基于遥感与GIS的新疆LUCC变化的时空信息研究及分析

文章应用RS和GIS等技术提取新疆地区近十几年来土地利用变化信息,从现状分析、发展动态等方面对土地利用与土地覆被（LUCC）信息进行定量和定性的分析。并运用土地利用动态度进一步说明新疆LUCC的变化过程。结果显示：新疆的耕地、林地、水域、建设地面积都有所增加,耕地的年变化率最大;未利用地面积有所减少,草地面积减少明显。     

城市土地利用与地面热效应时空变化特征的关系——以成都市为例

利用2000-2008年TM/ETM+数据,基于遥感、GIS技术与人机交互式判读解译方法获取城市土地利用数据,运用单窗算法和空间建模方法定量反演城市地表温度;在此基础上,对城市土地利用与地面热效应时空变化特征的关系进行分析。结果表明:城市土地利用时空演变以耕地、林地向建设用地、水域转移导致面积快速下降与建设用地不断侵吞耕地为主要特征;土地利用变化导致地面低温区范围减少25.927×10⁴ hm²,常温区和高温区面积分别增加12.093×10⁴ hm²和5.834×10⁴ hm²;高温区中建设用地面积比例最大,建设用地与水域、水田的平均温度分别达最高与最低;地表温度空间格局表现为各温度区呈不同形状的带状分布,热源密集分布在成都市城南高新区、城西住宅区、城中心商贸区以及城东的工业基地等区域,二环路外温度呈下降趋势;建设用地加剧了城市热效应,而水域则缓解了城市热效,不透水性与地表温度的反演结果呈较强的正相关性。因此,研究结论对于热岛效应研究、改善人居环境具有科学意义和应用价值。     

2000~2005年三江平原土地利用/覆被变化对植被净初级生产力的影响研究

区域土地利用/覆被变化对植被生产力的影响是LUCC环境效应的重要组成部分,对于区域陆地生态系统碳循环的研究具有重要意义。三江平原地区是我国土地利用变化最为剧烈的地区之一,然而,区域尺度上土地利用/覆被变化对植被生产力的影响研究不多。基于以上原因,论文应用以遥感观测和生态系统过程模型为基础的土地利用数据和植被净初级生产力NPP数据,估算土地利用变化过程对三江平原地区植被生产力的影响。结果表明,林地、草地和沼泽湿地向耕地的转化是三江平原土地利用/覆被变化的最主要特征。2000~2005年期间,耕地面积增加了43.28×10⁴hm²,主要来自林地、草地和湿地的转化,转化面积分别为26.20×10⁴、10.81×10⁴和22.45×10⁴hm²。过去5年间,三江平原平均NPP由401.1g C m^-2 a^-1下降为377.5g C m^-2 a^-1,其中沼泽湿地平均NPP下降了7.8%,耕地、林地和草地的平均NPP均呈下降趋势。2000~2005年期间,三江平原地区净初级生产总量由4.37×10⁴G g C a^-1下降为4.11×10⁴G g C a^-1,减少量为2 575.1G g C a^-1,减少率为5.9%。三江平原地区2000年和2005年的气候因子变化不大,其对NPP的影响可以忽略。土地覆被变化直接导致区域净初级生产力的降低,人类活动干扰的强度和频度加剧对于区域植被净初级生产力的降低具有重要影响。     

土地利用/覆被变化研究的几个问题

近年来土地利用/覆被变化研究取得了许多进展,理论和研究方法有很大发展。其主要趋向是,重视从动态过程角度进行土地利用/覆被变化的分类;强调将土地利用/覆被变化的驱动力区分为自然驱动力和社会经济驱动力,后者则受到研究者越来越大的重视;强调土地利用/覆被变化的模型必须有相应理论的支持,而且所建模型应能动态地模拟不同土地利用之间的竞争;此外,强调在土地利用与土地覆被分类、土地利用/覆被变化的驱动力研究及影响分析中,要重视空间尺度和时间尺度问题。     

西双版纳景观格局时空变化及其生态效应研究

西双版纳景观格局演变对合理利用区域土地和维护生态平衡具有重要意义.以四期Landsat影像为数据源,研究了西双版纳1990年-2010年的景观格局变化特征,分析其生态效应.结果表明:林地景观面积减少293 km2,斑块数量一直增加;灌木林景观面积增加,斑块数量持续减少;耕地面积增加,斑块数量增加,表明在经济发展时,生物环境逐渐恶化;各类地表景观形状复杂程度增加,破碎化程度加重,分布趋于均匀化,表明在人类活动干扰下,生态环境质量呈现下降趋势,不利于生物的保护.     

