基于监测信息可视化方法的土地覆被变化分析

在土地覆被变化动态监测中,经典的土地利用转移矩阵可以反映出一段时期内各地类面积之间的相互转化关系,但无法实现变化信息的定位分析与可视化表达,该文运用地学信息图谱的分析理念,提出了土地覆被变化监测信息的可视化分析方法。首先,通过遥感制图获取了土地覆被变化监测时段内的2期土地覆被分类图,利用GIS空间叠加分析功能,提取了土地覆被类型转移矩阵和土地覆被类型转移信息图谱;然后,在土地覆被类型转移信息图谱的基础上,依据地统计学模型原理,对图谱中的空间数据进行网格处理和Kriging插值分析,获取了研究区土地覆被变化强度信息图谱,用直观的图谱形式展示了土地覆被变化监测信息的空间变化强度规律。该文以黑龙江省哈尔滨市双城区为研究区,利用2002年Landsat7 ETM+和2013年Landsat8 OLI遥感影像,在土地覆被类型遥感制图的基础上,通过GIS叠加分析方法和地统计学模型,获取了2002－2013年时段的土地覆被类型转移图谱和变化强度信息图谱,实现了土地覆被变化监测信息的可视化定位分析,为土地覆被类型变化信息的定位表达及其变化规律的图谱分析提供了一种途径。     

基于CA-Markov模型的山东省临沂市土地利用格局变化研究及预测

以山东省临沂市为例,基于1990年、2000年和2010年Landsat TM影像数据,运用马尔科夫(Markov)转移矩阵及地学信息图谱理论分析20a的土地利用格局变化,并利用CA-Markov模型对2020年研究区域的土地利用类型进行预测和模拟。结果表明:(1)耕地面积不断减少,但仍为研究区域的基质景观,建设用地面积不断增加,耕地转移成建设用地是土地转移的主要轨迹。(2)耕地—耕地—耕地为代表的稳定型图谱的面积最大,分布最广;反复变化型图谱所占比例较小。(3)2020年土地利用类型预测结果显示,土地利用格局将保持1990—2010年的变化趋势,耕地面积主要转出为建设用地。区域的优势景观仍为耕地,其次为建设用地;林地、水体、草地和未利用地面积变化较小,处在相对的动态平衡状态。研究结果为临沂市土地资源社会经济和环境生态协调发展提供了重要的参考依据。     

盐渍土时空变化信息的图谱可视化分析

针对盐渍土动态变化监测中,无法实现变化信息的定位可视化表达问题,该文应用地学信息图谱的分析理念,提出了表达盐渍土类型变化的时空复合单元,探讨了盐渍土时空变化信息的图谱可视化表达方法。以盐渍化比较严重的银川平原为研究区,利用2000、2004和2009年3a的卫星遥感图像,进行了土壤盐渍化遥感制图,在GIS技术支持下,获取了2000-2004年、2004-2009年2个时段的盐渍土时空变化信息图谱,实现了盐渍土时空变化信息的可视化表达。为定位分析盐渍土演化的驱动机制提供了一种新的方法。     

基于地学信息图谱的福建省生态环境结构类型研究

以福建省为例,以遥感影像、统计资料为基础数据,基于地学信息图谱的方法论,运用最小方差法和GIS技术进行生态环境结构类型的划分,最终确立一个由3个生态环境结构系列和10个结构类型构成的福建省生态环境信息图谱结构类型分类系统.最后对福建省的生态环境结构类型的地理分布、区域分异和成因进行了分析和探讨.     

土壤侵蚀信息图谱的内涵与表达

在对地学信息图谱研究进展分析总结的基础上,阐述土壤侵蚀信息图谱的概念,及土壤侵蚀类型信息图谱、土壤侵蚀空间格局图谱和水土流失过程信息图谱3种基本类型的内涵,探讨土壤侵蚀信息图谱的构建过程,提出土壤侵蚀信息图谱的内容与表达方式,并对土壤侵蚀信息图谱的意义和发展进行展望。     

玛纳斯河流域景观格局演变特征与驱动机制分析

干旱区景观格局演变特征与驱动机制分析对区域水土资源可持续利用具有重要意义,选择了西北干旱区水土开发的典型区域玛纳斯河流域,基于GIS/RS技术对研究区的1990,2000,2005,2010年TM影像数据进行土地利用分类处理,运用景观生态学的原理分别从类型水平和景观水平上计算出8个景观指数,探讨景观格局变化以及其驱动力。结果表明:（1）研究区草地和未利用土地的优势逐渐减小,耕地的优势逐渐上升,景观多样性升高,优势度下降,趋于分离、破碎化方向发展。（2）人类活动使草地和未利用土地转为耕地,类型转化逐渐由双向转化逐渐趋向于单向转化,草地面积的变化和聚集度指数成线性关系,草地面积每减少1%,聚集度作出减少0.66的响应。（3）降水与气温都有明显的增长,前十年的永久冰川雪地的最大斑块指数和聚集度下降的幅度,均大于后十年,响应了M-K趋势分析“降雨、气温和径流的突变点都集中在1995年左右”。最后提出需要合理规划流域土地利用模式和水资源配置方案,不能挤占生态用水,要实现水土资源的合理开发。     

