基于RS和GIS技术的京郊西北地区土地利用变化的景观过程响应

应用遥感与地理信息系统技术,对3期TM影像(19891、996、2005)进行解译判读,获取北京西北地区的土地利用数据.同时应用土地利用时空演变模型、土地利用动态度模型和景观生态学方法,从景观格局的角度定量分析1989—2005年间区域景观过程对土地利用变化的响应.结果表明:近16年来耕地、沙荒地和未利用地的面积明显减少,而城市及建筑用地和林地的面积在连续增加;各景观组分间的转移过程频繁,其中耕地斑块向城市及建筑用地斑块的转移数量最大,沙荒地向林地的转变最为明显;1989—1996年间的综合土地利用动态变化率较1996—2005年间的大,变化集中表现在西北城郊过渡区域;各景观类型的平均斑块形状趋于简单,景观多样性、均匀度指数和破碎度指数呈现增加趋势,而优势度指数在逐渐减小;城市及建筑用地的不断扩张,林地景观平均斑块面积持续减小,并呈现破碎化,是土地利用变化的景观生态过程响应.要实现区域土地资源的可持续发展和景观生态功能的良性发挥,须注重土地利用格局优化,维护景观生态过程与格局的连续性.     

1998-2018年永寿县景观格局变化及驱动力分析

探究黄土丘陵区景观格局的时空演变规律和驱动力，对该区土地资源的合理利用和生态环境的优化建设提供指导意义。以陕西省永寿县1998、2008、2018年遥感影像数据为基础，借助ArcGIS和FRAGSTATS等软件，运用景观转移矩阵、景观格局指数对其进行了分析，并运用主成分分析法讨论景观变化驱动力。结果表明:1）从土地利用景观格局变化状况来看，研究区的主导景观由耕地变为林地，主要变化为林地、园地面积的增加。林地面积增加了177.88 km²，园地面积增加了128.66 km²，主要是由耕地转换而来。2）从斑块水平来看，林地在各景观类型中占据主导地位；建设用地、林地、未利用地受到人为干预，斑块形状趋于简单；林地、园地、草地的景观异质性在逐渐增强。3）从景观水平来看，整体景观连通性变差，各斑块类型面积比重趋向平衡，景观的破碎化程度逐渐增大，各景观类型逐步分化为更小的斑块。4）从景观格局变化的驱动因素来看，气温和降水等自然因素对景观格局的演变具有一定的影响，而社会经济因素及政策导向是永寿县景观格局变化的主要因素。     

粮食主产区景观格局变化及生态环境响应——以湖北省鄂州市为例

以中部粮食主产区湖北省鄂州市1991、2012年土地利用调查变更数据为基础,根据土地利用方式对鄂州整体景观重分类,分为耕地、林地、建设用地、养殖水面、水体和其他用地6类。通过Fragstats软件计算景观格局指数,从斑块类型水平和景观类型水平分析鄂州景观数量和空间格局变化,以此建立生态危险评价模型来对生态环境进行响应。根据地统计分析中半变异函数拟合和克里金插值分析生态环境变化。1991-2012年,耕地和其他用地面积减少,破碎度增加;水体面积减少,破碎度减少;林地、建设用地和养殖水面面积增加,破碎度减少。鄂州城市整体各景观类型呈均衡趋势发展,景观多样性增加,景观格局趋于破碎化分布,但耕地大面积减少,导致植被覆盖降低,土壤侵蚀严重,生态环境恶化。     

莱州市景观格局变化及生态安全分析

该文以山东省莱州市为研究对象,从斑块类型和景观水平2个层次入手,筛选12个景观格局指数分析了莱州市的土地利用程度及整体景观变化;并采用景观干扰度和景观脆弱度两大指标进行景观生态安全分析,划分生态安全等级,分析2009—2018年的生态安全趋势.结果表明:莱州市受城市经济建设活动的干扰,耕地、林地、水域和建设用地的景观格局在2009—2018年间发生了一定变化,耕地、园地和林地的生态安全度下降.     