基于MAS与CA的滇池流域土地利用变化模型研究

采用多智能体(Multi-Agent System,MAS)、元胞自动机模型(Cellular Automata,CA)和GIS技术,对流域土地利用/土地覆盖变化(LUCC)进行模拟研究,分析了其空间格局变化特征。该文以滇池流域为例动态模拟了滇池流域2002年到2024年土地利用空间格局与结构,并采用点对点精度和Lee-Salle指数验证模拟结果,模拟结果的点对点精度达到82.29%,Lee-Salle总指数超过0.5。     

内蒙古高原土地利用/覆被变化对气温变化的影响分析

土地利用/覆被变化（LUCC）会对近地面的气温测量产生影响。论文基于气象站点气温资料,1：10 万LUCC数据集以及NCEP再分析气温资料,利用“观测减去再分析（OMR）”方法拆解出土地覆被对气温变化的单独贡献,借助Sen 趋势与Mann-Kendall 非参数检验计算方法分析了内蒙古地区1980-2010 年间不同土地覆被类型,以及不同土地利用方式对气温及其变化趋势的影响。结果表明,研究区近30 a 来LUCC对气温的影响总体表现出显著升温的作用,增加趋势为0.29 ℃/10 a。不同土地覆被类型对气温升高趋势的影响从大到小为：沙地>建设用地>草地>耕地,而且具有明显空间差异。同一种土地覆被类型在不同气候环境下的温度变化趋势差异也较大。1990-2005年间气象站点缓冲区内LUCC变化类型主要以耕地开垦、城市扩张以及草地面积减少为主,在一定程度上反映了整个内蒙古地区的LUCC特征,特别是人类活动的影响。下垫面的改变对1990-2005年间气温上升贡献了0.49 ℃。土地覆盖变化在1980-2010期间呈现逐渐加剧的趋势,特别是2000年以后,城市化的迅速发展显著提高了气温的升温趋势。     

过去300年台湾省耕地面积时空变化重建

作为拓垦过程和人地交互作用显著的代表性区域,对台湾省历史耕地时空变化重建的研究,有利于深化对海峡两岸历史土地变化过程特征、差异和规律的认识。基于历史文献和统计年鉴,以历史人口数据为代用资料,分析了耕地和人口记录特征后,综合采用引用替代、线性内插、隐匿系数修正法、人均耕地系数法和余粮规模检验等方法,估算和订正了近300年来中国台湾省历史耕地的时空变化。结果表明：（1）台湾省耕地总量,由荷据时期的0.91×10⁴ hm²增长到当前的79.30×10⁴ hm²,增加了近86.60倍,阶段特征大体呈先增加后持续减少的态势,清前中期呈平稳低速增长,日据时期呈快速波动增长,国民党治台后中前期呈波动缓慢增长,中后期呈逐步降低态势。（2）百年尺度下,台湾省水田和旱田变化规律存在明显差异;水田规模呈先增加再波动后逐步减少的态势,旱田呈先增加再减少而后逐步增加的态势;1931年以前,旱田比例均高于水田,峰值期高了3%~5%;之后,水田比例超过旱地,居于优势地位,1936—1965年水田比例平均高于旱田22.23%。（3）台湾省的土地垦殖过程具有空间拓展性和区域不平衡性,土地开垦经历了由点到面、由南到北、由西往东的发展过程;台南地区是最先被开垦的区域,其后依次是台中和台北,台东地区是最后才被垦殖的区域;台南地区的垦殖强度一直高于其他地区,最高时达36.71%。（4）HYDE数据集与本文结果均呈逐步上升态势,但两者耕地规模和变化过程差异显著,国际数据集并不能反映近300年来台湾省耕地变化的客观史实。     

