基于RS与GIS的哈尔滨市土地利用格局演变及其预测研究

以哈尔滨市1989年、2007年2期Landsat TM遥感影像为主要数据源,在RS和GIS的支持下,分析土地利用格局的动态演变,并应用马尔可夫模型完成对研究区未来土地利用的定量预测。研究结果表明:林地、水域和草地发生了扩张,耕地、居民工矿用地和未利用地减少;耕地和林地具有较高的保留率,草地和未利用地具有较高的转换率;2007年以后土地利用变化的趋势是林地逐年增加,其它土地利用类型逐年减少,该变化持续到2079年后,区域土地利用达到相对稳定状态时,耕地占57.79%,林地占25.24%,草地占2.80%,水域占3.98%,居民工矿用地占9.28%,未利用土地占0.91%。     

生态脆弱区生态环境质量变化及其驱动力分析

本文以通榆县为研究区,选取1985年与2018年Landsat遥感影像为主要数据源,利用基于遥感信息的RSEI指数模型,定量评价生态环境质量状况,采用最大似然监督分类方法获取土地利用分类数据,分析土地利用时空演化过程对生态环境质量的影响。结果表明:通榆县土地利用结构以草地和耕地为主,占总面积的78.37%和79.38%,近30年来,林地、耕地、建设用地面积增加,其中,林地和建设用地的变化幅度最为明显;通榆县1985年和2018年RSEI平均值分别为0. 600和0. 487,生态环境质量呈现下降趋势,生态指标中热度和干度均表现为下降趋势,湿度和绿度则表现相反;生态环境质量良和优等级的分区主要为林地和耕地,差和较差等级的区域主要为盐碱地; 33年间通榆县改善总面积为212 140. 1 hm~2,生态环境退化总面积为455 152. 7 hm~2,不变的面积为182 307. 2 hm~2。草地面积急剧减少,耕地面积大幅度增加,以及各土地利用类型的生态环境质量下降是造成生态环境质量变差的主要原因。     

基于Landsat城市建设用地及城市绿地空间分异研究

对城市绿地和建设用地的变化进行监测研究,为城市规划和土地利用管理提供决策依据。以长沙市天心区为研究对象,选择2008年、2013年和2017年的Landsat TM数据,利用监督分类的方法提取天心区的建设用地和绿地,使用扩张速度指数ESI、扩张强度指数EII和综合扩张程度指数EDI来描述建设用地和林地的空间分异特征。结果表明:长沙市天心区建设用地所占比重较大,且从2008年至2017年持续增加,从2008年的57.73%增加到2017年的67.94%;长沙市天心区绿地/林地所占比重逐渐减少,从2008年的36.80%减少到2017年的28.90%。在2008～2017年期间,长沙市天心区建设用地处于持续扩张中,综合扩张程度指数显示:2008～2013年阶段建设用地扩张速率与强度均略大于2013～2017年阶段;辖区绿地随着建设用地的扩张而逐步缩减,且前5a缩减速度要大于后4a,说明绿地在生态城市规划中越来越被重视。     

基于Landsat数据的普洱市土地利用变化动态监测

以普洱市2005年和2014年Landsat数据为数据源,将研究区分为林地、农地、灌草地、水域、建设用地5类,采用神经网络方法提取2个时期的土地利用数据并进行动态监测。最终得出普洱市土地利用变化情况:林地面积减少10.83%,农地面积减少2.50%,灌草地面积增加10.3%,水域面积减少0.03%,建设用地面积增加0.38%。在土地利用变化结果的基础上,进一步分析了土地利用覆盖动态度以及土地利用变化原因。     

基于遥感与GIS的临淄区土地利用变化与生态环境效应研究

根据临淄区2008年、2012年和2018年三期土地利用数据,利用地理信息软件对2008-2018年这10年间临淄区的土地利用变化和生态环境效应进行了计算分析。结果表明:研究区2008~2018年主要土地利用类型为耕地和建设用地。10年间,草地和建设用地的面积增加,耕地、林地、水域和其他用地的面积减小,耕地减少的面积最大,建设用地增加的面积最多。草地增加的面积主要来自耕地和林地,建设用地主要来自耕地;耕地和水域为生态高敏感类型,林地为中敏感,草地低敏感,建设用地和其他用地不敏感。2008~2018年期间的土地利用类型变化导致临淄区中高风险、较高风险和低风险区域的面积不断增加,而中风险和低风险的面积不断减少,临淄区区域总体生态风险增加;10年间,生态环境质量指数逐年下降,2008~2012年,耕地转换为建设用地是生态环境质量恶化的主要因子,耕地转换为草地是生态环境质量改善的主要因子;2012~2018年,草地转换为建设用地是生态环境质量恶化的主要因子,建设用地转换为耕地是生态环境质量改善的主要因子。     

