珠江三角洲地区土地利用和景观格局变化研究

珠江三角洲是中国经济快速发展地区之一,土地利用发生剧烈变化。利用1990,2000,2006年3期遥感解译数据,借助GIS空间分析功能和景观格局指数,分析了珠江三角洲土地利用和景观格局时空演变过程。研究结果表明,1990—2006年,珠江三角洲土地利用发生变化的面积13 580.81km2,占土地总面积的32.93%,后6a变化速度明显快于前10a;城镇用地、农村居民点、其它建设用地快速扩张,水域面积显著增加,水田、旱地、林地面积快速减少;斑块数量显著增加,土地利用景观不断破碎,多样性增强。水田、旱地、林地、水域和城镇用地近圆指数较小,斑块形状复杂;分维数介于1.26～1.44,各地类形状趋向复杂,人类对其干扰不断增强;林地是整个区域土地利用格局的基质,分离度最小,水田、城镇用地、旱地和水域的分离度相对较小,呈现连片分布状态。     

基于地形梯度的三峡库区景观生态风险特征

景观生态风险评价可以较好地反映外界压力源对生态系统的负面影响,分析景观生态风险等级在地形梯度上的分布特征,可为三峡库区生态文明建设和人类活动管控提供科学依据。利用Landsat(OLI/ETM+)2000年、2010年、2020年影像数据,采用GIS网格法、克里金插值法构建景观生态风险指数模型,选取高程、坡度、地形位指数,基于地形梯度对三峡库区景观态风险等级特征进行了研究。结果表明：(1)三峡库区景观生态风险等级分布呈现较强的空间分异特征,各景观生态风险等级面积呈现动态变化。整个研究期间,低风险区、中风险区、高风险区面积增加,较低风险区和较高风险区面积减少。(2)景观格局发生改变的区域优势分布集中在地形位指数小于1.24的区域。景观生态风险等级变化类型以稳定型为主,其次是前期变化型、后期变化型、反复变化型、持续变化型,在前期和后期景观生态风险等级转化分别呈现为“较高—高—高”“较高—较高—中”型的转换特征。(3)景观生态风险等级地形梯度特征表现为库区上游的低风险区向地形位指数大于0.62的区域扩散较多,较低风险区的分布向地形位指数小于1.03的区域集中,库区中下游的较高风险区则主要向高...     

基于地形梯度的哈尔滨市土地利用格局变化分析

为揭示土地利用格局变化在地形差异上的演变过程,探讨不同地貌部位自然因素和人文因素在土地利用变化过程中的作用,以1989年、1995年、2001年和2007年Landsat TM/ETM+影像为主要数据源,在RS和GIS支持下获取土地利用数据。基于地学信息图谱分析理论,研究该区域不同时期土地利用空间格局变化进程,揭示土地利用变化成因和机理,并基于DEM(digital elevation model)探究土地利用图谱地形梯度的空间分异和时空演变规律。结果表明:土地利用结构以耕地和林地为主,耕地和未利用地面积持续减少,平均斑块面积分别由20.96km2减少到2.87km2和3.92km2减少到0.09km2,破碎化程度加剧,且未利用地(滩涂地和湿地)→耕地是其主要的转变轨迹,居民工矿用地呈现不平衡的增加态势,耕地是居民工矿用地和林地的主要转化来源,林地的破碎度由0.117个/km2增加到0.532个/km2,破碎化程度日益严重;前期变化型和持续变化型的分布指数在地形位等级2时最大,稳定型和反复变化型的在地形位等级1时最大,之后随着地形位的增加而减小;中间过渡型呈现一定的曲线变化。该文为城市化过程中的土地资源的合理规划和利用提供科学依据。     