中山市土地利用及景观格局时空变化分析

土地利用及其景观格局配置与城市发展关系密切,其时空变化深刻影响着区域水土保持和生态安全.以粤港澳大湾区重要节点城市—中山市为研究区,利用2000—2020年GlobeLand30土地利用数据,使用转移矩阵、景观格局指数等分析方法,多尺度和多层次探究了中山市土地利用及景观格局的时空变化特征.结果表明：(1)20年间,中山市土地利用总体呈建设用地、林地增加,耕地、草地、水体减少的“两增三减”态势;建设用地急速增长,耕地则锐减近50%;(2)20年间,各土地利用类型皆互为转换关系,主要表现为耕地、水体和草地转为建设用地的转换方式;(3)中山市优势景观类型由2000年的耕地(670.22 km2,37.23%),2010年的水体(505.15 km2,37.23%),2010年的水体(505.15 km2,28.06%),转变成2020年的建设用地(644.43 km2,28.06%),转变成2020年的建设用地(644.43 km2,35.80%),城市发展占用了大量耕地和水体.同时,建设用地斑块密度和蔓延度指数高值区的范围逐渐增加,团聚程度增强,景观优势持续扩大.20年间,中山市土地利用类型呈现出建设用地取代其他用地类型的均一化发展趋势,景观格局空间异质性逐渐减弱,城市耕地保护和生态建设任务越发严峻.     

汾河流域土地利用景观格局演变及其驱动因素探究

【目的】分析汾河流域临汾段土地利用面积变化及景观格局演变特征,掌握影响土地利用变化的驱动因素,旨在为汾河流域可持续发展以及生态环境保护提供参考。【方法】以汾河流域中游临汾市为研究区,基于1990-2020年遥感、气象、社会经济等数据,计算该地区的土地利用程度指数、土地利用动态度、土地利用转移矩阵、景观格局指数（类型级别和景观级别）,探讨近30年临汾市土地利用面积变化特征及景观格局的变化趋势,利用主成分分析方法筛选影响临汾市土地利用变化的主要驱动因素。【结果】从土地利用结构来看,临汾市土地利用类型以耕地为主,草地和林地次之。从土地面积变化来看,1990-2020年,各土地类型的面积变化量绝对值由大到小依次为建设用地＞草地＞耕地＞林地＞水域＞未利用地,其中建设用地、林地及水域面积均增长,其余土地类型面积均减少;土地利用类型转移以耕地转为建设用地和草地以及草地转为耕地和林地为主。景观类型级别方面,耕地、林地和草地的最大斑块指数（LPI）、景观形状指数（LSI）、斑块平均大小（AREA_MN）和斑块结合度（COHESION）均较高;景观级别方面,随着时间的延长,斑块数量（NP）、斑块密度（PD）、香农多样性指数（SHDI）和香农均匀度指数（SHEI）总体均增加,边缘面积分维指数（PAFRAC）和蔓延度指数（CONTAG）均减少。主成分分析结果表明,社会经济因素、产业结构因素和自然因素是临汾市土地利用面积变化最主要的驱动因素。【结论】1990-2020年,临汾市的土地利用面积与景观格局发生了明显变化,探明了影响临汾市土地利用面积变化的主要驱动因素,其中建设用地、草地、林地和耕地受各驱动因素的影响较明显。     

基于GIS支持下的土地利用景观梯度变化分析———以重庆市合川区为例

利用2000年和2011年的重庆市合川区土地利用现状图,在GIS的支持下,采用景观格局指数与梯度带划分 相结合的方法,从景观水平和景观类型水平分析了重庆市合川区景观格局梯度变化特征,结果表明:(1)景观类型 总体格局方面,合川区是以农业为主的城市,耕地为优势景观类型,其次为城乡建设用地景观、林地景观和园地景 观.但与2000年相比,耕地、园地景观面积减少,城乡建设用地和林地景观面积增加.城乡建设用地景观分布很零 散,斑块破碎程度高,耕地景观破碎化程度次之,林地景观和园地景观破碎化程度则相对较低.(2)景观类型梯度 格局方面,合川区的城市扩展主要在1~5m 范围内,该范围内耕地面积有所减少,城乡建设用地面积大幅度增加, 破碎化程度降低.林地景观和园地景观分布则较为集中连片,分别分布于在距建成区6~10m,1~10m 范围内.景 观的破碎化程度减少,规模化效益更加突出.通过对重庆市合川区土地利用景观梯度变化进行分析,可为合川区土 地利用总体规划和产业布局调整提供科学依据.     

