基于遥感和GIS的中国土地资源生态环境质量同人口分布的关系 …

基于用数字环境模型对中国土地资源生态环境质量评价的基础上,生成了中国土地资源生态环境综合评价图和人口密度分布图。首先分析了中国土地资源生态环境等级面积构成及分布状况,中国土地资源生态环境质量最好的地区全部分布在东南沿海和四川盆地地区,之后,用相关分析方法及关系曲线分析了中国土地资源生态环境质量同人口分布的关系,得出了土地资源生态环境质量指数同人口存在着实质性的相关关系,中国东南沿海和四川盆地地区是     

土地利用动态与风力侵蚀动态对比研究——以内蒙古自治区为例

内蒙古是我国土壤风力侵蚀较为严重的地区之一,同时也是我国土地利用方式剧烈变化的地区之一。依据两期土地利用数据以及相应年代的土壤风力侵蚀数据,研究了20世纪90年代末期内蒙古自治区土地利用和风力侵蚀的静、动态格局。根据土地利用和风力侵蚀的空间分布及动态变化特点,设计了内蒙古土地利用-风力侵蚀动态区划,基于该区划详细讨论了内蒙古不同地区占主导地位的土地利用动态与风力侵蚀动态,由此揭示了两者之间存在的驱动--被驱动关系。研究发现,在20世纪90年代末期,内蒙古土地利用和风力侵蚀的基本格局没有太大变化,但风力侵蚀强度在总体上增强了;土地利用的变化主要反映为草地的退化和耕地的扩张。土地利用动态与风力侵蚀动态有着良好的时空对应关系:草地的退化与耕地的扩张导致了显著的风力侵蚀增强,而草地的改善以及耕地的收缩对风力侵蚀的影响不如前者明显,这表明了土地利用动态对风力侵蚀动态正、反向驱动的不平衡性。     

资源与环境研究的“模型工具箱”评介《资源环境数学模型手册》

中国科学院地理科学与资源研究所、资源与环境信息系统国家重点实验室创新基地研究员岳天祥博士主编的《资源环境数学模型手册》,由科学出版社 2 0 0 3年 9月出版。中国科学院院士、欧亚科学院院士陈述彭先生为此书作序 ,并对此书的理论与实用价值给予了高度评价。本书系具有深厚数学造诣的作者经过多年积累 ,是继查询、清理“地理学报”有关地学数学模型试点工作之后 ,对近百年来有关应用于资源环境领域的数学模型进行逐一的精选、查证、汇编而形成的资源环境研究领域的一部重要工具书。     

基于陆面模式和遥感技术的地表温度比较

基于我国中部的样带基础上,采用陆面模式 (Common Land Surface Model CLM) 和遥感结合技术,对研究的样带区域的地表温度利用CLM模式进行模拟和利用遥感分裂窗技术进行反演;以观测地表温度为真值,分别比较模拟地表温度和反演地表温度空间分布特征和误差大小,分析模拟方法和反演方法对计算地表温度的可适性和应用范围,为进行大面的地表温度计算提供选择和参考依据。通过研究发现,模式模拟地表温度同实测地表温度分布的大的格局吻合非常的好, 但是因地貌类型及地表覆盖的影响,模拟地表温度对水域的模拟温度误差较大,大于3%以上,对耕地模拟误差偏小,在 (-3)% 以内,对裸地、草地和林地模拟温度吻合非常的好。反演地表温度同观测地表温度相差较大,分裂窗反演方法适合地表覆盖为草地和林地状态的地表温度的计算,裸露和农耕区域反演的地表温度误差特别的大。     

凸壳原理用于城市用地空间扩展类型识别

针对目前尚缺乏定量方法确定城市用地扩展类型的问题,首次提出了利用计算几何中凸壳原理识别城市用地扩展类型的新方法,阐述了该方法实现步骤和判别标准,凸壳方法可以区分城市用地扩展的两种类型,即填充类型和延伸类型。基于国家资源环境数据库,应用研究的结果表明,从1990年到2000年,安徽省城市用地扩展类型以填充类型为主,而用地扩展的结果导致城市形态的变化,这一时期安徽省城市轮廓平面形态逐渐趋于紧凑。     

中国特大城市空间形态变化的时空特征

基于国家资源环境数据库动态土地利用数据, 借助GIS软件支持, 分别计算了1990年和2000年中国31个特大城市平面轮廓形状的分维、紧凑度和形状指数以及城市的用地扩展类型。结果表明, 从1990年到2000年, 中国31个特大城市空间形态的总体变化趋势是, 城市用地空间扩展类型以填充类型为主, 外延类型相对较少且主要发生在发展限制较小的平原地区。总体上, 分维呈减少趋势且南方城市大于北方城市, 形状指数有减少, 城市空间形状有紧凑化趋势。综观1990年和2000年中国31个城市的分维、紧凑度和形状指数的数据, 可以看出广州、南昌、济南、成都、北京和上海等城市形状变化比较大, 而兰州、太原和唐山等城市形状变化很小。若用地扩展为填充类型, 则分维减少, 紧凑性增加, 形状指数减少;相反, 若用地扩展为外延类型, 分维增加, 紧凑性降低, 形状指数增加。     

