基于RS和GIS巫山县20年土地利用特征变化及其预测研究

巫山县地处三峡库区腹地,不仅是三峡移民安置区重点建设区域之一,更是研究三峡库区土地利用变化的典型个案。以巫山县1990年和2010年的Landsat TM遥感数据为主要数据源,基于RS和GIS技术获取研究区的土地利用数据,应用土地利用变化模型探究该区域20年间土地利用时空演变特征,借助Markov模型建立其土地利用格局预测,探究今后土地利用类型变化特征和发展趋势。结果表明:研究区地利用类型总体呈现出以林地、草地和耕地为主体的农林生产格局现状;20年间林地、草地、园地、水域和居民工矿用地面积增加,耕地和未利用地面积减少,水域和耕地面积增加和减少的最多,分别为47.67km~2,136.10km~2;林地和水域具有较高的未变化率(保留率),未利用地变化率最小,林地和耕地之间具有较高的转换率,林地新增面积最大,变化速率最小,居民工矿用地变化速率最大;2090年后,研究区土地利用基本达到相对稳定状态,林地、耕地、草地、水域、居民工矿用地、未利用土地和园地的面积比重分别为52.96%,6.15%,26.69%,8.71%,1.38%,0.04%和3.97%。     

基于分形理论的土地利用景观格局变化研究——以镇赉县镇赉镇为例

为增进对土地利用空间行为变化的理解,以分形理论和景观生态学为指导,以吉林省镇赉县镇赉镇的土地利用空间数据为基础,应用GIS对土地利用类型的分形及稳定性进行了研究.将土地利用类型划分为8类:耕地、园地、林地、草地、水域及水利设施用地、道路、居民点及工矿用地和未利用地,并进行各土地利用类型图斑分形维数分析.结果表明:土地利用类型的分布具有分形结构,各土地利用类型分维数(D)介于1.056 5～1.960 4.根据分维数对各土地利用类型进行稳定性排序:水域及水利设施＞园地＞耕地＞居民点及工矿用地＞草地＞林地＞未利用地＞道路.且土地利用的形状指数、破碎化指数以及分离度指数在空间上的分布规律很大程度上受到人为活动的影响与干扰.研究结果可为研究区域土地资源的合理利用提供若干参考.     

基于分维模型的台兰河流域土地利用变化研究

以新疆台兰河流域1990年、2000年和2005年土地利用数据为例,将分形理论应用于土地利用空间分布及其变化的研究中,定量分析干旱内陆河流域土地利用空间结构复杂性、稳定性以及各土地利用类型随时间的变化趋势,从而阐述不同土地利用类型的空间分布规律。结果表明:各种土地利用类型都具有空间分形特征,分维数是面积、斑块数量和平均斑块面积等单项指标有机结合的综合表现,是综合表征土地利用变化空间格局的定量指标。1990年、2000年和2005年不同土地利用分维数的排序分别为:水域工矿居民用地耕地草地未利用地林地;水域工矿居民用地草地耕地林地未利用地;水域工矿居民用地草地林地耕地未利用地。1990年、2000年和2005年台兰河流域整体土地利用分形维值分别为1.5993,1.5986,1.6079,流域土地利用的分维数呈现先减后增的趋势,土地利用空间结构趋于复杂化,土地利用类型有扩张的趋势。1990年、2000年和2005年台兰河流域整体空间结构稳定性指数分别为0.1720,0.1563,0.1435,说明整个流域土地利用类型的空间结构稳定性逐渐下降。     

张家口市土地利用结构特征及其动态变化

以张家口市1996-2008年的土地利用变更调查数据为基础,采用土地利用变化贡献率、土地利用动态度、信息熵、优势度、均衡度、集中化、多样化等方法和模型,对张家口市土地利用结构特征及其动态变化进行了系统分析.结果表明:(1)耕地、林地、草地、未利用地4种土地利用类型占张家口市土地面积的92％左右,构成张家口市土地利用结构的基本格局.(2) 1996-2008年,张家口市耕地和未利用地大幅度减少,林地、园地、草地、居民点及工矿用地、交通用地均在增加;各土地利用类型的动态度依次为:林地＞耕地＞园地＞未利用地＞交通用地＞草地＞居民点及工矿用地＞水域.(3)土地利用结构信息熵、均衡度呈增加趋势,优势度指数呈减小趋势,土地利用结构向无序、均衡化方向演变.(4)土地利用结构集中化指数减小,多样化指数增大,表明张家口市土地利用结构趋于多样化.     