三亚市10年间景观格局变化分析

为了充分了解热带滨海城市发展过程中景观变化特征及其影响因素,利用基于SPOT的影像数据,应用RS、GIS 软件和景观生态学方法,以海南省三亚市作为研究对象,分析了2002—2012 年三亚市土地利用及景观格局的动态变化情况。结果表明：（1）三亚市仍以耕地和阔叶林为主,建设用地大幅度增加,各土地利用类型有相互转移表现,2002—2012 年,水田面积减少了25.75%,水库/坑塘减少6.21%;草丛、建设用地和旱地面积分别增加143.16%、86.89%和10.20%;（2）运用景观格局指数和转移矩阵分析,得出研究区域景观斑块总体数量减少,说明这期间三亚景观破碎化趋势降低,主要由于人类活动的干扰不断加强,城市化进程加快使原来分散的乡镇村落等居民集中地聚集成片,转变为城市化建筑群,从而导致了研究区域景观破碎化程度的下降。     

基于地学信息图谱的中缅泰老“黄金四角”地区土地利用变化分析

【目的】以中缅泰老“黄金四角”地区为例，基于地学信息图谱理论，对其土地利用变化态势进行分析。【方法】运用土地利用动态度、景观质心平移度及地图代数运算等模型剖析研究区土地利用时空演变特征及图谱类型与涨落态势。【结果】(1)研究区土地利用以林地、耕地和灌丛为主，形成了以林地、耕地和灌丛为基质，水体为廊道，园草地及建筑用地为斑块的用地景观。(2)随着时间演进，研究区土地利用结构发生了较大变化，建筑用地和裸土与未利用地等人类活动相关型地类面积增加，林地和灌丛等自然主导型地类面积总体减小；2000—2018年，综合土地利用动态度由45.99%降至10.44%，土地利用整体变动速率大幅减缓。(3) 2000—2018年，建筑用地质心整体偏向东南且距离最大，林地质心偏移幅度最小且向正东转移，研究区土地利用空间格局发生了明显变迁。(4)在图谱变化模式中，稳定型图谱单元面积最广，最大面积模式为林地—林地—林地(11.37万km2)；反复变化型图谱单元面积最小，最大面积模式为耕地—灌丛—耕地(668.65 km²)，研究区土地利用与开发程度仍较低。(5)研究区土地利用涨落势特征在20...     

平原造林对土地利用格局及生态系统服务价值的影响

【目的】分析平原造林工程实施对区域土地利用格局及生态系统服务价值的影响。 【方法】文章选择京承高速公路北京段沿线 10 km 范围为研究样带，基于 TM 遥感影像提取 的土地利用数据和平原造林图斑数据，运用 GIS 和景观格局分析软件分析平原造林工程实施 对土地利用格局及生态系统服务价值的影响。【结果】（1）平原造林工程占用的主要是自然 质量较低的耕地，其次为林地和建设用地。平原造林工程实施前后，研究区土地用地结构 发生变化，主要表现为林地面积增加、其他用地面积减少。（2）平原造林对研究区景观格局 有一定影响。景观尺度上，景观分布变得破碎和分散，形状变得不规则，景观分布变得不均 匀；斑块类型尺度上，耕地、园地、草地、水域和水利设施用地、建设用地和未利用地的面 积减少，林地面积增加，各类斑块变得分散和破碎，形状规则度降低。（3）研究区土地利用 生态系统服务价值由造林前的 31.39 亿元提高到造林后的 31.86 亿元。【结论】平原造林工程 实施增加了研究区林地面积，提高了生态系统服务价值，但也加剧了区域景观的破碎性，降 低了区域景观多样性水平。研究结果可为后期新增林地的规划选址提供技术支持。     

南昌市城市化进程中土地利用景观格局稳定性分析

科学、合理地评估城市化进程中土地利用景观格局的稳定性,是优化土地利用景观格局、降低和防范生态环境风险的基础。以南昌市为例,运用RS和GIS技术,根据2006、2010、2016年TM影像解译结果,通过景观格局稳定性指数、分形模型和转移矩阵等指标,对研究区2006—2016年城市扩展过程中土地利用景观的内部稳定性进行分析。结果表明:(1)土地利用景观类型中,城市建设用地和耕地是南昌市主要的景观类型,2016年分别占研究区的35.24%和25.94%,景观优势明显,也是调控土地利用景观格局稳定性的主要部分。(2)南昌市土地利用景观的稳定性整体上具有明显差异,主要特征为城市建设用地持续增加,由2006年的250.41 km~2增加到2016年的311.76 km~2,林地、草地、水域、未利用土地和耕地的面积变化不大。研究区土地利用景观格局的稳定性总体表现出上升趋势。     

