50年来太湖水网地区城市化空间过程的监测与模拟Ⅱ.基于栅格单元扩展优先度的城市扩展模拟

城市空间扩展主要受水系以及道路、桥梁建设制约,而水系、道路、桥梁都占有一定空间位置,因此,对城市扩展的空间模拟可以转化为分析城市扩展与水系、道路和桥梁的空间关系来解决。本研究以地理信息系统的距离分析为基础,通过分析区域内各个栅格单元与水系、道路、桥梁(可达性)以及原城区的空间距离,确定一定区域内各个栅格单元扩展的优先次序,再按该次序填充,并利用实际面积作为控制,确定城市的空间范围。通过对宜兴城区1984～2000年的空间扩展模拟研究发现,该方法模拟结果与实际城区吻合率可以达到80%以上;通过考虑更多影响因素可望提高空间模拟精度。     

万柏林区城乡结合部的耕地变化定量分析

应用GIS技术与统计方法对1990～2001年太原市万柏林区城乡结合部的耕地变化进行了定量分析。结果表明：11年间全区耕地转为他用的面积占所有土地转用总和的52.04%。在8类土地利用类型中，耕地转用量最大，面积为766.38 hm²；耕地动态度最高，为2.14%。城区外土地区位优势与建设用地比较利益较大，导致区域内耕地分布重心向城市中心外更远的方向移动，11年共移动了0.95 km；8类土地利用类型中，耕地相对变化率在位于城乡结合部核心区的小井峪乡最高，达2.98。补充耕地时成片开发后备土地使耕地大图斑增多，近城区的零星耕地因建设占用使耕地小图斑减少，致使全区耕地破碎度由0.264减少到0.258，耕地分离度则由0.65上升到0.68，耕地重要度由53.23%下降到44.86%。     

快速经济发展下环泉州湾地区城市建设用地扩张研究——以福建省泉州市中心城区为例

为定量化探索环泉州湾地区不同时期城市化格局演变,以LandsatTM/ETM遥感影像为数据源,从建设用地扩展速度、扩展强度、时空分布特征、建设用地转移、扩展驱动力等5个方面分析了泉州市中心城区1995-2010年建设用地的变化情况,并结合自然环境和社会经济数据分析其建设用地变化的自然和人文驱动力。研究结果表明:(1)泉州市中心城区建设用地主要集中分布于原泉州城区、惠安县和晋江市,并呈现出以泉州湾为中心,沿着晋江、洛阳江为发展轴线,环湾、向湾扩展的空间动态格局(2)1995-2010年期间泉州市中心城区建设用地呈现逐年增长的趋势,其扩展速度主要分为1995-2005年的较高速发展阶段和2005-2010年的较低速发展阶段(3)1995-2010年间新增建设用地的最大来源为耕地,次要来源为园地和林地(4)自然因素和社会因素共同驱动着泉州市中心城区建设用地的扩展,地形、人口和经济增长、政策是其主要的驱动力因素。     

资源型城市土地利用变化与景观格局——以新疆克拉玛依市为例

[目的]分析将近20a新疆维吾尔自治区克拉玛依城市的空间扩展状况,为资源型城市空间扩展的数量特征研究提供依据。[方法]基于克拉玛依市1996,2000,2006,2011,2014年5个时段的Landsat影像,获取近20a不同时期的土地利用变化信息,计算土地利用转移矩阵、景观格局指数和主要景观组分的转移过程。[结果]1996—2014年研究区耕地、林地在大幅度增加,其面积由1996年的38.05,58.39km2增加为2014年的436.25,143.27km2。耕地在景观中所占的比例大幅度增大,破碎化程度增加。建设用地与水域面积也逐渐增大,其面积由1996年的20.40,31.62km2扩大为2014年的65.15,36.38km2,建设用地的斑块数量由1996年的888增加到2014年的1 792,斑块密度与边缘密度由0.12,1.14增加到0.24,4.03。[结论]1996—2014年克拉玛依市破碎化程度增加,有明显的集中化趋势,水体景观形状较为规则,破碎化程度较底。     