近20年来秦岭地区土地利用/覆被变化的遥感分析

该文利用美国陆地卫星Landsat 1990、2000和2010年3期TM遥感图像,结合野外调查和人机交互的解译方法生成秦岭地区1990、2000和2010年3期土地利用/覆被数据,揭示近20年来秦岭地区土地利用/覆被变化的趋势及其驱动因子。结果表明,秦岭地区土地利用/覆被主要类型为落叶阔叶林,其次为耕地,针叶林、针阔混交林、灌丛、水体湿地和居民地与建设用地面积较小。1990-2000年该区土地利用/覆被变化主要为落叶阔叶林转变为耕地、水体湿地转变为耕地和落叶阔叶林,2000-2010年该区土地利用/覆被变化主要为耕地转变为落叶阔叶林、水体湿地和居民地与建设用地。1990-2000年秦岭地区覆被状况总体变差,共有15个县覆被状况变好,28个县覆被状况变差。2000-2010年秦岭地区覆被状况总体变好,共有36个县覆被状况变好,7个县覆被状况变差。围绕耕地的人类活动是该区土地利用/覆被变化的主导因子,温度和降水量变化也是该区土地利用/覆被和植被覆盖状况变化的驱动因子。     

深圳市土地利用/覆盖变化与生态环境安全分析

应用１９８０、１９８８、１９９４年的ＭＳＳ、ＴＭ资料,编制了相应时期深圳市土地利用／覆盖图,分析了近２０年来深圳市土地利用变化的时空分异规律。在此基础上,分析了土地利用变化与城市生态环境安全水平的关系。研究结果表明,深圳快速的城市化过程是引起土地利用变化的主要原因；土地利用中城镇用地的增加导致城市洪水的加剧和水土流失的增加；以乡镇为单元的环境污染的空间差异与对应区域城镇用地比例的大小呈明显的正相关关系,显著性水平达到０－００１,由此认为,在城市化过程中,确保相当数量的绿地对缓解城市生态环境问题有着不可替代的作用。     

基于RS与GIS通海县土地利用／土地覆盖变化研究

以1992年TM和2006年ETM＋影像提取通海县土地利用信息,根据最佳指数因子（OIF）的最佳组合波段,在最佳组合波段下利用遥感图像处理软件ERDAS9．2选择监督分类方法,获取通海县1992～2010年土地利用／土地覆盖变化信息。结果表明：15a来该地区土地利用程度加强：耕地、建设用地显著增加,水域面积虽有萎缩,但变化不大;驱动土地利用变化的主要因素是人口增长、城镇化水平提高与经济的快速发展。     

基于TM影像的南京市土地利用变化遥感监测与评价

以2000年和2007年TM遥感影像为数据源,利用GIS技术,获得了南京市2个时期的土地利用动态变化。分析表明,从2000～2007年,南京市耕地减少36117.51公顷,草地减少1161.75公顷,而水域增加了23170.31公顷,建设用地增加了8272.01公顷,林地增加5750.91公顷,未利用地增加了86.03公顷。2007年,南京市生态环境状况指数为62.20,属于良好状态。人口的增长、经济的快速发展及城市规划的变革都促进了南京市土地利用的变化。     

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。     

基于RS的多数据源的700 多年来贵阳城市扩展时空特征研究

以1973、1990、2001、2006 和2010 年的Landsat 系列遥感影像为主要数据源,结合历史文献和专题图的多数据方法,在贵阳城市区域遥感信息提取的基础上,对1279 年建城以来,包含1626、1930、1947 年的共9 个时相的贵阳市时空扩展特征进行分析,主要包括城市扩展的时间轨迹、方向性、扩展强度、扩展规模和城市扩展的空间分异等。结果表明:花溪、金阳是贵阳城市扩展的主要区域;1947 年以前,贵阳市扩展速度极其缓慢,基本处于停滞状态;1947-1973年,城市已填满贵阳狭小的盆地区域,并开始沿着河谷地形向外扩展;1990 年贵阳市向外扩散趋势加剧,2006 年以后,贵阳以喷水池-大十字为核心,以南明河为主要的扩展轴,沿着南、东、东北、西分别向花溪、龙洞堡、新添寨和金阳扩散,呈现显著的Y字形扩展格局。贵阳城市扩展过快,停止外延型扩展进程,将有助于区域的和谐发展。     