乡村土地开发对森林生态系统服务功能的影响

根据马家河乡2005年和2010年的土地开发利用数据,采用Costanza提出的生态系统服务功能价值(ESV)计算方法,对其不同利用类型土地的森林生态系统服务功能及森林生态系统单项服务功能的价值进行评估。结果表明:马家河乡土地利用类型变化中,以林地、居住及建设用地等类型变化为主。其中,林地面积减少的最多,其所占国土总面积的比例减少幅度达到11.94%;其次为耕地面积,减少了3.02%;果园、草地水域的面积基本保持不变;而居住及建设用地增幅最大,达到了8.14%。马家河乡土地的森林生态系统的服务功能价值以林地价值减少最多,达到664.5元;果园价值减少459.77元;耕地价值减少188.97元;草地价值减少了64.39元;水域、居住及建设用地和未利用地的价值有不同程度的上升。马家河乡森林生态系统单项服务功能价值中除了森林游憩保健服务功能的价值有所上升,其余各项服务功能的价值均有不同程度地下降。     

陕西千渭之会国家湿地公园土地利用变化及其评价

利用卫星影像图、造林设计图和实地调查数据,转移概率矩阵、生态系统服务价值系数等参数,研究了2011-2014年陕西千渭之会国家湿地公园土地利用及其生态服务功能价值变化情况,结果为耕地主要转化为林地,转移概率达87.47%;39.82%的草地和21.20%的建设用地转化为水域;未利用地的转化率也比较高,分别有11.35%、24.39%、43.05%、16.46%的未利用地转化为林地、草地、水域和建设用地;水域面积占总面积的60%左右,对维持湿地生态系统的稳定起着重要的作用;湿地公园生态系统服务价值从2011年的2262.97万元增加到2014年的2710.70万元,净增447.73万元。     

内蒙古毕拉河林场森林火灾受害程度遥感评价

为评价内蒙古毕拉河林场2017年5月2日发生的森林火灾损失情况,利用火灾发生前后的Landsat8卫星影像,计算得到两者间的差值归一化燃烧指数(d NBR),通过目视解译和数学统计相结合的方法构建森林火灾受害程度分级评价指标,对该火烧迹地受灾程度进行定量评价,并利用实地测量GPS数据和GF-2卫星数据验证受害程度的分级精度为86.39%。研究结果表明:内蒙古毕拉河林场火烧迹地的中度受害区域面积最大,为4 685.09hm~2,占火烧迹地总面积的40.35%;轻度受害面积次之,为4 213.1hm~2,占火烧迹地总面积的36.28%;重度受害面积为1 031.03hm~2,占总面积的8.88%;未受害区域的面积最小为906.57hm~2,占火烧迹地总面积的7.81%;火烧迹地内的受灾森林主要分布在中度受害区域和轻度受害区域,受灾草地主要分布在轻度受害区域。     

基于CA-Markov的郧西县城关镇土地利用变化图谱的模拟及预测

为深入研究郧西县城关镇土地利用图谱的变化规律及驱动机制,以郧西县城关镇2009、2013和2017年的土地利用现状数据作为数据源,基于CA-Markov模型对郧西县城关镇三年内土地利用图谱演变进行了模拟及预测;并利用多时相遥感(Temporal remote sensing)分类图像检验了CA-Markov的模拟精度,经检验,其Kappa系数达到93%,表明预测和现实一致性较高,可以用该模型来模拟预测2020年郧西县城关镇土地利用分类情况。研究结果表明:运用CA-Markov模拟土地利用演变规律是可行的;在2009～2017年间,郧西县城关镇土地利用变化图谱面积由大到小排序为稳定型、后期型、前期型、反复型、持续型;预测到2020年时,城关镇耕地、林地及草地持续减少,水域、减少用地持续增加,模拟结果表明城关镇在未来几年内土地变化情况仍很复杂,其中建设用地增加较多,耕地持续减少,相关部门应该制定相关的政策去限制城市的无序扩张,保证耕地不减少,这对城关镇的生态恢复有着重要促进作用。     

基于GIS的石家庄市土地利用变化分析及预测

以河北省石家庄市为例,以2008年和2014年石家庄市Landsat TM影像为基础,对2008—2014年间石家庄市主要土地利用类型的变化幅度以及相互转化的关系进行分析,得到石家庄市土地利用类型转移矩阵,通过马尔可夫矩阵对石家庄市2020年的土地利用类型进行预测。分析结果表明,在2008—2014年间,石家庄市土地利用类型转变最大的为未利用地和居民工矿用地,增加的居民工矿用地主要由未利用地和农地转变而来,草地、林地和水域的变化相对不大。截至2020年,石家庄市土地利用类型中居民工矿用地、未利用地和农地这3类土地利用类型的面积非常接近,居民工矿用地成为在12年间增长幅度最大的类型,表明在此期间石家庄市城市化建设力度较大。     

