垦利县耕地利用动态监测研究

对土地利用变化进行监测是全球变化的一项基本内容,基于遥感技术的两个最主要的应用是通过影像分类制作土地覆被图和通过变化监测分析土地覆被变化,从而为土地利用分析提供了有力的工具与手段。论文以山东省垦利县为研究对象,探讨了利用TM数据进行耕地信息提取及监测,包括遥感图像的几何精校正、数据配准、研究区数据提取及图像增强等,分别采用屏幕目视解译法和自动分类与目视解译结合法两种分类方法提取耕地信息,在此基础上对耕地分类结果进行叠加监测,并对分类和监测结果进行了验证;最后对耕地资源的变化做了一个系统的分析。结果表明,在计算机自动分类结果的基础上,进行目视修正,可以有效地提高分类精度,适宜于农用土地区尤其是滨海盐渍土区的耕地信息提取。     

基于Sentinel-1数据波弗特海域海冰漂移检测技术研究

卫星遥感技术是目前对极区海冰监测的重要手段,随着卫星数据的不断优化,选择适合的漂移算法,提高海冰漂移检测的精度,对我国开展极区海冰运动研究有重要的意义。本文首先基于Sentinel-1遥感数据,采用有效的预处理方法,得到较为准确的数据集。然后针对所得数据集采用SIFT（Scale-Invariant Feature Transform）特征跟踪方法,实现了对时间间隔为1 d的极区海冰漂移的速度和方向监测。最后用浮标数据对本方法进行了验证。结果表明,本文所得漂移矢量与浮标数据所得结果基本一致,与浮标数据的平均误差比仅为8.1%,从而表明该方法可以有效地实现极区海冰漂移检测,且准确性较高。     

围岩位移自动监测记录系统

以往围岩位移监测的位移数据是先埋设好位移监测的设备后由工作人员定时采集。这种方式不能准确记录岩体发生变形的时间,数据量也较少,不利于对危险情况及时发现处理以及数据的后期研究分析。自动化监测系统采用短时间间隔的数据采集可以很好的克服以上的缺点。系统采用USB存储方式,将监测数据以文本文件的格式直接存储到U盘上,可以更方便的应用计算机处理数据。     

MODIS时序影像的福建近岸叶绿素a浓度反演

叶绿素a(Chl-a)浓度是可以直接遥感反演的重要水质参数之一,常用来评价近岸水体的富营养化程度.为有效监测福建近岸水域中的叶绿素a浓度变化,本文利用MODIS时间序列影像数据,采用适用于小样本数据的机器学习方法随机森林(Random Forest, RF)和传统的特征波段比值(Band Ratio, BR)方法,结合时序浮标观测数据,在浮标观测站点有限的情况下,采用"以时间连续补空间稀疏"的建模策略,分别对福建近岸不同时相叶绿素a浓度进行遥感反演,并对反演结果进行验证与分析.结果显示RF、BR两种方法反演的均方根误差(RMSE)分别为0.49、0.52μg·L~(-1),平均绝对百分比误差(MAPE)分别为37.50%、50.20%,平均决定系数(R~2)分别为0.87、0.21.可见,基于MODIS时序影像的RF模型可较准确估测福建近岸叶绿素a浓度,且精度优于BR模型.在近岸水环境普遍恶化且浮标观测站点有限的情况下,本研究可提供一种有效监测叶绿素a浓度的方法,有利于福建近岸水环境(如赤潮)的遥感监测.     

对二氯苯和镉对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)的联合毒性效应研究

以静水法生物测试研究了对二氯苯和镉对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)的联合毒性效应,并采用Marking水生毒理联合毒性相加指数法对联合毒性效应进行了评价.结果表明,对二氯苯和镉对草鱼的单一毒性作用时,24、48、72和96 h对二氯苯对草鱼的LC50分别是10.11、9.04、8.52和7.83 mg/L;24、48、72和96 h镉对草鱼的LC50分别是40.02、35.05、28.99和24.41mg/L,因此对二氯苯的毒性大于镉的毒性.对二氯苯和镉对草鱼种的联合毒性作用,当采用毒性1∶1进行试验时,暴露时间分别为24、48、72、96 h时AI＞0,联合作用结果为协同作用,而当采用浓度1∶1进行试验时,表现出暴露时间为24、48、72 h的AI＜0,联合作用结果表现为拮抗作用,而暴露时间为96h时AI＞0,联合作用结果则为协同作用,即随着暴露时间的增加,对二氯苯和镉的联合毒性作用从拮抗作用转变为毒性剧增的协同作用.     