遥感及GIS技术在城市生态环境调查中的应用

为全面了解和掌握马鞍山市生态环境现状,马鞍山市环保局利用遥感技术和GIS技术对全市的生态环境现状进行调查。本次遥感调查以美国陆地资源卫星Landsat5TM2001年数据和同期法国SPOT卫星数据为主。通过调查得到马鞍山市城市2001年生态环境现状和1986年至2001年的动态变化,分析得出近年来马鞍山市城市土地利用结构特点、变化趋势等。     

基于RS的城市土地集约利用评价方法研究

论文建立了以遥感数据为主要数据源的城市土地集约利用评价指标体系,对城市土地利用遥感影像(IKONOS)特征进行分析,介绍评价指标遥感信息解译方法。在以遥感为主结合调查获取所有指标信息的基础上,应用综合评价和人工神经网络(ANN)模型对城市土地集约利用进行评价,通过评价结果比较,发现人工神经网络模型能够反映自变量和因变量之间的复杂非线性关系,是一种可行的评价方法。因此,论文构建基于遥感和人工神经网络(ANN)作为城市土地集约利用评价的方法体系,并应用其对石家庄市土地集约利用水平进行了评价。实践证明,这种体系构建评价方法更具时效性,实用性更强,工作更快捷、方便,评价结果更为客观。     

中国城乡人口与建设用地的时空变化及其耦合特征研究

1990 年代中后期以来的快速城镇化进程对我国城乡人地关系产生了重要影响,深入分析该过程中的城乡人口与土地变化及其关联特征具有重要意义。论文应用脱钩理论及其相关模型,重点分析2000-2008 年我国城乡建设用地变化及其与城乡人口变化的耦合关系。研究表明：25 个省区城市建设用地增长率高于人口增长率,两者协调性欠佳,呈现弱脱钩状态;农村居民点用地并没有随着农村人口的减少而减少,约一半省区呈现强脱钩状态,11 个省区呈现衰退脱钩状态;城乡人口与建设用地变化的关系可划分为7 种类型,其中有1/3 的省区人口与建设用地变化关系极不协调。论文认为,财税体制和官员晋升/考核机制不完善、城乡规划管控不力、城乡二元制度根深蒂固是造成前述问题的重要原因;新时期协调城乡人口与建设用地变化的可持续途径在于,遵循人口、产业、城镇、社会发展的客观规律,积极推进财税/绩效体制改革,科学划定城市空间增长边界,逐步消除城乡二元结构体制,有序推进城乡土地统筹置换。     

基于遥感的北京市城市化发展与城市热岛效应变化关系研究

下垫面改变、大量人为热排放及城市区域本身的温室气体排放是导致城市热岛产生的主要原因,城市规模则决定了城市区域热岛效应的影响规模与强度,进而影响区域空气中污染物的扩散.利用1978年以来不同时段的遥感影像对北京城市用地、绿地、归一化植被指数、城市热岛区面积进行了监测,分析了北京市20余年来城市规模的变化及空间布局特征、城市绿地变化、城市热岛效应及其相关关系,旨在为城市合理布局,改善环境状况提供基本信息.结果表明,北京市20余年来城市热岛区面积增长明显,2000年以来四环内由于绿地面积增长、城市结构日趋合理,城市热岛有减缓的趋势.      

南京市土地利用遥感监测与评价

以2006年和2007年TM遥感影像为数据源,利用GIS技术,对南京市的土地利用动态变化进行了监测,结果表明,从2006～2007年,南京市耕地减少6723.72hm2,林地减少975.46hm2,而水域增加了1663.26hm2,建设用地增加了5191.11hm2,草地增加758.78hm2,未利用地增加了86.03hm2。与2006年相比南京市生态环境质量指数略有下降。