秦巴山区土地利用时空格局及地形梯度效应

自然景观的垂直地带性为区域土地利用的垂直景观格局奠定了基础,同时也决定了垂直景观带上土地利用的强度及其变化情况。该文采用地形位指数、分布指数、土地利用程度综合指数和土地利用信息图谱法等,分析了1989-2010年秦巴山区土地利用格局的地形梯度效应和图谱信息,揭示地形控制下土地利用时空格局和土地转移的变化规律。结果表明:1)秦巴山区土地利用以林地和耕地为主,呈西林东耕分布;1989-2010年间林地减少显著,建设用地增加明显,其中耕地是建设用地主要转入来源,林、草地是耕地主要转入来源。2)秦巴山区各生态亚区用地类型差异明显,各生态亚区土地利用转移方向也存在差异性。3)秦巴山区土地利用强度指数呈东高西低,中高周低的态势;土地利用强度变化率稳定少动,增加趋势不明显;土地利用动态度呈中高周低的态势,整体变化不大。4)水域、建设用地和耕地主要集中在地形起伏度小和坡度小的低地形位,且耕地主要转移为其他两种用地类型,建设用地有向中低地形位分布的趋势。林地和草地集中在地形起伏大、坡度陡的中高地形位,且存在着相互转移演替现象,中低地形位往往是耕地、林地、草地间的相互转换,未来势必加强坡耕地和低山丘陵区林草地的管治工作。     

哈尼梯田遗产核心区土地利用信息图谱及地形梯度效应

地形因子深刻制约山地型遗产区土地利用时空变化和资源配置。基于Google Earth 0.55m×0.55m 高精度历史影像，目视解译更新和野外验证得到哈尼梯田遗产核心区2005、2010、2015、2020年4期土地利用数据，通过计算转移矩阵、信息图谱、分布指数、地形位指数（TI）、面积-高程积分指数（HI）、坡长坡度指数（LS）、地形湿度指数（TWI），以期从较长时间尺度和完整空间范围揭示区内土地利用时空变化特征及地形梯度效应。结果表明：1）研究区土地利用类型以乔木林和水田为主，平均占比分别为33.79%、25.28%，从2005－2020年，园地、水域、道路、人工林、房屋建筑、乔木林面积持续增加，增长率分别为148.32%、147.27%、138.76%、118.68%、70.58%、12.73%，减少最多的是裸地，其次是草地、旱地、水田和灌木林地，减少率分别为-54.01%、-29.58%、-28.56%，-16.56%、-10.87%。2）土地利用信息图谱类型以稳定型、持续变化型和反复变化型为主，占比分别为37.43%、25.36%、18.41%，对应的最大图谱类型分别为水田→水田→水田→水田、草地→草地→灌木林→乔木林、水田→旱地→水田→水田。3）研究区土地利用图谱在表征地表演化动力、侵蚀强度和潜在土壤水分空间分异的HI、LS、TWI指数上具有显著地形梯度效应，有效揭示了地形梯度影响土地利用信息图谱的动力机制。结合土地利用信息图谱的地形梯度效应特征，未来应进一步引导遗产区土地利用类型向增强"点（村寨）-轴（水系、沟渠）-面（森林和梯田）"的主体联系和不同地形梯度区差异发展、互为补充的方向转变，进而提升梯田系统景观完整性和生态服务功能，维系民族文化传统和实现可持续发展。     

基于地形起伏度的贵州省景观空间格局分异特征

该文基于DEM数据提取贵州省地形起伏度,利用TM遥感影像数据的解译结果,运用GIS技术和景观格局分析软件包Fragstats,对贵州省的景观空间格局随地形起伏度的分异特征进行了分析。结果表明:贵州省景观格局随地形起伏度的空间分异特征显著。地形起伏度较低的区域由于人类活动频繁,改变自然景观的力度较大,景观形状差异性大而且比较破碎,景观类型复杂多样,尤其是丘陵地区,各种景观类型相互交错,景观具有较强易变性,但是其多样性丰富,各景观类型之间的连通显著;而在地形起伏度较高的地区,景观类型较为单一,优势景观明显,景观结构相对简单,各类景观之间的连通性较差。除此之外,在不同的地形起伏度带,各类景观内部的差异性较强,在地形起伏度较小的区域,林地、草地等景观类型斑块形状差异较大,连通性不好,聚集度也较小,而聚落、旱地等景观的斑块形状较为规整,连通性也较好,聚集度较高;地形起伏度较大的地区,林地、草地、石漠化等景观类型的斑块形状较为规整,破碎程度较低,连通性较好,景观布局也较为均匀,但是水田、旱地等景观斑块分布零散,景观内部连通性较差。     