三峡库区耕地城镇化及城镇扩展测度

根据1975、1987、1995、2000和2005年的遥感影像解译出的城镇用地数据,分析了城镇扩展过程中耕地占用的规律,采用城镇用地扩展强度、城镇用地扩展极核、城镇用地扩展类型、城镇用地扩展紧凑度、城镇用地分维数等理论模型从数量上对研究区城镇用地的扩展进行了对比分析,然后采用缓冲区分析从空间上对研究区在不同缓冲区带内的扩展轨迹开展了对比分析。研究结果表明耕地占用较多的是重庆市区、渝北区;受重庆市区和渝北区生长极核的影响,邻近区县的扩展强度比较大;总的来看其扩展平稳有序,属紧凑填充式;缓冲区分析对城镇扩展的轨迹研究是有效的,在研究区的第二缓冲带内的城镇扩展的强度是较大的。对研究区1975～2005年期间城镇用地对耕地占用情况及扩展的空间模式的分析,有利于控制未来城镇化对耕地的占用,把握城市化进程所处的阶段及预测城市的未来发展趋势。     

近20年来南通市区城镇用地扩展遥感监测

借助RS和G IS技术,利用TM卫星影像资料对近20年来南通市区城镇用地扩展过程进行了研究。结果表明,1984~2003年主城区扩展趋于缓慢,市区边缘带乡镇扩展速度加快。在扩展模式上,主城区先是沿着老城区填充式零星的扩展,然后逐步与周边乡镇连成一片,并形成新的扩展中心。城镇用地扩展的主要驱动力是工业化水平的提高。把市区城镇用地扩展图与土壤图相叠加,并参照1987年土地利用现状调查资料,结果表明南通市区城镇用地扩展主要侵占城市周边优质的菜地和农田。     

继往开来 建设陕西秀美山川

“九五”期间陕西省年均治理面积由过去的 2 0 0 0km2 左右增加到 2 5 0 0km2 。截至 2 0 0 0年底 ,全省累计治理水土流失面积 5 89万km2 ,治理程度达 5 8%。介绍了“九五”期间陕西省水土保持生态环境建设的基本做法 ,提出了“十五”期间水土保持工作的基本设想     

基于GIS和RS的德令哈市城市扩展研究

借助RS和GIS技术,对德令哈市1989年TM影像数据、1999年ETM影像数据和2009年土地利用现状图进行分析处理,采用人机交互目视解译法提取德令哈市建成区边界图,并将3个时期的建成区范围图叠加;然后从城市扩展强度、重心坐标转移、紧凑度指数、分形维数指数以及城市扩展弹性系数等角度对德令哈市建成区的空间扩展状况进行分析;结果显示:1989—1999年、1999—2009年这两个阶段,德令哈市建成区的面积都在增加,但是1999—2009年,建成区面积的扩展速度和强度都大于1989—1999年;建成区重心坐标第一阶段向西北方向偏移,第二阶段向南偏移,紧凑度指数偏小,并逐渐减小,分形维数指数比合理值1.12大很多,城市空间演变形态趋于复杂;城市扩展弹性系数偏大,并有上升趋势,城市人口增加与城区面积扩展不协调。德令哈市在未来的发展中,需要注重城市内部建设用地填充,合理控制外延扩展规模,尽力确保城市形态紧凑发展。     

湖州市耕地资源变化与经济发展关系分析

采用湖州市及所辖县市区50年统计数据,分析了湖州市耕地资源变化过程及区域差异,并定量分析了湖州市耕地资源变化与经济发展的关系,对不同经济发展水平耕地占用量进行了估算。结果表明:湖州市耕地面积经历了先增长后递减的变化过程,其中有3次明显的耕地流失高峰,人均耕地面积则呈持续递减趋势;耕地资源面积随着人均GDP的增加呈指数递减趋势,用拟合的指数方程能较好地预测不同人均GDP水平下的耕地面积;在人均GDP分别为500~1000元、1000~5000元、5000~10000元、10000~20000元、20000~30000元阶段,湖州市GDP每增加100亿元,所占用的耕地面积分别为191.41km2、81.18km2、12.24km2、0.77km2、0.01km2,表明耕地面积占用随经济发展水平提高而逐渐减少,经济发展模式由粗放型向集约型逐渐转变。     