县域城市扩张遥感动态监测及驱动力分析

为了迅速掌握初级发展阶段中县域城市的扩展特征并合理利用土地资源,选取河南省洛阳市嵩县作为研究对象,采用遥感（RS）变化监测与地理信息系统（GIS）空间分析方法,分析了河南省嵩县城镇扩展变化特征,研究了各驱动因子对城镇扩展中主要用地类型的影响。结果表明:近26 a来,嵩县城市扩展速度北快南慢,地形对嵩县的扩展影响较大,建设用地增长率达266.0%,耕地面积减少幅度为28.9%,林地增幅为14.3%,水域、滩涂总体变化量较小,未利用地则呈现快速减少趋势。土地利用类型转化的主要方向为耕地与林地的转化,草地与林地的转化,滩涂与水域的转化,未利用地与耕地的转化。其中,未利用地与草地向各地类的转化率最大,分别为88.5%和87.6%。驱动力分析表明:经济发展、居民消费水平及人口变动对县城主要用地的变化具有较强的解释作用。     

基于GIS的土地利用/覆被与景观格局变化研究——以重庆市两江新区为例

为了解国家级经济开发区土地利用现状和存在的问题,协调建设用地扩张和生态保护之间的关系,以重庆市两江新区为例,基于2009年、 2016年的土地利用变更调查数据库,借助ArcGIS 10.2平台,共选取17项指数对两江新区的土地利用/覆被和景观格局进行分析.结果表明:2009年-2016年,建设用地面积上升,其占土地总面积比上升15.24%,农用地与未利用地面积下降且逐步向建设用地转化;两江新区景观多样性和均匀度均有所下降,空间异质性程度逐渐降低;耕地、园地、未利用地和交通水利用地空间分布不断地趋向离散化和破碎化,其他农用地和城乡建设用地破碎度大且不断下降;农用地和未利用地的分维数增加,空间分布趋于不规则,建设用地分维数降低,斑块形状趋于单一化和规则化.     

快速城镇化地区土地利用动态变化的空间测算分析——以北京市顺义区为例

为深入探索城镇化空间推进的过程及其特征,利用顺义区1992、1999和2009年3期遥感土地利用/覆盖解译数据,采用土地利用动态度和土地利用变化空间分析模型,以及土地利用空间变化率指数,并运用900m×900m网格分析方法,对研究区土地利用空间动态变化和建设用地扩张进行定量、定位分析。研究发现:1)耕地在研究期间减少突出,减少幅度达24.26%,建设用地和林地增加幅度明显,分别上升了15.34%和11.37%;其他土地、水域和林地的动态度相对突出,分别为5.82%,4.16%和2.78%;林地在空间上新增和减少的规模变化最为明显,空间分析模型显示为20.52%;相对于整个研究区而言,耕地和建设用地的空间变化率突出,分别为1.98%和1.21%。2)网格分析显示,由城镇化推动的土地利用变化在1999—2009年间表现突出,在西南部区域呈现集中爆发态势。3)顺义区建设用地扩张呈现出由西南向中西部区域推进的空间特征,其城镇化进程带有明显的"摊大饼"式的特征。     

基于GIS的安顺市景观格局空间梯度分析

随着城市规模日益扩张,人为活动干扰的加剧,景观格局的剧烈变化影响喀斯特山地城市生态系统服务功能,对城市经济社会和自然复合生态系统的可持续发展产生较大的影响。以黔中喀斯特典型山地城市安顺市建成区为研究对象,以2012年和2016年高分辨率遥感图像为主要数据源,基于GIS软件平台,通过建立研究区城市景观类型空间属性数据库,采用景观空间梯度法和景观格局指数法,系统分析“城市双修”和“国家园林城市建设”政策驱动下,安顺市建成区2012年和2016年景观格局的时空动态变化及其梯度特征。结果表明:1）2012-2016年,研究区景观格局发生剧烈改变,城市用地的扩张与耕地缩减耦合,小型斑块数量明显增加,景观破碎化程度加剧。2）随着城市景观向外围扩展,建筑用地优势度先增加后降低,建成区外部缓冲带景观多样性逐渐丰富,受人为干扰强度弱化。3）研究期间,各景观类型交错分布,斑块分布复杂化、不规则,集聚度与连通性逐年下降。     