1987—2018年丽江坝区景观格局变化轨迹分析

以丽江坝区为研究对象,采用1987—2018年32年间的Landsat系列影像,通过NDVI时间序列曲线选择5个时间间断点,利用变化轨迹模型分析1987、1991、1994、2010、2018年土地利用变化情况,并选择6个景观指数分析4个时间段的景观格局演变。结果显示:(1)32年间建设用地成为了丽江坝区内持续增长且面积增加最大的地类,总体增幅为356.45%,耕地呈现出先增后降的特征,总体减少29.87%,为面积减少最多的地类;(2)通过变化轨迹分析,有占坝区总面积的66.31%的土地用地性质发生了变化,在这个过程中人类活动成为了驱动土地利用/覆被变化的主要因素;(3)受到人类活动影响深刻的景观斑块呈现出较高的破碎度以及形状的不规则性,聚集于城市核心区周围,受到干扰较小的斑块散布于远离城市核心区的耕地中。     

宝清县景观格局动态变化分析

基于1989、1999和2010年三期宝清县的Landsat TM遥感影像数据,利用RS、GIS与景观生态学相结合的方法,系统的分析宝清县自1989年以来土地利用景观格局的动态变化。结果表明：宝清县近20 a间优势景观为耕地、林草地和湿地,三者斑块总面积占研究区土地总面积的95%以上,其他景观类型呈补丁状分布在研究区内;土地利用类型变化经历了从剧烈到减缓的过程。土地利用类型转移主要表现为大量林草地、湿地和未利用地向耕地景观类型的转化。林草地、湿地和未利用地面积大幅度减少,斑块数量增加,使得景观破碎化程度加重,多样性和异质性减少,引起涵养水源和保持水土等生态效益的降低。为防止人地矛盾的进一步恶化,建议相关部门在促进经济发展的同时,兼顾湿地、林草地等景观类型的生态效益,实现土地资源的永续利用和可持续发展。     

鄂托克旗土地利用动态变化及其影响要素分析

在RS与GIS技术的支持下,利用1991、2000和2007年三期TM影像,对鄂托克旗1991-2007年的土地利用动态变化特征及其影响要素进行分析。结果表明,土地利用最重要的转化方向有：1991-2000年耕地向草地、未利用地和城乡、工矿用地的转化;草地、水域向未利用地的转化;2000-2007年未利用地向草地、水域和耕地的转化;耕地向林地和草地的转化;城乡、工矿居民点用地向草地和林地的转化。反映鄂托克旗既有退耕还林还草、积极治理沙漠的事实,又有毁草开垦荒地的现实。随着耕地和未利用土地的减少,林地和草地面积增加,说明当地环境的改善已取得了成效。     

基于景观指数的吉林省西部土地类型变化及驱动因子分析

以吉林省西部地区1984年和2014年2期Landsat遥感影像数据为基础,利用景观格局指数定量分析土地景观格局动态变化,结果表明:相对于1984年,2014年景观格局指数以耕地、盐碱地和草地三种景观类型为优势景观,三者面积占研究区总面积85%以上,其中耕地的各项斑块类型指数均有显著上升,在景观格局中的作用逐渐增大;其他景观类型呈无规则、补丁状或岛状分布。景观密度指数与形状指数上升,说明景观破碎化程度加剧,斑块形状愈加复杂;均匀度指数增加,说明景观向多元化方向发展;蔓延度指数增加,说明景观连通度增大;景观多样性降低,说明异质性减弱。盐碱地、沙地荒漠化土地面积为209.77万hm2,占研究区总面积(509.22万hm2)42.64%,生态环境脆弱。人类不合理开荒放牧是土地荒漠化形成的重要驱动因子。     

基于DEM的县级尺度土地利用定量分析和区域生态环境评价研究

以黑龙江省宾县为例,应用Landsat TM遥感影像数据及DEM数据,在Arc GIS空间分析模块支持下,完成地形因素和土地利用类型现状的叠加分析,并从地形(高程、坡度、坡向)角度探讨区域土地利用类型的空间格局分布,为研究区域的土地合理利用的对策提供重要的科学依据。结果表明:研究区域耕地和林地的面积之和比例为91.20%,占据绝对的优势地位;耕地所占面积最大,集中分布于平地、阳坡和低海拔区域上;林地面积次之,林地在坡度、坡向、高程分级中的各种级别上都有分布;草地、水域、建设用地和未利用地多集中在平地、平坡和低海拔区域;生态环境质量优面积比例为34.16%,林地占据较大比例,生态环境中和差的区域多为平原地带,面积比例分别为36.99%和9.65%。研究结果可为区域土地管理决策、土地可持续利用以及生态环境建设提供理论依据和科学支持。     