福建省海岸带土地利用/覆盖变化及其驱动力

[目的]研究福建省海岸带土地利用/覆盖变化及其驱动力,促进沿海地区资源环境可持续发展,并为土地利用政策制定提供参考。[方法]基于ArcGIS 10.2软件对研究区域2005—2015年土地利用/覆盖变化(LUCC)数据进行分析,并采用灰色关联度法对其驱动机制进行探讨。[结果](1)2005—2015年福建省海岸带土地利用类型以耕地、林地、水域和城乡、工矿、居民用地为主,草地和未利用土地所占比重较少;研究期间,福建省海岸带林地、水域和未利用土地面积减少,仅耕地和城乡、工矿、居民用地面积增加,草地面积基本不变;2005—2015年土地利用类型主要向城乡、工矿、居民用地转移。(2)福建省海岸带土地利用变化主要受到社会经济发展驱动力的影响,其中社会富裕程度、技术驱动力和人口驱动力是主要因素。[结论]合理确定城市、镇域开发边界,划定大城市周边基本农田保护区域,划定林地、草地和水域等生态空间,是落实土地利用空间管理的有效措施。     

广西陆地边境地区土地利用信息图谱构建

基于地学信息图谱理论和GIS技术,以广西陆地边境地区为例,分析了该区域2003—2013年土地利用"格局图谱"、"分类图谱"、"转移图谱"、"变化模式图谱"和"涨落势图谱",揭示了土地利用时空格局演变规律。结果表明:(1)研究期间,土地利用结构总体上以林地和耕地为主,表明该区域以农林生产为主;耕地、林地、水域和建设用地面积持续增加,而草地和未利用地面积持续减少,草地、未利用地、林地和耕地的相互转化是边境土地利用变化的主要转移轨迹;(2)稳定型图谱占总面积的比重最大,空间上散布于整个边境地区,"林地—林地—林地"是其最大图谱演变类型,"耕地—耕地—耕地"次之;持续变化型所占比重最小,其最大图谱演变类型是"草地—林地—耕地";(3)涨落势图谱中,新增图谱单元最多的是林地,主要来源于对草地和未利用地的开发利用;草地和未利用地萎缩明显,两者主要转换为耕地和林地。     

陕西省2000-2018年土地利用时空演变及驱动因素

[目的] 分析陕西省土地利用变化及驱动因素,为促进该省土地资源综合优化配置和社会经济可持续发展提供科学依据。[方法] 基于2000,2010和2018年陕西省的土地利用遥感监测数据,通过土地利用动态度、土地利用转移矩阵、空间自相关等方法定量分析陕西省土地利用的时空演变特征,并利用主成分分析法对其土地利用变化的驱动力进行分析。[结果] 各土地利用类型面积均有不同程度的变化。其中,耕地面积下降最多,工矿建设用地面积增速最快,水域面积变化最小。土地利用类型受自然条件的影响,空间差异性显著。农村居民用地、未利用地、耕地、林地、草地的空间聚集性强,水域、城镇居民用地和工矿生产用地的空间集聚性性相对较弱,草地、工矿建设用地形成新的集聚区。陕北高原和关中平原土地利用转移相对频繁,陕南山区土地利用转换相对较小。榆林市和延安市主要表现为耕地向林地和草地转移以及未利用地和草地向工矿建设用地转移,西安市主要表现为耕地和农村居民用地向城镇居民用地转移。土地利用变化的主要因素是城市化发展过程中社会经济的发展以及产业结构的调整。[结论] 陕西省土地利用变化区域差异较大,应因地制宜制定土地利用规划,促进人口—经济—生态之间的协调发展。     

桐柏大别山区土地利用时空变化图谱分析

运用地学信息图谱理论方法,基于地理信息系统时空分析模型,以桐柏大别山区20 a土地利用3期(1987、1997、2007)空间数据为基础,通过建立桐柏大别山区土地利用变化图谱和涨落势图谱,分析该区域土地利用变化的时空特征,预测未来土地利用变化的趋势。结果表明:1)1987—2007年,研究区土地利用发生了很大变化,耕地面积持续性减少,林地和建设用地面积持续性增加,草地和未利用地面积先增加后减少,水域面积先减少后增加;2)空间格局上,耕地与林地相互转化遍布整个研究区域,耕地和林地转为建设用地主要分布在各县市周边地区,水域转为耕地和林地主要位于水域与其他用地交接地带;3)涨落势图谱中,林地涨势最明显,增加了5 904.06 km2,占新增图谱单元61.31%,主要来源于耕地和水域转出,耕地落势最明显,减少了6 394.71 km2,占萎缩图谱单元66.41%,主要转为林地和建设用地;4)未来10年,桐柏大别山区土地利用类型仍将以耕地、林地为主。     