土地利用/覆盖变化混合动态监测方法研究

针对当前土地利用/覆盖变化动态监测中常用的分类后比较法中存在的误差累积 ,夸大变化程度的缺陷 ,提出了把变化矢量分析和分类后比较法相结合进行混合动态监测的新方法。从北京市海淀区的实例研究来看 ,尽管该方法对单景图像分类精度提高不明显 ,却可以大大降低常规分类后比较法中误差累积的程度 ,改善了常规分类后比较方法中误差累积、出现不合理变化类型的缺陷 ,从而得到较为准确的土地利用/覆盖变化定量信息。     

镉诱导长江华溪蟹肝胰腺细胞凋亡研究

应用显微与亚显微技术和琼脂糖凝胶电泳方法,研究了不同浓度Cd2+(0、7.25、14.50、29.00、58.00和116.00mg·L-1)处理不同时间(24、48、72和96h)对长江华溪蟹(Sinopotamon yangtsekiense)肝胰腺细胞凋亡的影响.结果显示,29.00mg·L-1Cd2+处理48h,光镜下肝胰腺细胞凋亡主要表现为染色质不规则凝聚、固缩和边集;58.00mg·L-1Cd2+处理72h,细胞核碎裂,形成凋亡小体;116mg·L-1Cd2+处理96h,出现坏死细胞;电镜下48h和72h处理组肝胰腺细胞呈现典型的细胞凋亡特征,与光镜检测结果一致,具体表现为核边集、核膜折叠、核裂解形成凋亡小体.琼脂糖凝胶电泳图谱中48和72h处理组出现凋亡细胞所特有的DNA梯状条带,58.00mg·L-1Cd2+处理72h后条带尤为清晰.随着Cd2+浓度的增加和处理时间的延长,肝胰腺中凋亡细胞所占比例呈现先升后降的趋势,凋亡指数的变化表现出显著的剂量和时间效应关系.研究表明,镉能够诱导长江华溪蟹肝胰腺出现细胞凋亡.细胞凋亡的检测及凋亡指数的变化能够灵敏地反映出镉对水生动物的胁迫程度及毒性大小,可作为水生态环境镉污染的生物评估指标.     

BP网络框架下MODIS气溶胶光学厚度产品估算中国东部PM2.5

近年来随着中国经济的快速发展,中国区域的大气污染情况日趋严重,大气污染监测与治理已刻不容缓.由于卫星遥感具有较广的空间覆盖、成本低等优点,卫星遥感反演气溶胶光学厚度(AOD)产品被普遍认为是地面PM2.5浓度的重要指标,且已被广泛地应用于地面PM2.5遥感监测.利用2007～2008年的MODIS/Terra气溶胶光学厚度产品,考虑中国东部地区5个大气成分站点风速、风向、温度、湿度和边界层高度等气象数据,构建后向(BP)神经网络,提出了基于MODIS AOD产品估算PM2.5的模型.利用5个大气成分站点PM2.5观测数据对模型进行散点拟合和时间序列拟合验证,结果表明:①从PM2.5观测值与估算值的散点回归分析来看,PM2.5估算值与观测值相关系数最好的为庐山站(R=0.6),其它4个站次之,但其相关系数均在0.4(中强相关)以上;②从PM2.5观测值与估算值的时间序列比对分析来看,PM2.5估算值和观测值差值随时间变化而变化,且存在明显的日际振荡现象,但经相邻5 d滑动平均处理,5个站点的PM2.5估算值与观测值相关系数得到普遍提升,滑动后的相关系数RMA均在0.7以上(除郑州外),庐山RMA达到0.83.结果表明在BP网络框架下,基于MODIS AOD产品估算PM2.5的模型能较好地应用于PM2.5监测.     