干旱区地下水功能评价与区划体系指标权重解析

针对西北内陆平原区自然湿地和天然植被对地下水埋藏状况具有强烈依赖性的特点，遵循多目标组合、属性归类、功能聚合和系统唯一的层次逻辑，构建了适合干旱区地下水功能评价与区划体系，与2006版相比，赋予了该体系指标不同的内涵；在由2006年版的22项要素指标精简为14项的同时，增设了"自然湿地景观维持性"属性指标和"湿地环境与地下水关联度"、"绿洲覆盖与地下水关联度"及"土地荒漠化与地下水关联度"等要素指标；按照关键性、关联性和系统性解析权重原则，分解了体系中要素指标层14项要素指标的权重；基于地下水的资源占有性、资源更新性、资源可用性和地下水生态功能属性指标，诠释和解析了干旱区地下水资源功能和生态功能的权重，使之更符合西北内陆地区地下水功能的自然属性状况。在石羊河流域评价结果表明，该体系具备支撑干旱区地下水合理开发与生态保护针对性管控的作用。     

福建省天宝岩自然保护区景观生态格局分析及评价

根据景观生态学原理,在RS、GIS软件支持下提取景观斑块的数量、面积、周长等信息,对福建省天宝岩国家级自然保护区的景观生态格局进行分析;并利用层次分析法,选取多样性、稀有性、自然性、代表性、面积适宜性、人类干扰、稳定性等7项指标对该自然保护区进行景观生态评价.结果表明:常绿阔叶林、常绿针叶林和常绿针阔混交林是研究区的主导景观类型且破碎化程度低,植被的保护较完整;居民点的斑块数多,孔隙度最大,对景观类型的形成有主要的影响;景观类型多样性以类型斑块数最大,类型面积最小.福建省天宝岩国家级自然保护区景观生态质量的综合评价指数为0.819,说明该自然保护区的景观生态质量较好.     

基于景观格局的干旱区绿洲生态风险评价与管理——以青铜峡市为例

干旱区绿洲抗干扰能力弱,开展其生态风险评价具有的重要意义。以景观生态学理论为指导,选取青铜峡市作为研究对象,采用三期遥感数据,运用景观格局指数评估生态风险,并对生态风险指数进行空间化,绘制研究区2006年、2010年、2016年的生态风险空间分布图。在此基础上,结合空间统计法分析了研究区生态风险的聚集模式。结果表明:(1)研究期间,青铜峡市景观格局变化明显。耕地、水域和未利用土地的景观破碎度增加,大斑块破碎化趋势明显,区域的景观稳定性降低。景观格局指数的空间分布显示景观破碎度、损失度较高区分布在人口和经济活动聚集的绿洲核心区。(2)研究区的生态风险时空变化差异较大。其中高风险区面积减少最为显著,并随着风险等级之间的转换,中等风险区成为研究区的主要风险类型。生态风险呈现缓和趋势。(3)研究区的生态风险存在显著空间正相关,"低低"和"高高"聚集是主要的生态风险聚集模式,低值为高值包围或高值为低值包围的空间孤立点表现不显著,高低风险之间严重分化是研究区亟待解决的问题。     

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。     

GIS支持下岷江上游水文特征空间分析

流域水文特征的提取与分析不仅为水文过程模拟提供重要参数,而且是研究水土流失和制定防洪减灾措施的基础依据。以岷江上游90 m分辨率的DEM数据为基础,利用GIS手段提取了分水岭、流域面积以及河流长度等河网基本信息,并对流域内的干流和主要支流的河网密度、河道纵剖面等特征进行了定量分析。又据1982-1987年间岷江上游地区的21个雨量站的降水资料和同时期8个水文站的逐年径流量数据,对该流域及其主要子流域的径流系数进行了计算。结果表明:岷江上游流域的平均径流系数为0.77,各子流域的径流系数从北面镇江关流域的0.55递增至南面姜射坝水文站以下流域的0.88。流域的河网密度为0.172 km/km2,其各子流域变化范围为0.165~0.177 km/km2。干流河道平均比降为9.7‰,自北向南分布的5条支流的纵剖面凹曲度和比降均呈增加趋势,且主河道剖面形态受构造运动影响显著。     

吴起县退耕还林工程实施前后土地利用/覆盖变化

以陕西省吴起县1998、2007年2景遥感影像为基础,以NDVI值、土地利用图和地面调查数据为依据,在GIS空间数据平台的支持下,采用空间分析和统计方法,对其近10年来的土地利用/覆盖变化情况进行了分析:1998—2007年,耕地面积占土地总面积的比例从19.68%减少到6.79%,林地面积从12.50%增加到38.43%,高覆盖度草地从14.44%增加到20.62%,中覆盖度草地从30.03%减少到20.07%,居民及建设用地比例呈稳定增加趋势。研究结果表明,吴起县退耕还林(草)等生态环境工程的实施,使当地的土地利用结构逐渐趋向合理,有效地提高了植被覆盖率,生态环境得到明显改善。     