非农建设占用耕地耕层土壤剥离潜力评价方法

在开发建设项目日益扩大增长的今天,剥离被非农建设占用的耕地,是缓解人地矛盾,保护耕地资源的有效措施。该文在Arc GIS的技术支持下,以重庆市江津区为例,从耕层土壤质量与耕地质量2个角度,提供了一种定量评价了非农建设占用耕地可剥离的耕层土壤剥离潜力的方法。将研究区耕层土壤质量等级图层与非农建设占用的耕地质量等级图层叠加,得出江津区非农建设占用耕地可剥离耕层土壤资源潜力,可剥离的耕层土壤总面积达到了30.18 km2,占非农建设占用耕地总面积的76.39%,主要集中在江津区经济发达、非农建设发展迅速,地势低平、集中连片、交通便利、增值潜力巨大的中北部地区。根据江津区耕层土壤质量等级以及江津区非农建设占用的耕地质量等级,将可剥离的耕层土壤划分为3个等级,以便确定非农建设占用的耕层土壤剥离的优先秩序以及后备土壤资源;可剥离的优质耕层土壤资源稀缺,一级可剥离耕层土壤面积仅为0.32 km2,占可剥离耕层土壤总量的1.03%,二级可剥离耕层土壤面积为4.64 km2,占可剥离耕层土壤总量的15.37%。因此在丘陵山地开发建设的过程中耕地保护任务重大,更需对被占用优质的耕地进行耕层土壤剥离。该文为区域开发建设、耕地资源保护提供了科学依据,对后续的耕层土壤利用规划乃至西南丘陵山地区的非农建设规划布局具有一定借鉴意义。     

三江平原过去50年耕地动态变化及其驱动力分析

在遥感和地理信息系统技术支持下,本文对三江平原建国以来耕地变化方式及与其它土地利用类型的转化进行了定量研究。结果表明,在过去50多年里,三江平原耕地面积发生了显著变化。在建国初期的1954年,耕地面积为17133.81 km2,所占比重仅为15.91%;2005年耕地为55688.45 km2,面积比为51.17%,耕地面积净增加了38554.64 km2,年均耕地增加面积为755.97 km2。通过耕地与其它土地利用类型的转化分析表明,湿地开垦对耕地的增加贡献最大,其次为林地与草地。通过垦殖指数及其变化模型分析表明,三江平原不同历史时期耕地面积的变化速率存在很大的时空差异;区域本身人口急剧增加、国家有计划的农垦移民、农业机械化水平提高是导致本区耕地面积不断增加的主要原因;三江平原区域自然条件,尤其是地势、地貌与土壤条件同样影响着三江平原耕地面积的变化。     

基于嵌套子集方法对南京市城镇化用地时空变化分析

随着城镇化的加速发展,越来越多的土地资源被占用。本文应用嵌套子集方法,并借助RS和GIS技术,利用1984、1995、2000、2003年4期TM卫星遥感影像,对南京市近20年来城镇扩展情况进行了分析。结果表明:1984─2003年间,随着城市化水平的不断提高,南京市城镇用地面积不断扩大,填充度从1984年的3.5%提高到2003年的7.2%,增加1倍多,并呈嵌套格局,且嵌套程度越来越高;各乡镇填充度的变化表现出差异性,即市区的乡镇、市区周边的乡镇以及在区县的乡镇的填充度增加较大,其他大部分乡镇的填充度虽然都有不同程度的增加,但增加程度不大,还有一些乡镇的填充度没有变化。     

东北老工业城市建设占用耕地驱动力分析

为探讨东北老工业城市建设占用耕地的驱动力,该研究以东北老工业城市—四平市为研究区,借助GIS软件,应用核密度估计对四平市2009-2015年建设占用耕地空间格局进行分析的基础上,对其驱动力进行主成分分析;研究结果:1)2009-2015年四平市建设用地扩张了65 90.75 hm~2,平均每年增长1 098.46 hm~2,其中76.56%为耕地转化而来;2)建设占用耕地空间分布呈现"东密西疏"的特征,空间集聚程度可分为5个等级,沿城市中心、道路扩散分布,属多核心扩张。3)2009—2015年四平市建设占用耕地的驱动力分别是经济、社会、政策因素中的产业结构、人民生活水平、工业企业发展、路网密度与项目开发因子,其中,产业结构、人民生活水平是主控因子,为主要驱动力。与已有众多相关研究存在较大差异的是城市化、人口因素对其建设占用耕地的驱动较小。老工业城市计划性的经济体制与产业结构不完善是造成这种差异的根本原因。政策因素中,除路网密度、项目开发外,开发区的批准设立、行政区划的调整等也对四平市建设占用耕地具有驱动作用;应打破东北老工业城市——四平市体制性、机制性、结构性问题,减少政府干预,提高市场活力。调整四平市的产业结构及重工业在国民经济的比例,大力发展新兴产业,科学规划,提高土地集约利用程度。     