基于地形梯度的湘西地区生态系统服务价值时空变化

为探究土地利用和生态系统服务价值（ecosystem service value,ESV）随不同地形因子变化的情况,本文利用湘西地区1990年、1995年、2000年、2005年、2010年及2015年6期遥感数据、野外调研数据和统计数据,分析了湘西不同土地利用类型在不同地形梯度上的变化、生态系统服务价值的时空变化及土地利用格局与ESV的相关性。研究结果表明：1）受人类活动影响较大的土地利用类型如耕地和建设用地主要分布在较低高度及坡度梯度上,山体南面和东面方向各类型土地面积较大。林地在不同地形梯度上均为最主要的土地利用类型。建设用地面积在不同地形梯度上随时间均明显呈增加趋势。2） ESV在海拔梯度上表现为先减少后增加,且海拔越高,ESV随时间变化的增长幅度越小;ESV随坡度增大而增大,且25年间最小坡度梯度上增长量最多;ESV随着地形位指数上升而增大;坡向变化中,东南方向出现ESV最低值,西北方向出现ESV最高值,东和西北方向ESV随时间增长量最大。3）相关性分析表明,林地、草地在坡度和地形位梯度上的变化与ESV变化呈正相关。湘西地区土地利用变化及生态系统服务价值随地形变化的差异明显。本研究为合理布局和保护我国南方丘陵山地区域的生态用地,发挥湘西地区的生态屏障作用提供了理论依据和决策支持。     

重庆山地都市区土地利用地形特征分异研究

在我国快速城市化的背景下,随着城市建设用地的不断扩张,地形因子对土地利用的制约性更加凸显。以地形特征明显的重庆都市区为例,以DEM数据和TM数据为基础数据源,提取2010年区域土地利用现状数据和坡度数据,研究区域的土地利用在不同高程等级、坡度等级以及地形位等级中的分布指数,分析重庆都市区2010年的土地利用在地形上的分布特征。结果表明:重庆都市区各土地利用类型在不同地形因子等级下分布指数的分异特征明显;在各地形因子等级区域中,优势土地利用类型分布差异突出;随着城市用地扩张,各种类型的土地利用在高程为500~1 200 m的平地、400~600 m的低缓坡以及500 m以下的高缓坡区域,呈现出明显的竞争趋势,是人地关系协调的重点区域;伴随城市扩展,建设用地侵占耕地和陡坡耕地大量存在的现象需要进一步关注。     

快速城镇化地区土地利用变化的地形梯度特征分析——以榆次区为例

为探讨快速城镇化地区——山西省晋中市榆次区不同地形梯度上的土地利用变化特征,本研究以2000年、2008年和2016年3期影像和ASTERGDEM为数据源,分析2000—2016年间土地利用变化的时空特征,选用坡向、坡度变率、地形起伏度、地形位指数和土地利用类型分布指数对土地利用的地形梯度分布特征和变化过程进行分析。结果表明:1)2000—2016年,榆次区建设用地主要向西北方向扩张,主要分布在地形起伏度30m、坡度变率2°、阳坡和半阳坡及地形位为1～3级的地区。土地利用以建设用地、耕地和未利用地为主,其中耕地所占面积最大,2000年、2008年和2016年的平均比例为46.91%。2000—2008年建设用地面积增加43.07 km2,未利用地面积减少37.33 km2; 2008—2016年未利用地面积减少221.00 km2,而耕地面积和建设用地面积分别增加170.61 km2和37.36 km2。2)在坡度变率、地形起伏度和地形位梯度上,建设用地、耕地和水域主要分布于低梯度带,而林地和未利用地分布于中高梯度带;建设用地和耕地在平地、阳坡和半阳坡呈分布优势,林地在阴坡和半阴坡具有分布优势,而未利用地的优势分布区为阳坡和半阳坡;2000—2016年耕地的主要分布区向地形起伏度30 m、坡度变率为2°～15°、地形位为4～11级的区域扩张。榆次区土地利用变化地形梯度差异明显,地形因素、人类活动、政策因素、交通和区位为其主导因素。该研究结果为区域城镇化过程中的土地合理规划利用提供科学依据,为生态环境治理提供决策支持。     

