Monitoring land changes in an urban area using satellite imagery,GIS and landscape metrics

Monitoring land changes is an important activity in landscape planning and resource management. In this study, we analyze urban land changes in Atlanta metropolitan area through the combined use of satellite imagery, geographic information systems (GIS), and landscape metrics. The study site is a fast-growing large metropolis in the United States, which contains a mosaic of complex landscape types. Our method consisted of two major components: remote sensing-based land classification and GIS-based land change analysis. Specifically, we adopted a stratified image classification strategy combined with a GIS-based spatial reclassification procedure to map land classes from Landsat Thematic Mapper (TM) scenes acquired in two different years. Then, we analyzed the spatial variation and expansion of urban land changes across the entire metropolitan area through post classification change detection and a variety of GIS-based operations. We further examined the size, pattern, and nature of land changes using landscape metrics to examine the size, pattern, and nature of land changes. This study has demonstrated the usefulness of integrating remote sensing with GIS and landscape metrics in land change analysis that allows the characterization of spatial patterns and helps reveal the underlying processes of urban land changes. Our results indicate a transition of urbanization patterns in the study site with a limited outward expansion despite the dominant suburbanization process.     

中国经济空间格局演化与区域产业变迁——基于1952～2010年省区经济份额变动的实证分析

从区域经济份额变化出发,分析了1952~2010年中国经济空间格局的演化过程。通过有序样本聚类的方法,将省区经济份额变动划分了8个阶段,并采用偏离-份额法分析了不同阶段驱动省区经济份额上升的产业及其变迁,以及与区域产业结构和竞争优势变化的关系。研究发现,1949年以来中国区域经济布局总体上经历了沿海-内地均衡发展、沿海化非均衡发展以及东、中、西部相对均衡发展的过程,且整体上区域经济份额变动趋于减小。1979年以前,不同区域的经济份额在不同阶段变化差异较大,主要由第一和第二产业驱动。1979年以后,区域经济格局呈现明显的沿海化趋势,但驱动产业在不同阶段有所变化。2001年以来,中国区域经济格局经历了重大调整,经济份额上升的省区明显由东部向中、西部地区转移。东部省区在第二产业上仍具有明显的结构优势,但第二产业竞争优势已由东部向中、西部地区转移。东部的北京、上海、广东在第三产业上呈现更加显著的结构优势,显示出结构升级和服务化的发展态势。     

农村居民点动态演变及驱动机制研究——以江苏省宜兴市为例

选取宜兴市为研究区,在GIS和RS技术的支撑下,对农村居民点用地的规模变化和空间分布进行分析,对引起农村居民点用地变化的驱动因素进行研究。结果表明:1农村居民点用地整体呈下降趋势,变化速度逐年减慢,主要新增来源是农用地,主要转移去向是城镇建设用地;2在地形平坦、距离水源和农用地较近的地区,农村居民点分布密集;3经济发展、人口减少、交通改善和城市化水平提高是影响农村居民点变化的主要驱动因素。     

河南省农作物虚拟水含量时空分异特征

在GIS技术的支持下,通过对1978—2013年河南省冬小麦、夏玉米、花生、棉花、油料作物、蔬菜6种主要农作物虚拟水量的计算与分析,探讨了其时空分异规律。河南省6种农作物单位质量虚拟水量在不断下降的趋势下有波动,2003年出现峰值,与当年大旱、所有农作物大面积减产有关;在农作物类型中,棉花单位质量虚拟水含量最高,多年平均值达到8 077.4 m3/t,蔬菜最低,多年平均值仅为159.95 m3/t。6种作物的虚拟水含量在空间分布上有明显差异,按其2013年的产量进行加权分析得到,第一等级区域为三门峡、郑州、信阳,第二等级为平顶山、洛阳、济源、开封,第三等级为南阳、驻马店、新乡、鹤壁、安阳、濮阳,第四等级为漯河,最低为许昌、周口、商丘、焦作。从整体看,西部、南部虚拟水含量高,而北部、东部虚拟水含量低。     

Land desertification and restoration in Middle East and North Africa (MENA) region

The Middle East and North Africa (MENA) region is characterized by high population growth, degraded and fragile nat-ural ecosystems, and a limited amount of arable lands. It is one of the most water-sc...     

基于遥感技术的近30年中亚地区主要湖泊变化

在全球气候变暖的背景下,研究中亚干旱半干旱地区主要湖泊的变化不仅对内陆水资源管理和可持续发展有着重要意义,也为进一步研究湖泊变化对气候变化和人类活动的响应提供基础。获取1978年MSS、1989年TM、1998年TM及2010年ETM的同季相4期遥感图像数据,通过人工解译提取中亚地区7个湖泊信息,获得近30 a的湖泊面积变化;利用T/P和Envisat雷达高度计提取1992—2012年的湖泊水位信息;基于湖泊面积和水位的时空变化特征分析了湖泊变化的影响因素。结果表明:近30 a来,由于湖泊类型的不同,除萨雷卡梅什湖外的其他6个湖泊均出现不同程度的面积缩减;其中,平原尾闾湖面积变化最显著,高山封闭湖相对平稳,吞吐湖泊的面积变化相对复杂;湖泊的水位变化模式因流域和湖泊类型而异;高山封闭湖泊受气候的影响较大,而吞吐湖泊受人为因素影响显著。     