圪塔涧优质高效小流域的建设经验

圪塔涧流域为黄河一级支流,地处三门峡库区,总面积29.28 km2,水土流失面积28.25 km2,占总面积96.5%。水土流失严重,年均土壤侵蚀模数5 750 t/km2,75%的地表径流和泥沙直接入库。三年试点期间,共完成水土流失治理面积16.26 km2,累计治理面积达到21.3 km2,治理程度75.4%。通过试点治理,土地利用结构与农业经济结构得到有效调整,综合效益显著。2005年,流域农民人均粮食430 kg,人均纯收入达到2 036.8元。年均土壤侵蚀模数由5 750 t/km2下降到557 t/km2。各项治理措施每年拦蓄径流123.1万m3,拦泥15.15万t,蓄水效率达到81%,保土效率达到90%。     

基于特征优选的北疆典型区域非农化遥感监测

该研究旨在准确把握耕地“非农化”的时空格局,为制定合理的土地利用和耕地保护政策提供重要依据。随着特征提取技术和分类算法的进步,利用遥感影像进行大规模耕地动态监测变得更加准确和高效。该研究选用Sentinel-2卫星影像,探讨了不同算法和特征变量在耕地非农化监测中的优势。研究首先提取了4类特征共计31个指标,并通过主成分分析(principipal component analysis, PCA)和相关系数矩阵进行特征优选,获得了12个关键指标,并设计了5种特征组合方案。随后,采用7种基础算法执行影像分类,并通过“单阶段”和“二阶段”两种分类策略,提取耕地“非农化”信息。研究结果表明,有效选择多种特征变量和算法对于提高监测精度至关重要。在所有测试的模型中,采用Softmax构建的二阶段模型精度最高,最优特征组合为光谱特征+光谱指数特征+纹理特征,特征变量维度减少至12个。总体精度、平均用户精度、平均生产者精度和Kappa系数分别达到94.92%、95.16%、93.15%和0.88。对比2020年和2022年研究区数据,发现耕地转变为非农化用地的面积为146.153 km2,而非农化用地转变为耕地的面积为123.074 km2,导致耕地净减少23.079 km2。综上所述,该研究提出的耕地“非农化”监测方法可以为相关的地物信息提取和耕地资源保护与可持续利用等研究提供技术支持和方法参考。     

基于BP-MC网络的张家港市耕地安全定量化分析

近年来城市用地大量侵占农业用地,不断威胁到城市的粮食安全问题,利用遥感快速准确地监测土地利用覆盖变化和城市扩张对保护耕地意义重大。运用BP人工神经网络,结合广义蒙特卡罗思想,利用多年的张家港市TM遥感影像、土地利用图和年鉴,对耕地、道路、城市扩张、GDP及产业经济结构之间的关系进行了深入的分析。研究结果表明：张家港市10 a来耕地面积以每年约2.5%的幅度减少,但在2002年后农业总产值有小幅回升,这与该市落实土地优化政策、农业结构和产业结构调整息息相关。城市扩张主要方式为多核心蔓延式扩展,距主要道路和已建城区2 km内的农业用地最有可能在4 a内转变为城镇用地,并且道路和城区附近500 m内是转化高峰,而且间隔年限越长,道路和已建城区对其缓冲区的影响范围越广、辐射强度越大。经济的快速发展使得耕地大量被占用,导致了农转非概率升高,但随着城市用地与耕地数量逐渐达到平衡,农转非概率降低,使得GDP与非农转化率呈现倒“U”曲线;BP-MC网络通过在图像中采集大量像素点进行训练,有效地避免了人工神经网络陷入局部极小点,是一种定量研究城市扩张驱动力的有效途径。     