南宁市HJ-1CCD数据气溶胶光学厚度反演

利用环境一号卫星(HJ-1)CCD数据高时间分辨率、空间分辨率和宽覆盖的特点,进行城市地区气溶胶光学厚度定量反演研究。提出使用环境卫星数据自带的逐像元卫星观测角度文件及相应参数进行逐像元太阳天顶角、太阳方位角推算,生成四波段合成角度数据。结合改进后的暗目标算法,以及基于逐像元角度数据的6S查找表,对南宁市2014年1月14日、15日、16日HJ-1CCD数据进行气溶胶光学厚度反演。反演结果与ARONET地基观测数据进行验证,表明该算法有较高反演精度,相关系数为0.865,同时与MODIS气溶胶反演结果进行比较。结果表明,经过HJ-1CCD数据反演的气溶胶光学厚度可作为气溶胶时空分布的实时监测手段。     

对二氯苯和镉对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)的联合毒性效应研究

以静水法生物测试研究了对二氯苯和镉对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)的联合毒性效应,并采用Marking水生毒理联合毒性相加指数法对联合毒性效应进行了评价.结果表明, 对二氯苯和镉对草鱼的单一毒性作用时,24、48、72和96 h对二氯苯对草鱼的LC₅₀分别是10.11、9.04、8.52和7.83 mg/L; 24、48、72和96 h镉对草鱼的LC₅₀分别是40.02、35.05、28.99和24.41 mg/L,因此对二氯苯的毒性大于镉的毒性. 对二氯苯和镉对草鱼种的联合毒性作用,当采用毒性1∶1进行试验时,暴露时间分别为24、48、72、96　h时AI>0,联合作用结果为协同作用,而当采用浓度1∶1进行试验时,表现出暴露时间为24、48、72 h的AI<0,联合作用结果表现为拮抗作用,而暴露时间为96 h时AI>0,联合作用结果则为协同作用,即随着暴露时间的增加,对二氯苯和镉的联合毒性作用从拮抗作用转变为毒性剧增的协同作用.     

松嫩高平原土地利用格局变化时间尺度特征研究

土地利用格局变化的时间尺度是其尺度依赖性和敏感性表达的重要基础。论文以松嫩高平原典型区域巴彦县为研究区,运用GIS、RS技术,结合Matlab编程,采用K-L变换将多波段的遥感影像提取为单波段图像作为原始信号数据,在研究区土地利用格局最优空间尺度下,应用快速傅里叶变换对小波分析模型进行改进,探寻研究区土地利用格局变化研究的适宜时间尺度,进而明确适宜时空尺度下土地利用格局变化的波动性特征,并采用土地利用转移矩阵对其时间尺度的划分结果进行检验。结果表明：1）研究区土地利用格局变化在10~20、30~40和40~50 a均有明显的波动性特征,表明10~20、30~40和40~50 a是研究区土地利用格局变化的3个重要时间尺度。2）1979—2015年研究区土地利用格局变化研究的最优时间分析尺度为36 a,土地利用格局在12.33 a左右具有明显的波动性变化特征,可将研究区时间域划分为3个发展阶段：发展初期1979—1991年、发展中期1991—2003年、发展近期2003—2015年。3）在空间上,研究区土地利用格局变化的全局化时间尺度和土地利用格局变化的局部化时间尺度具有较高水平的一致性。4）论文建立的基于小波分析的土地利用格局变化时间尺度识别方法可行并具有准确性,研究区旱地、林地和建设用地等主要土地利用类型在1979、1991、2003和2015年4个重要时间节点上的变化发生了明显的趋势性转换。     

城市土地集约利用研究进展

城市土地集约利用是城市土地利用变化研究的重要内容之一。了解城市土地集约利用的机理、过程和效应,有助于优化城市土地利用空间结构,提高城市土地利用效率,缓解资源环境约束带给城市发展的压力以及促进城市可持续发展。文章从3个方面对国内外城市土地集约利用研究进行了梳理和总结:①研究尺度,包括空间尺度和时间尺度;②研究内容,包括城市土地集约利用的内涵和相关理论、集约利用评价、集约利用驱动机制、集约利用效应、集约利用途径;③研究方法,包括统计分析和计量分析方法、基于过程的动态模型方法、GIS空间分析方法和其他研究方法。最后对其未来的发展方向提出了一些建议,认为在研究尺度上,应加强多尺度、多层次、时间序列的研究;在研究内容上,应加强基础理论、机理、过程和效应的研究;在研究方法上,应加强计量分析、空间分析和动态模型应用。     