以地形为基础的河南省域土壤多样性的格局

选取河南省作为研究区域,对其DEM数据进行处理得到河南省地形分类图。以地形分类图为基础用经典的土壤构成组分多样性算法计算丰富度指数S、多样性指数H′和均匀度指数E,再使用改进的仙农熵指数(Yh)计算不同地形下每个土类面积占本土类总面积的比例及其在1 km×1 km网格尺度下的土壤空间分布多样性。结果表明:河南省主要有平原、丘陵、山地和盆地4种地形,且以平原地形为主;河南省有15种土类,从平原、丘陵、山地到盆地地形,土壤丰富度依次递减,且随着地形面积的增加,土类丰富度指数S也不断增加且二者拟合函数为多项式函数;多样性指数H′测度分析显示,4种地形下从土类、亚类到土属多样性值均处于递增趋势,且从平原、丘陵、山地到盆地地形,土类和亚类的多样性值呈"先上升后下降"趋势,土属一直呈"下降"趋势;土属的均匀程度高于土类和亚类的均匀程度,且从平原、丘陵、山地到盆地地形均匀度指数E/土壤构成组分多样性均呈"先上升再下降"趋势;土壤分支率与构成组分多样性间的拟合函数均为多项式函数。经研究,河南省地形和土壤的形成及空间分布多样性有密切的联系,如河南省广阔的平原赋予了潮土分布的地域背景条件,山地地形中山间谷底仅有少量潮土分布,然而平原地形下潮土空间分布斑块多、斑块面积大、空间分布多样性指数高而成为平原地形下空间分布离散性强的优势土壤类型,同时平原也是省内极少面积盐土和碱土仅有的分布区域;同样,山地和丘陵地形下面积最大且空间分布多样性值最大的土类均为褐土;盆地地形以黄褐土、砂姜黑土为主。通过对比,不同地形下指数Yh在空间分布表达上优于其他指数。     

切层滑坡侵蚀有限元分析研究

以切层滑坡侵蚀实例，以西马峪滑坡侵蚀体为研究对象，定性分析了西马峪滑坡侵蚀体的形成与变形破坏特征。结果表明，西马峪滑坡侵蚀体处于临界不稳定状态；建立了地质模型、数学力学模型，对西马峪滑坡侵蚀体进行有限元分析计算，由有限元计算结果可知，滑动面上已形成了应力集中、分异现象，表明西马峪滑坡侵蚀体处于不稳定状态，如果有暴雨、地震、人工切割坡脚等触发因素，还会导致其再次滑动。应当采取工程治理措施，制止此类水土流失的发生。     

DEM地形复杂度指数及提取方法研究

在充分阐述各种地形信息表达方式的基础上,提出了基于栅格DEM的地形复杂度指数的概念与计算方法。研究结果认为,DEM的地形复杂度指数是描述地形变化程度的综合指标。可以在一个3×3窗口中,通过提取栅格中心点与其邻域栅格所组成的相邻的空间平面之间的夹角来表示。根据在陕北黄土丘陵沟壑区1∶5万DEM的试验结果显示,该方法所提取的地形复杂度指数,可有效地描述该类DEM信息源的地面形态变化情况。该研究结果为进一步深入探讨DEM地形信息量的概念体系,以及地形信息量的空间分异规律及其随空间尺度(比例尺、栅格分辨率)变化的规律创造了重要的条件。     

SRTM与地形图生成DEM的地形表达能力对比

数字高程模型是进行地学研究的重要基础数据,SRTM数据是公众可以免费获取的精度达90 m的DEM数据.在ARCGIS软件的支持下,选取典型试验样区,利用1:5万和1:10万地形图建立的DEM和1:25万TINDEM与SRTM数据进行分析,提取坡度和坡长等地形因子,得出SRTM对地形的表达能力.结果认为,SRTM数据在地形表述能力上仍远不如1:5万的地形图,甚至还不如1:10万地形图的地形表达能力,但是明显优于1:25万TINDEM的地形表达能力.     