基于GIS的延安市土壤侵蚀强度等级评价

以延安市为例,应用GIS技术依据水利部土壤侵蚀分类分级标准进行土壤侵蚀强度等级评价.分析了延安市2006年土壤侵蚀强度等级及各县市侵蚀差异性,定量研究坡度衰减对土壤侵蚀评价结果的影响并将土壤侵蚀强度评价结果与2002年土壤侵蚀强度进行比对分析.结果表明:2006年延安市各县市中吴起县土壤侵蚀最为强烈,黄龙县最弱;经过坡度变换,延安市约68%的地区侵蚀增强;与2002年相比,2006年延安市轻度侵蚀和剧烈侵蚀面积减小,其它各侵蚀强度等级面积增大.     

基于GIS的经济欠发达地区土地利用动态变化分析及预测——以保亭黎族苗族自治县为例

以保亭黎族苗族自治县土地利用现状图为数据来源,通过GIS空间分析功能获得了研究期内的土地利用变化数据;运用土地测算模型对该区土地利用现状及动态变化情况进行分析,并运用最小二乘原理,对该区土地利用演变趋势进行预测.研究表明保亭黎族苗族自治县耕地、林地、未利用土地显著减少,建设用地增加明显.未来5a保亭的耕地、林地面积将进一步减少,农村居民点用地、独立工矿用地、交通运输用地的比例将会有较大的攀升,其他各种类型的土地面积也各有增减,但从总体趋势来看,增减速度将会减小.     

基于GIS的新疆阿克苏地区棉花区划

通过对以往新疆棉花区划成果的分析，选用≥10℃积温、无霜期、7月平均气温作为阿克苏地区棉花区划指标，采用回归方法建立它们的空间分布模型。利用GIS技术将阿克苏地区分为早熟长绒棉、早中熟陆地棉、早熟陆地棉、特早熟陆地棉四个棉花种植区。     

黄河三角洲土壤质量自动化评价及指标体系研究

采用4种评价方案,利用相关系数法确定指标权重,利用隶属度函数计算指标隶属度,采用综合指数法,在Arcgis中进行黄河三角洲土壤质量的自动化评价和比较。结果表明:利用GIS自动化评价土壤质量快速准确;基于土壤全量养分和速效养分的评价差异较小,两者可选其一;基于土壤有机质和土壤含盐量指标的评价与土壤质量的全面评价(基于土壤全量、速效养分、有机质、含盐量、地下水埋深及矿化度)之间差异较小,在其他数据有限的前提下,土壤质量可以用土壤有机质和盐分含量指标评价。     

水土流失遥感调查中植被信息提取与评价指标讨论

简要介绍了水土流失遥感调查植被因子提取的方法。采用植被指数像元二分模型的方法,以重庆市开县为试验区,证明该方法提取植被覆盖度的结果较理想。结合重庆市最新的水土流失遥感调查,指出了该次调查中存在的不足,并提出了有关建议。同时对水土流失遥感调查的评价指标进行了讨论。     

陕西省武功县耕地地力评价研究

基于GIS技术和武功县耕地第二次土壤普查资料以及"测土配方施肥"采样调查分析结果,利用县域耕地资源管理信息系统,对陕西省武功县耕地地力进行了定量评价分级。结果表明,武功县总耕地面积为32 923.77hm2,占总土地面积的83.74%;其中1级地4 869.23hm2,占耕地面积的14.79%;2级地11 969.56hm2,占耕地面积的36.36%;3级地9 338.52hm2,占耕地面积的28.36%;4级地4 700.82hm2,占耕地面积的14.28%;5级地1 725.81hm2,占耕地面积的5.24%;6级地319.82hm2,占耕地面积的0.97%。并根据评价结果,对各等级耕地提出了利用建议。     

基于GIS的喀斯特地区土地利用景观空间格局研究——以广西壮族自治区河池市为例

本研究以1999/2000年的Landsat-TM遥感影像为基础数据,利用GIS技术,对广西河池市土地利用景观进行了遥感解译与制图,在此基础上运用景观类型指标(如斑块数、斑块面积、平均斑块面积等)和景观格局指标(如类型多样性指数、景观优势度、景观均匀度、景观破碎度、景观分维数等)对研究区土地利用的空间格局进行定量分析,并运用洛伦兹曲线分析了土地利用的聚集程度。研究结果表明,2000年河池市土地利用景观类型以林地为主,其次为草地、耕地、水域和城镇及建设用地,分别占土地利用总面积的72.62%、14.07%、11.93%、0.88%和0.51%。2000年该市土地利用景观的多样性指数为1.70,景观破碎度指数为1.18,分维数为1.43。土地利用类型多样复杂,景观破碎度较高,连通性差,容易受到外界的干扰,尤其是人类活动对土地利用的影响,使得原本脆弱的生态环境极易遭到破坏而日益恶化。研究该地土地利用景观空间格局可以为可持续开发利用土地及土地管理与设计提供依据,并为研究土地利用空间格局的演化打下基础。