近20年中国耕地复种指数的时空变化

多熟种植是中国重要的种植制度,对保障国家食物安全和促进农村经济发展有十分重要的意义。复种指数受自然条件和农村社会状况的影响处于不断变化之中,及时获取其变化信息是国家食物安全评估和农业发展科学决策的基础。近年来对食物安全的研究集中于耕地面积变化的影响,对复种指数变化及其影响的研究较少。作物种植面积和复种指数变化的估计一直以行政区划为单元的统计数据为基础,但获得这些数据费时费力,时效性和可靠性都比较差,更缺乏准确的空间和时间变化信息。卫星遥感是探测大尺度土地覆被格局实时变化的最有效手段,因此可以作为获取全国和区域尺度作物复种指数变化信息的重要途径。作者应用多时相NOAA/AVHRR遥感观测数据和峰值特征点检测法提取全国尺度的复种指数,并分析其从20世纪80年代初到90年代末的变化。结果表明全国复种指数整体增加,但在珠江三角洲、长江中下游、四川盆地丘陵山地以及山东丘陵等地区有所降低。复种指数下降的耕地占全国总面积15%左右。在四川盆地和黄淮海区,复种指数在平原地区有所增加或保持稳定,下降多发生在丘陵山地,但在长江中下游和华南精耕细作地区出现复种指数降低的趋势。     

城市用地空间信息分类与数字重建——以长春百年城市内部用地变化为例

针对单一应用遥感影像难以进行城市内部用地结构分类以及高精度城市内部用地多期空间数据叠置分析中位置误差问题建立了基于"分层分类"与"对象分割"的城市内部用地空间信息数字重建方法。实现对特大城市产业用地(住宅、商业、工业等)以及交通、水系、生态绿地等不同功能结构用地的高精度监测以及历史演变过程的重建。综合集成SPOT5,1︰1万地形图、历史地图及城市规划图等辅助信息对长春城市1905年以来城市用地信息进行分类。研究表明,在专家知识参与下人—机交互解译,集成多源空间信息对实现高精度城市用地空间信息重建具有较高的应用价值,该方法不仅能提高城市用地分类精度而且能提高城市用地空间信息提取效率以及多期空间数据叠置分析的定位精度。     

近30年来中国陆地蒸散量和土壤水分变化特征分析

 对NOAH陆面模式模拟的近30年中国陆地蒸散量和土壤含水量,按照6大片区和5种生态系统类型进行了统计分析。讨论全国以及各大区不同生态系统类型蒸散和土壤含水量的变化,研究不同类型蒸散和土壤含水量的关系。中国陆地蒸散量总体呈增加的趋势,年内蒸散量最大的月份是7月,年末和年初蒸散量较小。而我国中南、西南、华东、东北和西北蒸散量变化趋势和全国的总趋势一致,呈增加的趋势。华北地区蒸散量近30年来总体趋势是下降的,华北蒸散量最大的年份是上世纪90年代。在所有生态系统类型中,林地蒸散最大的有东北、华东、西南和中南4区;而华北和西北草地在各类型中蒸散量所占比例最高。6大片区对比,林地蒸散水量最大的地区是西南和中南,最小的西北;草地蒸散水量最大的地区是西南,最小的是东北区;农田蒸散水量最高的是华东,最低的是西北;荒漠蒸散量最大的片区是西北;湿地蒸散最大的是东北。80年代以来,全国土壤含水量总体呈下降的趋势。从各片区的情况看,仅西北地区稍有增加,其余5区土壤含水量皆是下降的。植被覆盖度和土壤水分是影响蒸散量最重要的因子,在植被覆盖较差时,土壤水分和蒸散量相关性较好。     

国家级自然保护区土地覆盖类型转换趋势

国家为了防止生态系统恶化、保护自然栖息地及其生物多样性,到2010年底已建立2588 个自然保护区,总面积达 149.44×10⁶hm²,超过中国陆地总面积的15%。土地覆盖变化作 为导致生物多样性变化的首要因素,直接影响生态系统的结构和功能。本文选取180个国家级 自然保护,总面积44.71×10⁶hm²,占自然保护区总面积的29.9%,全国陆地面积的4.7%,根 据各保护区的生态系统特征和主要保护对象,将其划分为森林生态系统、草地生态系统、湿 地生态系统、珍稀动物、珍稀植物、地质和古生物遗址、以及荒漠生态系统7类自然保护区类 型,并在此基础上按东北、华北、华东、中南、西北及西南6个大区对其进行空间分析。论文 构建土地覆盖类型转换方向判别指数模型,运用生态多样性模型和斑块连通性模型,对各大 区内各类国家级自然保护区及其核心区、缓冲区和实验区的土地覆盖转换趋势进行计算。结 果显示,在20世纪80年代后期-2005年时段内,180个国家级自然保护区的土地覆盖转换强度 整体呈减缓趋势,西南地区的平均转换强度最大,而华东地区的平均转换强度最小。在各类 国家级自然保护区中,除了森林生态系统保护区外,其他各类型保护区的土地覆盖都存在逆 向转换,但逆向转换速率总体呈减缓趋势。国家级自然保护区的核心区土地覆盖逆向转换的 速度平均为0.16%/10a减少,其土地覆盖景观格局相对于缓冲区的和实验区更为稳定。生态多 样性指数和斑块连通性指数模型计算显示,国家级自然保护区土地覆盖景观格局的生态多样 性和斑块连通性在1995-2005年总体呈上升趋势。另外,各大区国家级自然保护区与非保护区 的土地覆盖转换强度对比显示,保护区土地覆盖转换强度整体上小于非保护区的土地覆盖转 换强度。总之,分析结果表明,国家级自然保护区的土地覆盖转换处于良性变化趋势,尤其是在1995-2005年期间,保护区内的土地覆盖类型及分布逐渐趋于正向转换和稳定态势。