江苏海岸带滩涂围垦区土地利用类型变化研究——以江苏省如东县为例

滩涂围垦与开发是海岸带地区特有的土地利用模式,揭示新中国成立以来滩涂已开发围垦区土地利用类型结构能够为该地区未来土地利用与规划提供一个标尺。论文以江苏省如东县为例,从土地利用类型结构与土地利用类型综合指数两部分探讨新中国成立以来不同围垦年限滩涂围垦区土地利用类型结构变化特征,揭示土地利用变化过程,对该地区土地可持续利用具有重要意义。结果表明：新中国成立以来,如东县不同年限围垦区土地利用类型变化存在阶段性特征。从围垦时间序列来看,农用地占比在30 a 围垦区最高,其变化呈现“S”型特征;建设用地呈现间歇性增长,周期为20 a,其中村庄用地在围垦10 a 逐步出现;未利用地一直下降,在40 a 围垦区保持稳定,主要类型为河流用地。滩涂围垦区土地利用强度在30 a 围垦区达到最高,呈现“S”型变化特征。土地利用多样性指数在30 a 围垦区达到最高值,呈现倒“U”型特征。滩涂围垦区土地利用类型演变存在三个阶段。江苏省沿海滩涂淤长为滩涂围垦奠定了自然基础条件,围垦初期,受到盐分的限制,只有耐盐植物和改良作物能够在滩涂土壤上生存,随着土壤不断脱盐,滩涂围垦区土地利用类型逐步多样化,在未来滩涂资源开发利用过程中,需要重点开展滨海盐土的开发复垦工作,严格审批新增建设用地,积极保护自然生态环境,实现沿海滩涂地区可持续发展。     

区域土地利用转型分析——以长江沿线样带为例

区域土地利用形态与其经济和社会发展阶段相对应,它随着某个区域所处的经济和社会发展阶段的变化而变化。区域土地利用转型,即区域土地利用形态在时序上的变化,它通常与经济和社会发展阶段的转型相对应。论文在划分长江沿线样带土地利用变化的区域类型基础上,结合社会经济统计数据,分析了各区段耕地和建设用地的变化。研究表明,长江沿线样带区域农村建房用地的转型基本上能反映整个样带的区域土地利用转型,且各区段所处的农村建房用地转型阶段非常明显。此外,还发现样带各区段所处的农村建房用地转型阶段与整个样带的社会经济发展水平相吻合。     

《土地利用现状分类》国家标准的解读

2007年8月,我国新的土地利用分类系统(《土地利用现状分类)》首次作为国家标准颁布,标志我国土地利用研究的深入和土地管理水平的提高。为促进其更好地实施应用,论文对该标准进行了全面解读。在介绍《土地利用现状分类》国家标准主要内容的基础上,将新的分类标准与原有的《土地分类(试行)》标准进行了比较分析,指出了新的分类在土地利用类型的归并、调整等方面的改进之处及存在的问题,提出了新旧分类系统过渡和衔接的建议,为下一步国家制订新标准的实施细则提供了依据。     

北京地区霾/颗粒物污染与土地利用/覆盖的时空关联分析

土地利用/覆盖变化(LUCC)直接或间接影响颗粒物污染,为定量评价颗粒物污染与土地利用在时序变化和空间分布上的关系,使用北京市长期气象资料、土地利用数据、实测颗粒物浓度数据和遥感影像,结合GIS空间分析和典型相关分析方法,对北京市霾日数与土地利用变化的响应关系、以及局地土地利用类型对颗粒物污染浓度空间分布的影响进行了定量评价.结果表明:从时序变化的角度看,北京市(行政区内)1996~2008年间霾日数与生态用地和耕地表现为显著负相关,相关系数分别为-0.574和-0.592,与建设用地、居民点及工矿用地和交通用地则呈显著正相关,相关系数分别为0.595、0.609和0.590;北京城区(五环内)1989~2012年间霾日数与生态用地、耕地和建设用地变化趋势具有良好的响应关系,其中城市区域扩张对霾日数影响显著,建成区面积与霾日数显著正相关,相关系数为0.876.从空间分布的角度看,建筑工地、道路和裸地3种下垫面类型的颗粒物浓度要明显高于其他类型;在0.5km和1km缓冲区内,绿地面积与PM1.0浓度呈显著负相关,相关系数分别为-0.542和-0.507,建筑面积与PM1.0浓度呈显著正相关,相关系数分别为0.469和0.537.总体来看,北京地区颗粒物污染水平、空间分布格局与土地利用/覆盖状况具有良好的时空关联性.     

