变化向量分析（CVA）的土地利用／覆盖变化动态监测（Ⅱ）—变化类型的确定方法

以光谱直接比较为基础的变化向量分析法是一种非常有效的土地利用／覆盖变化动态监测方法，在双窗口变步长阈值搜寻方法确定变化和非变化像元的基础上，提出了参考图像分类并结合变化向量方向余弦最小距离分类的变化类型确定方法，同时应用该方法在北京市海淀区进行了实验研究，得到了较为理想的结果。变化类型的判断精度达到70％以上，显示了新方法的优越性和技术可行性。     

光谱与纹理信息复合的土地利用/覆盖变化动态监测研究

及时、准确地动态监测地球表面特性对于掌握人类和自然现象之间的关系和相互作用是非常重要的,并为决策的制定奠定基础。传统卫星遥感的土地利用/覆盖变化动态监测方法基本上可分为光谱直接比较法和分类比较法两大类,但两类方法多以光谱信息为基础来提取土地利用变化信息,而忽略纹理等空间信息。本研究中,基于变化向量分析方法,将光谱与纹理两种信息复合计算变化强度,并采用支持向量机法提取变化/非变化信息,通过监督分类确定变化区域内的土地利用/覆盖类型的转移方向,完成土地利用/覆盖动态监测。最后,利用两期TM数据,对海淀区1997—2004年进行土地利用/覆盖变化动态监测,以验证该方法。该方法较分类后比较法在一定程度上减少误差积累,降低了错误类型转化,提取的变化信息总精度达到93.1%,Kappa为0.862,比利用光谱信息双窗口变步长的变化向量分析方法提取出土地利用/覆盖变化信息的精度有一定的提高(总体精度为90.2%,Kappa为0.804)。纹理信息与光谱信息复合,能够更大拉开变化/非变化信息之间的距离,有利于动态变化信息的提取,是该方法能够有效提取变化信息的关键所在。     

中国北方农牧交错带城市扩展过程对植被净初级生产力影响研究——以呼包鄂地区为例

评价中国北方农牧交错带城市扩展过程对植被净初级生产力（Net Primary Productivity,NPP）的影响是揭示区域城市扩展过程生态效应的基础。以正在经历快速城市化的呼包鄂地区为例,基于空间分辨率为30 m的土地利用/覆盖数据,评价了该地区2000-2015 年城市扩展过程对NPP的影响。研究结果表明,呼包鄂地区城市扩展导致NPP明显增加,2000-2015 年城市扩展区域NPP均值从429.67 NDVI·PAR增加到489.71 NDVI·PAR,增加了13.97%。呼包鄂地区以城市土地占用草地为主要特征的城市扩展方式是城市扩展区域NPP增加的主要原因。     

1990-2018年土地利用/覆盖变化研究的特征和进展

土地利用/覆盖变化（LUCC）是地表综合集成研究的一个学科基础和前沿领域。本文利用定性与定量相结合的方法对1990—2018年的LUCC研究进展进行了系统综述。在回顾LUCC研究历程的基础上,结合文献分析,详细总结了不同LUCC研究阶段的基本特征和主要进展。进而阐述了当前LUCC研究面临的主要挑战,提出了未来LUCC研究的主要发展方向。1990年以来LUCC研究关注度不断提升,相关英文论文发文量和引文量呈指数增长趋势。LUCC研究正从1990—2004年间的过程研究阶段和2005—2013年间的影响研究阶段迈向2014年以后的可持续性研究阶段。当前LUCC研究正面临着如何借鉴可持续科学框架、整合新兴技术和支撑国土空间规划等挑战。未来LUCC研究需要与景观可持续科学和地理设计紧密结合,积极面向国土空间规划主战场,为建设美丽中国和落实联合国可持续发展目标服务。     

基于CA的城市空间动态模型研究

综述了当前基于CA（Cellular Automata）的城市空间动态模型研究的基本进展,介绍了我国发展的基于CA 的大都市区城市扩展模型（City Expanding Modelin Metropolianarea,CEM）以及利用该模型对北京地区城市发展过程的初步模拟结果。认为离散化的"自下而上"的微观个体模型代表了当前城市空间动态模型的最新发展方向,建立基于CA的城市动态模型,开展中国大都市区城市发展演变过程的模拟研究在当前具有重要的理论和实践意义。