重庆山地城市区1985-2010年土地利用变化特征研究

利用遥感与GIS研究区域土地利用变化,揭示其空间变化规律,能够有效监测土地利用变化.本文以重庆山地城市区为研究范围,利用1985-2010年8期LandsatTM遥感数据,对土地利用动态度、土地利用程度的变化特征进行系统分析.结果表明:1985-2010年重庆山地城市总体上呈现耕地、草地、未利用地面积减少,林地、建设用地、水域面积增加的趋势,且各地类变化的程度和过程有所不同;不同土地利用类型的动态度变化呈现出差异性,未利用地和建设用地的动态变化度一直较大,耕地和林地的很小;近26a来,土地利用程度总体呈增大的趋势,表现出明显的时间阶段性.研究结果对区域土地管理及土地的合理利用具有一定的参考价值.     

基于TM/ETM~+绿洲城市土地利用时空演变分析——以新疆奎屯市为例

绿洲城市是干旱区人地关系最为敏感的区域,以TM/ETM+影像为主要数据源,借助遥感、GIS技术和数理统计方法,从数量和空间迁移等角度对典型绿洲城市——奎屯市近16a来的土地利用变化进行了分析。结果表明:奎屯市1993—2009年土地利用发生了显著变化,以耕地、城乡工矿居民用地增加及草地减少为主要特征;土地利用变化整体呈现出时空不均衡、各地类间更替转换程度大、城乡差异明显等特点;土地利用结构上,优势地类草地减少,耕地和城乡工矿居民用地增加,林地2001—2009年增加显著,水域和未利用地变化幅度相对较小;土地利用类型转换上,6大地类间发生了较大程度的更替转换,东部市区以城乡工矿居民用地和林地增加为主要特征,而西部开干齐乡则主要体现在耕地和草地之间的更替;变化趋势上,耕地、林地和城乡工矿居民用地面积会有所增加,而草地、水域和未利用地则呈减少的趋势。     

三峡水库建设期秭归县土地利用时空变化特征分析

为了更好地把握水库建设期三峡库首地区土地资源变化情况,以秭归县为试验区,利用1992、2002、2007年多源多时相融合高分辨率遥感数据获取3个时期1：50 000土地利用分类结果,分析土地利用动态变化。由于三峡工程建设带来的众多非自然因素作用,秭归县土地利用类型变化剧烈,1992－2007年间园地面积比原来增加248.14%,旱地面积减少20.32%,乔木林减少0.59%,草地减少8.04%,人工表面面积增加141.84%,水体面积增加90.86%;园地、旱地、人工表面、水体等地类在1992－2002年和2002－2007年2个时期表现出不同的变化趋势。使用转换矩阵分析地物类型转换背后的驱动因素作用;根据动态度、土地利用程度等指数的计算结果,不同时期土地利用变化特征具有明显差异;把握土地利用动态演替规律,为后期水库管理运行提供建议。     

1980－2005年太湖地区土地利用变化及驱动因素分析

为了定量化研究土地利用变化特征及其驱动因素,该文应用遥感和GIS技术,分析江苏省环太湖地区1980-1990年、1990-2000年、2000-2005年3个不同时段土地利用的数量变化特征及土地利用类型的空间转换特征,并对研究区各时段土地利用变化的驱动因素进行探讨。结果表明:25a江苏省环太湖地区土地利用类型发生了复杂变化,3个不同时段土地利用变化特征各不相同且具有明显的区域差异性;区域土地利用程度持续增加,土地利用仍处于发展期;从土地利用类型转移变化看,建设用地转入的速度远大于转出的速度,有规模增加的趋势,而水田、旱地、林地的转入速度小于转出速度,存在规模减少的趋势。人口数量的增加、工业化、城市化带来的经济发展与土地管理政策等人类活动是江苏省环太湖地区土地利用类型转换的主要驱动因素。尽管近年来江苏省环太湖地区的土地开发利用取得了巨大的经济收益,但部分人类经济活动给区域农业的发展及土地资源的可持续利用带来巨大压力,甚至导致以水田为主的区域耕地资源质量的进一步退化。该研究为江苏省环太湖地区土地资源的可持续利用及人-地关系的协调发展提供科学依据。     