北京市土地出让价格的空间格局与竞租规律探讨

城市土地出让价格的空间格局与土地利用类型的竞租规律,是城市组织土地利用方式、配置交通基础设施、完善城市发展与土地开发政策,进而提高城市与区域的土地利用整体效益的重要依据。论文从微观层面实证研究北京市土地出让价格的分布规律,并在综合可达性测度的基础上分析了土地价格空间分布特征及土地利用类型竞租规律,研究发现:① 土地价格的单中心圈层布局比较显著,随着时间可达性的增加,地价在不断衰减。② 商业用地价格最高,在第一圈层占主导地位,但其价格随可达性的衰减最快;住宅用地及综合用地其次,且明显低于商业用地的衰减速度;最后是工业用地,但其价格随可达性的变化微弱。③ 在时间可达性0.75 h 以内商业用地的竞租曲线明显高于其他用地类型带来的利用效益;居住用地的土地利用效益衰变曲线的拐点出现在时间可达性的1 h 处,1 h 等时线与轨道交通及若干交通枢纽切合得较为紧密,这清楚地指出了居民住房消费的通勤时间忍耐度;工业用地利用效益的高低与其产业性质和园区区域政策相关,与时间可达性的相关关系并不显著。因此,在北京市打造世界城市、京津冀区域经济一体化以及区域生态环境压力日趋严峻的大背景下,可以在更大的空间范围内主导北京市的产业结构转移与生产力空间重置。     

土地市场发育与土地利用集约度的理论与实证研究

市场是配置资源的基础手段和有效方式, 市场发育程度的不同会导致不同的资源配置和利 用效率。文章在构建市场发育与土地集约利用的理论分析框架基础上, 采用因子分析法和多因素分 析模型分别对江苏省开发区的土地市场化率和不同市场发育阶段土地利用的集约度进行了测算。 研究结果表明, 江苏省33.4%的开发区的土地市场发育处于转型后期至相对成熟期发展阶段; 57.1%处于转型中期发展阶段, 整体来说, 市场发育较为成熟。而不同土地市场发育阶段土地利用 的集约度不同, 处于转型后期至相对成熟期发展阶段的开发区土地利用集约水平要显著高于处于 转型中期发展阶段的开发区。因此, 文章认为提高我国土地利用集约度的主要思路应是推进土地市 场创新, 使市场成为土地资源配置的主要机制, 并作为转变土地管理机制的基本点。     

基于水资源分区的黄河流域土地利用变化对人类活动的响应

在分析黄河流域1980-2015年土地利用面积变化的基础上,基于水资源二级分区,采用土地利用变化重要性指数（C_i）、土地利用变化面积比例（D）、林草植被变化指数（R）三个指标分析8个子区域土地利用变化的方向和程度;然后针对1980-1990年、1990-2000年、2000-2010年、2010-2015年四个时期,采用单一土地利用动态度、综合土地利用动态度及土地利用程度研究各分区的土地利用变化速度与程度。结果表明：与1980年相比,城乡工矿居民用地与水域面积变化最为显著。8个分区的土地利用变化面积比例均在20%左右,相互之间差异不大。在单一土地利用类型变化方面,沙漠及未利用地、水域和城市及工矿用地变化速度明显,其余三种土地利用类型由于面积基数较大,变化速度相对较小,但是变化面积很大。从各时期看,2010-2015年变化速度最大,并且大致呈现随时间推移变化速度逐渐增大的特征。在综合土地利用变化的速度方面,8个分区基本呈现出逐渐增大的趋势,上游龙羊峡以上增加最为明显。     

经济快速增长区土地利用变化对土壤质量影响研究

以苏锡常地区具有典型性的原锡山市不同土地利用类型和不同时间的土壤取样点为研究对象,从时空转换角度分析土地利用变化对土壤质量的影响. 结果表明,1980—1995年,苏锡常地区土地利用结构变动速率为0.59;1995—2000年,苏锡常地区土地利用结构变动速率增加为0.74. 统计分析和独立样本t检验结果表明:1982—2005年原锡山市pH降低0.58,w(有机质)降低1.02 g/kg,w(全氮)降低0.16 g/kg,w(全磷)降低0.48 g/kg,w(速效氮)降低7.63 mg/kg,w(速效磷)增加26.16 mg/kg,w(速效钾)增加36.9 mg/kg,土壤含水率降低0.52%,土壤的相对质量指数降低3.06;在不同土地利用方式下,土壤质量各指标的变化具有明显的差异性.