Terrain attributes, landform segmentation, and soil redistribution

The ¹³⁷Cs technique has greatly expanded our knowledge of the topography–soil redistribution relationship. For the technique to be useful in upscaling of process models and regional-scale conservation planning, we must be able to show that a consistent relationship exists between ¹³⁷Cs-derived soil redistribution rates and terrain attributes in a given region. In this paper, the association between ¹³⁷Cs-derived soil redistribution rates and quantitatively defined landform elements was examined at nine hummocky terrain sites in southern Saskatchewan, Canada. Shoulder (SH) elements with convex plan curvatures had the highest mean soil loss rates of 33 t ha⁻¹ yr⁻¹, followed closely by other SH and backslope (BS) elements. The erosional behavior of level elements (i.e. those with gradients less than 3°) was highly dependent on the specific dispersal area (SDA) of the element—elements with high dispersal areas were dominantly erosional (mean soil loss of 14 t ha⁻¹ yr⁻¹), whereas level elements with low dispersal areas were depositional (mean soil gain of 15 t ha⁻¹ yr⁻¹). Doubly concave footslope (FS) elements had mean soil gain of 10 t ha⁻¹ yr⁻¹. The dispersion of values across the nine sites was much greater for the depositional units than the erosional units, indicating a complex relationship between deposition and terrain attributes in the depositional units. The results clearly indicate that regional-scale patterns of soil redistribution can be developed using the ¹³⁷Cs technique.     

软路面—车辆系统振动分析

该文建立了软路面——车辆系统的扭转振动、垂直振动和纵向振动耦合的动力学模型，并把路面不平度、发动机角速度和牵引负荷作为三个激励引入到传动系扭振的多分支系统中。推导出车辆振动的频响函数、振动响应的功率谱密度和振动响应均方根值的计算公式，并通过试验验证了该模型的可信性     

数值地形模型应用于集水区规划与整治之研究

集水区之地文及水文资讯为水土保持规划设计所不可或缺，本研究系以数值地形模型，利用排水流向之观念，萃取集水之区棱线与水系。撰写程式萃取集水区之面积、周长、河川数量、集水区长度、集水区宽度、形状系数、水系密度、平均高程、平均坡度、集水区密集度、漫地流时间、渠道流时间、集流时间、降雨强度、洪峰流量等属性资料供水土保持规划设计之参考。本系统亦提供动态查询规划区域内任何位置之集水区范围及其属性资料；并可利用     

数字流域三维地形景观构建的研究

主要探讨了三维地形景观的建立。采用全数字摄影测量获取数字高程模型(DEM)和数字正射影像(DOQ),利用DEM构造三维地形模型,将DOQ纹理映射到三维地形模型上获得三维地形景观。     

两种固沙方格沙障的防护效益及地形适应性对比

[目的]探究当前我国各区域水土资源承载力的异质性变化规律,为现阶段我国宏观水土流失治理提供实证建议。[方法]基于2011年的省际面板数据选用多指标评价体系运用因子分析法进行了水土资源承载力的综合评价,在此基础上,结合各区域经济发展水平构建综合评价矩阵对31个省区进行聚类分析。[结果](1)河北、山东和河南省的综合分值位于全国前3位;青海省、天津市和上海市位于后3位。(2)河北、山东和湖北等8个地区属于"承载力强—经济强"型。河南、四川、黑龙江等7个地区属于"承载力强—经济弱"型,吉林、陕西、福建等7个地区属于"承载力弱—经济强"型,而云南、新疆、海南等9个地区属于"承载力弱—经济弱"型。[结论]地区第一产业生产总值、农村改水累计受益人口、废水排放总量等是导致我国水土资源承载力状况存在一定程度区域差异的主要因素。