松嫩平原西部地区土地利用/覆被变化的驱动力分析

利用1986年和2000年两期TM影像资料,在空间图形库系统支持下全面分析了松嫩平原西部地区土地利用/覆被数量变化和土地利用空间格局变化,揭示了近15年来研究区土地利用时空变化特征.表现为耕地、盐碱地从整体上呈现集中化,林地、草地不断破碎化.耕地与草地、草地与盐碱地空间相邻度增大,草地开垦和土地盐碱化日益严重.对不同经济类型区即农区、半农半牧区和牧区土地利用变化的社会经济因素的区域相似性和差异性分析表明,人口的压力、落后的畜牧业和经济利益驱动是近15年该区土地利用变化的主导因素.     

干旱高原湖泊湿地土地利用变化与驱动因素分析——以泊江海子湿地闭流区为例

鄂尔多斯高原湖泊湿地土地利用变化及生态趋势研究,可为干旱区资源管理、环境保护和生态规划提供科学依据和决策支持。基于Landsat卫星系列影像及气候数据,采用支持向量机(SVM)方法对1986—2019年的16期影像进行监督分类,通过变化检测、叠加分析,获得土地利用转移矩阵及各土地利用类型空间变化,定量描述了不同时段土地利用数量及空间转化特征。结果显示:(1)研究期间裸地、低覆盖度草地和高覆盖度草地是流域主导土地利用类型,占整个研究区的93%～99%,水体、建设用地及林地在总体面积中所占比例很少,分别为1%,1%和2%;(2)34年间土地利用状况发生了较大的变化,主要表现为裸地、水体面积减少,低覆盖度草地、高覆盖度草地、林地和建设用地面积增加,其中建设用地面积增幅最大,增加了44.3倍;(3)研究区土地类型的转换主要发生在裸地、低覆盖度草地、高覆盖度草地之间,裸地转入转出主要为低覆盖度草地,总体转出速度高于转入速度,裸地面积大幅减少31.79%,低覆盖度草地分两个阶段持续转化为高覆盖度草地,使高覆盖度草地占比从14.63%增加到35.98%。(4)受气候变化和人类活动共同影响,研究区土地利用变化剧烈,且人类活动影响占主导地位。     

2003—2018年瑞兴于地区土地利用景观格局时空演变及驱动因素

为了解近15年来瑞兴于地区土地利用景观格局时空变化特征及其驱动因素,基于4期遥感影像,结合RS和GIS技术,运用土地利用动态度、土地利用转移矩阵、景观格局指数等分析了瑞兴于地区土地利用、景观格局时空演变特征,选取11项社会经济因素进行主成分分析并结合相关统计信息及政策法规分析其驱动因素。结果表明:林地是瑞兴于地区最主要的土地利用类型,约占研究区域总面积的70%,2003—2018年建设用地呈持续增加趋势,而耕地则呈持续减少趋势,草地和水域处于波动状态; 类型转换以林地与草地、草地与耕地、耕地与建设用地之间的相互转换为主,耕地是建设用地最主要的转入源; 研究区内景观破碎化程度降低,优势性提高,整体多样性及均衡性略有提高,研究区内景观类型区域均衡化、多样化发展。瑞兴于地区土地利用景观格局变化在一定程度上受到地形地貌因素的影响,主要驱动因素为经济发展、人口增加、产业结构调整以及相关政策法规的实施。     

“稻转旱”对低山丘陵区氮素流失通量的影响——以三峡库区渠溪小流域为例

为探究“稻转旱”的土地利用变化对区域氮素流失的影响,以三峡库区渠溪小流域为研究对象,利用土地利用转移矩阵揭示了该流域2001—2019年的土地利用变化,基于输出系数模型并利用流域氮负荷实测数据进行模型参数修订后,对该流域2001年和2019年氮负荷进行了估算并比较。结果表明:该流域2001—2019年土地利用总体演变趋势为水稻田向旱地转化、旱地向林地转化,且以“稻转旱”为主。这种演变使流域氮素流失增加,2019年相对于2001年氮流失量增加了26%,平均每公顷氮流失量增加了约7.8 kg。这种变化表明在农业结构调整时应考虑到水稻田对面源污染物氮素良好的净化拦截作用,控制其面积的缩减以及在小流域氮素输移关键节点上的布局。     