苏南水网地区景观格局演变分析及其驱动因素探究——以七都镇为例

景观格局指数是反映景观结构与空间特征的量化指标,通过景观特征的指数化来描述景观格局现状。选取苏州市吴江区七都镇2000、2010、2020年3期土地利用数据,借助ArcGIS、FRAGSTATS、SPSS等软件,对其景观格局演变特征进行分析比较,并对该地区景观格局演变的驱动因素进行探究。结果表明,1）通过土地利用转移矩阵发现,耕地和林地面积呈减少趋势,分别减少了872.28 km²（-13.85%）和7.92 km²（-15.94%）,部分耕地和林地转化为了建设用地,相应的建设用地面积占比由10.35%提升至19.45%,农用地被侵占的现象显著。2）通过景观格局演变分析发现,水域、草地以及林地破碎化程度增强、边界被割裂的程度加剧,景观复杂程度增加;建设用地破碎化程度有所减弱,空间分布上趋向集中,斑块类型复杂程度下降,边界变得更加简单和规则。2000-2020年,七都镇景观多样性增强,景观整体向着均衡化发展。3）通过驱动力分析发现,城镇建设经济发展以及产业结构调整等因素累积贡献率达到96.74％,是导致七都镇景观格局变化的主要因素。     

泰安市景观格局和生境质量时空演变及其关联分析

基于2000-2018年土地利用类型数据，采用景观指数、InVEST模型等方法，分析泰安市景观格局、生境质量演变特征与冷热点分布，并利用灰色关联度模型揭示生境质量与景观指数的关联性。结果表明:1）耕地、林地和草地减少，建设用地和湿地增加，并以耕地流向建设用地和湿地为主，研究区景观连通性减弱，景观格局总体趋向破碎化。2）泰安市生境质量整体处于中等以上水平，但中等、良好和优等生境三者占比之和不断减少，由87.88%降低到82.98%，生境质量虽局部得到改善但总体有衰退趋势；热点分析表明，生境质量较高的热点区主要集中在以湿地、林地和草地为主的区域，生境质量较低的冷点区集中于各区县的主城区及其外围。3）生境质量水平与蔓延度指数、边缘密度、斑块数和耕地面积等景观指数具有较强关联性。研究认为，在生境质量高值区应加强林地、草地、湿地景观的整体性、连通性保护，防止景观破碎化，在生境退化严重的建成区应加强城市绿色空间建设；该研究为泰安市景观格局优化、生境保护和生态系统服务管控提供一定参考。     

基于ENVI技术的永定河段景观格局演变与优化研究

  目的  永定河作为北京母亲河,是北京市重要的河流生态廊道。近20年来,由于城市快速化进程和水源性缺水问题严重影响着永定河的可持续发展。梳理永定河景观格局的演变趋势和结构特征对永定河生态空间优化有重要意义。  方法  以永定河落坡岭水库至大宁水库段河流2 000 m缓冲范围河岸带作为研究对象,利用ENVI对1999、2004、2009、2014、2019年遥感图像进行解译,借助转移矩阵、Fragstats4.2景观指数分析景观格局时空演变规律并对景观破碎程度进行评价。  结果  （1）研究区内土地利用类型主要为林地,1999—2004年（1999年7月—2004年7月）由于北京城市扩张,沿河建设用地面积快速增加。2004—2014年（2004年8月—2014年7月）进入城市快速修复期,腾退工业用地、沿岸草地转化为林地,使林地面积快速增长,“南水北调”工程与“五湖一线”滨河公园体系建成促使水域面积明显增长。2014—2019年（2014年8月—2019年7月）处于缓慢修复期,永定河实现全域通水,人工林地面积增加,治理成效由“量变”转向“质变”。（2）景观格局指数分析表明类型水平下林地、水域斑块破碎度较低,永定河生态治理使得水域连通性显著恢复,破碎程度下降,全局景观水平破碎度呈增长趋势,生态治理对于蓝绿空间连通有积极影响。  结论  研究区景观格局变化趋势是空间形态和数量特征趋于稳定,但三家店下游由于城市扩张处于高度动态区域。在绿色空间存量规划的背景下,利用移动窗口法和栅格差异分析方法寻找潜在破碎度高的斑块,结合相关规划指导城市绿色空间增补,并提出生态核心区、缓冲区、净化区的空间分级,统筹区域水域、林地等资源,优化片区绿色格局。