基于遥感评价城市扩张对耕地质量等级结构及产能的影响

快速的城市化过程占用大量的优质耕地资源,引发耕地质量下降和产能损失已成为中国耕地保护面临的重要问题。该文利用遥感影像和耕地质量等级数据评价了近30 a来江苏城市扩展对耕地质量和产能的综合影响。研究发现江苏的城市扩张迅速,因城市建设引起的耕地损失约占耕地总量的7%。其中被占用耕地中以优质耕地为主,一、二、三等级耕地约占60%。从质量等级结构上来看,耕地质量结构有恶化的趋势,表现在一、二、三等优质耕地比例下降1.5%,而四、五、六、七等劣质耕地同比例上升。耕地数量和质量的同步降低引起生产能力下降14%。城市占用农地对耕地质量和生产能力的综合影响应该给予足够的重视。     

基于遥感的吉林省中西部耕地数量和质量空间格局变化分析

耕地数量和质量变化直接关系到国家粮食安全和社会稳定,研究粮食主产区耕地数量和质量变化具有重要的现实意义。该研究利用2000年、2013年Landsat TM/ETM+/OLI遥感数据和2351个样点土壤实测数据,对吉林省中西部耕地分布的空间变化和由此引起的不同质量等级耕地的时空特征进行分析。结果表明:2000—2013年期间,吉林省中西部耕地总量稍有增加,面积由5.61×104 km2增加到5.64×104 km~2,其中旱田面积增加645 km2,水田面积减少350 km~2。研究区耕地分布表现出明显的西部增加、东部减少的趋势;新增耕地最主要来源于湿地(66.04%)和草地(21.12%),传统耕作区(主要为城市周边)耕地大面积减少,其中45.08%转化为人工表面,28.85%和22.61%转化为林地和湿地;水田与旱田之间的相互转化比较剧烈。2000—2013年期间,研究区耕地质量总体呈下降趋势,净减少的耕地为一、二等地,其中一等地净减少305 km~2,长春市占96%,净增加的耕地是三、四和五等地,分别为235、148和218 km~2,主要分布在白城市和松原市。城市化占用和耕地保护政策的实施是该区域耕地数量和质量变化的主要驱动因素,研究时段内吉林省中西部优质耕地流失严重,存在突出的占优补劣问题。     

临汾市水土保持现状及“十五”奋斗目标

临汾市面积 2 0 5 10km2 ,水土流失面积占 70 % ,全市水土流失区年均土壤侵蚀模数 75 0 0t/km2 ,年输入黄河泥沙 90 0 0万t ,目前已完成水土保持综合治理面积 45 97km2 ,治理区农民年人均纯收入由治理前的 783元增长到 12 3 7元 ,已涌现出千亩以上的水保庄园户 78个。以发展山地微灌为突破口 ,突行治土与治水相结合 ,提高了综合效益。“十五”期间水土保持目标是 ,全力实施以国债、昕水河生态、重点支流项目为重点的水土保持生态建设 ,建设精品工程 3 0处 ,新建人字闸 2 5 0座、配套 10 0座 ,建旱井旱窑 5万眼 ,发展水保庄园大户 3 0 0户     

浙江省杭州湾地区城市规划对耕地保护的潜在影响

以浙江省沿杭州湾经济快速发展地区为例,结合土地利用现状、城市规划和农用地分等数据,利用GIS空间分析方法,探讨了该地区未来城市建设用地扩展及其对耕地数量和质量的潜在威胁。结果表明：研究区是浙江省耕地资源分布相对集中且质量较高的地区,规划期间建设用地扩展迅速,新增用地面积达9.4×104 hm2;按照现有规划,研究区将减少耕地面积7.1×104 hm2,耕地是规划新增建设用地的主要来源,约占75%;优质耕地的减少量大,减少速度快,一至五等耕地的减少量占67.5%,一、二等耕地到2020年将分别减少37.16%和35.52%。建议应用农用地分等成果对规划占用的耕地进行质量评价,调整规划方案,减少建设对耕地数量质量的影响,保障粮食生产能力。