1986-2007年重庆主城区土地利用变化及其驱动因素研究

以重庆主城区为研究区域,利用1986年、2000年和2007年3期的遥感影像和地形图,运用人机交互目视解译方法以及GIS的空间分析和数理统计功能,获得重庆主城区土地利用现状、土地利用类型转移矩阵、土地利用动态度和综合程度变化指数等专题图、数据,并结合社会经济及人口数据,对重庆主城区土地利用的时空变化的驱动力进行了分析。结果显示:(1)1986—2007年间研究区建设用地面积迅速扩大,耕地面积持续下降,林地和灌丛面积有所增加,水体的变化比例一直很小;(2)土地利用类型的变化主要是耕地与建设用地和林地之间的相互转移;(3)1986—2007年间,研究区土地利用变化强度较大,其中以灌丛和建筑用地的单一土地利用动态度增幅最为显著,此外,研究区1986—2007年间的土地利用程度指数呈显著增长;(4)主城区土地利用变化的主要驱动因子是人口增长和经济发展,同时还受到地形、交通、政府政策、城市规划及人们环保意识提高的影响。总体来看,经济发展是土地利用变化的主导因素。     

陕北黄土高原土地利用/覆盖变化及生态效应评价

基于1997年和2006年两期遥感影像获得陕北黄土高原地区土地利用变化数据,结合 RS和GIS技术,对陕北黄土高原土地利用/覆盖变化特征进行了分析.并采用生态服务价值的方法对陕北黄土高原土地利用变化的生态效应进行了综合评价.结果表明,1997-2006年,陕北黄土高原利用类型发生了显著变化,该区50.37%的耕地转换成为林地和草地,总体生态服务价值量显著增加7.67×106元,年增长率为0.2%,整体生态环境指数有所提高从0.145增长到0.157,土地利用/覆盖变化整体生态贡献指数变化明显,整体贡献指数为1.239,生态环境质量明显改善,表明退耕还林以来陕北黄土高原地区整体生态环境向着健康方向发展.     

艾比湖流域近40年来土地利用与覆被动态变化研究

土地利用与覆被变化(LUCC)是全球环境变化的研究焦点,定量评估土地利用变化对区域土地资源可持续利用具有重要意义。选择干旱区典型代表区域———新疆自治区艾比湖流域为研究区,基于1970年和2009年2期的LUCC数据,利用数学模型和ArcGIS分析了艾比湖流域1970—2009年近40 a来土地利用与覆被的变化过程。结果表明,在整个研究时段内耕地和城乡建设用地面积在不断增加,其中耕地面积的年平均变化率为5.21%,城乡建设用地为5.62%,其它土地利用类型的面积均减少;耕地和草地、未利用地与草地之间的转化比较明显;城乡建设用地的动态变化最大,水域的动态变化最小;转入贡献率中占优势的主要是未利用地、草地和耕地,转出贡献率占优势的主要是未利用地和草地。     

1995-2015年上海市土地利用及其景观格局变化

[目的]揭示快速城市化过程中城市景观生态变化的时空规律，为当地编制土地利用规划提供科学依据。[方法]基于5期遥感影像数据，借助GIS技术与Fragstats等软件，分析1995-2015年上海市土地利用及其景观格局的动态变化情况。[结果]1995-2015年上海市耕地、草地以及水域呈减少趋势，林地呈现先减少后增加的趋势，城乡、工矿和居民用地呈现不断增加的趋势；耕地的动态度明显，而草地的土地利用动态程度最弱，单一土地利用类型的动态度在2000-2005年多发生剧变，综合土地利用动态度呈现先增加后减少再增加的年际波动规律；土地利用类型转化主要发生在耕地和城乡、工矿和居民用地、耕地和林地之间的相互转化，以耕地的转出和城乡、工矿和居民用地的转入为主要特征；上海市景观格局在时间上表现为斑块数目不断增多，景观破碎度呈现越来越高的主要特征；在空间上表现为景观多样性指数从中部高、四周低的趋势逐渐转化为中西部、北部部分高的趋势。[结论]城市在未来发展过程中要进一步提升用地潜力，提高土地集约利用度，保护并且增加生态服务功能性用地。