High‐resolution reconstruction of a coastal barrier system: impact of Holocene sea‐level change

This study presents a detailed reconstruction of the sedimentary effects of Holocene sea‐level rise on a modern coastal barrier system. Increasing concern over the evolution of coastal barrier systems due to future accelerated rates of sea‐level rise calls for a better understanding of coastal barrier response to sea‐level changes. The complex evolution and sequence stratigraphic framework of the investigated coastal barrier system is reconstructed using facies analysis, high‐resolution optically stimulated luminescence and radiocarbon dating. During the formation of the coastal barrier system starting 8 to 7 ka rapid relative sea‐level rise outpaced sediment accumulation. Not before rates of relative sea‐level rise had decreased to ca 2 mm yr^?1 did sediment accumulation outpace sea‐level rise. From ca 5·5 ka, rates of regionally averaged sediment accumulation increased to 4·3 mm yr^?1 and the back‐barrier basin was filled in. This increase in sediment accumulation resulted from retreat of the barrier island and probably also due to formation of a tidal inlet close to the study area. Continued transgression and shoreface retreat created a distinct hiatus and wave ravinement surface in the seaward part of the coastal barrier system before the barrier shoreline stabilized between 5·0 ka and 4·5 ka. Back‐barrier shoreline erosion due to sediment starvation in the back‐barrier basin was pronounced from 4·5 to 2·5 ka but, in the last 2·5 kyr, barrier sedimentation has kept up with and outpaced sea‐level. In the last 0·4 kyr the coastal barrier system has been prograding episodically. Sediment accumulation shows considerable variation, with periods of rapid sediment deposition and periods of non‐deposition or erosion resulting in a highly punctuated sediment record. The study demonstrates how core‐based facies interpretations supported by a high‐resolution chronology and a well‐documented sea‐level history allow identification of depositional environments, erosion surfaces and hiatuses within a very homogeneous stratigraphy, and allow a detailed temporal reconstruction of a coastal barrier system in relation to sea‐level rise and sediment supply.     

苏沪浙地区短时强降水与冰雹天气分布及物理量特征对比分析

利用1971-2006年气象记录月报表A文件资料及1999-2009年自计、自动站降水资料对苏浙沪地区短时强降水与冰雹天气时空分布特征进行统计分析基础上,对华北冷涡背景条件下区域性冰雹与3小时降水量大于100 mm的极端降水过程环境场条件差异进行了对比.归纳了两种强对流天气的物理量阈值.结果表明:冰雹年发生频率先递减后略增,30～50mm·h-1降水天气日数缓慢增加,高发区均位于江苏省北部.强降水较冰雹天气华北冷涡浅薄位置偏南,冷空气强度较弱,伴随低空急流,深厚湿对流明显;冰雹天气时高空急流强盛且偏南,上千下湿呈干对流风暴特征,两者均由低层不连续线触发.统计表明,0℃层高度、△T850-500、K指数、可降水量和高空风切变等参数冰雹与强降水天气分别平均相差-1700m、7℃、8℃、-37 mm和1.63×10-3s-1,这些物理量用来区分对流天气类型较好.     

近40年来塔什干低涡活动特征的统计分析

利用1971-2010年NCEP/NCAR逐日再分析资料,根据塔什干低涡定义,分析了塔什干低涡的时空分布特征、移动路径及其对南疆天气的影响.结果表明:(1)1971-2010年,塔什干低涡过程平均每年出现7.95次,成熟期生命史平均为3.1天,4天以上的仅有13.5％; (2)4-6月和9-10月是塔什干低涡活动的两个高峰期,其中5月出现次数最多,其次是10月和6月;(3)塔什干低涡频次的年代际变化呈抛物线型,1970-1980年代由78次增加到83次,之后逐渐减少,年低涡频次存在7年左右的显著振荡周期,同时具有1 3年的次振荡周期;(4)塔什干低涡活动有两个高频中心,分别位于67.5°E,40.0°N和72.5°E,35.0°N,移动路径以偏东方向为主,占84％,西退塔什干低涡仅有5.7％;造成南疆显著降水天气的塔什干低涡占其总数的23.3％,夏季此类低涡所占比例最高,达41.2％.     

1993—2004年华东部分地区酸雨的时空分布特征及其与气象条件的关系

分析华东地区15个酸雨观测站的1993—2004年数据资料,结果显示华东地区的酸雨灾害在全国范围内较为严重,其中以长江以南的浙江、福建地区尤为突出.1993—2004年华东地区降水的酸度呈现出先减轻后加重的趋势.降水量是影响华东酸雨的电导率和pH值的重要因素.pH值季节变化由高到低为夏、秋、冬、春,酸雨频率随季节的变化不显著.对同期15个观测站的电导率变化的分析显示,12年间华东地区降水的电导率呈现先稳定后变幅增大的趋势,降水酸度和电导率的年际变化存在显著的正相关关系.应当对影响降水酸度和电导率的相关大气成分加强监测与研究.