基于“乡村绿化”数据的怒江州生态安全格局研究

基于Landsat遥感影像对怒江州进行土地利用类型解译,通过3S技术手段,叠加其他相关数据,对怒江州生态系统脆弱性进行评价,并进行生态系统适宜性分区。结果表明,怒江州林地与草地两项占比达86.46%,建设用地占比仅0.27%,怒江州自然环境受制于特殊地形,并未遭到大程度的破坏;怒江州生态系统总体表现为：轻微脆弱与轻度脆弱土地占比达52.34%,重度、中度脆弱土地主要集中在西北部较高海拔地区,生态系统总体保持在较好水平。基于MCR模型,以乡村绿化数据为生态源地,对怒江州绿地适宜性进行评价。结果表明,适宜生态用地拓展的土地面积总占比达90.83%,表明总体生态格局较为安全,在未来城镇化、生态格局建设中具有较大回旋余地。     

砒砂岩区土壤侵蚀时空分布特征及预测模拟

以RUSLE模型为基础,采用GIS与CA-Markov模型对十大孔兑砒砂岩区土地利用格局及其侵蚀时空分布特征进行模拟预测。结果表明:砒砂岩区土地利用以砒砂岩、草地为主,约占总面积的89. 39%～90. 98%,人为活动干扰程度较小。2000-2015年,耕地、沙地、砒砂岩面积显著降低,城镇建设用地、灌木林地、草地面积显著增加;砒砂岩区约36. 41%土地利用发生转变,其中砒砂岩转换为草地,沙地转换为草地。2015-2030年,砒砂岩、沙地面积继续降低,并转变为草地及灌木林地,但区域耕地面积及建设用地面积也同步在增长。2000-2015年土壤平均侵蚀模数减小,但剧烈侵蚀面积显著增加; 2015-2030年土壤侵蚀强度继续下降,但轻度、中度侵蚀面积增加。砒砂岩区未来的治理重点既要针对砒砂岩开展生态修复工程,又要对城市化地区加强生态管控,保护河岸滩地。     

榆林市景观生态风险动态变化分析

以陕西省榆林市为研究区,以2000年、2015年土地利用数据为基础,将研究区划分为耕地、林地、草地、水域、城市建设用地、未利用地6类土地利用类型,基于景观干扰度与景观脆弱度构建生态风险评价模型,对榆林市景观生态风险时空分异进行了研究,得到了如下结论:耕地、草地为榆林市主要土地利用类型;研究期间耕地面积减少,林草地面积增加;建筑用地增加率达到400.78%。榆林市2000年景观生态风险呈现中东部高,西部较低的空间分布格局,Ⅲ级风险以上面积达82.28%;2015年I级风险核心增加,面积增加至11.24%,V级风险被I级风险切断,面积减少至16.80%;榆林市景观生态风险值分别为0.1371、0.1355,风险值下降1.18%,区域生态风险整体上呈下降趋势。     

北京市永定河流域土地利用/覆盖变化研究

借助于遥感和地理信息技术,以永定河(北京段)流域1978、1988、1999、2004、2005年5期TM遥感影像为主要数据源,结合若干地形数据库资料,统计永定河31年间水域、草地、耕地、林地、建筑用地、未利用地六大土地类型的面积变化情况,通过分析单一土地利用平均动态度、单一土地利用平均转出率和转入率等指标,对永定河(北京段)流域土地利用/覆被变化的格局与过程进行了定量研究.结果表明:①31年间,永定河(北京段)流域的土地利用/覆盖面积呈现一定程度的波动.1978~2004年各类面积占总面积的比例由大到小为有林地>耕地>建筑用地>水域>未利用地>草地;2004~2009年比例变化为有林地>耕地>建筑用地>未利用地>水域>草地.②在1978~2009年间,水域、未利用地、建筑用地3个土地类型转化比较剧烈;草地在1988~2004年间变化幅度大,转入、转出率较高;耕地减少;林地则呈现增加态势.     

基于Landsat的滇池流域景观时空格局演变

利用景观格局指数分析方法,对滇池流域土地利用现状、土地利用类型相互转化特征、景观格局指数变化规律及景观空间位置迁移轨迹进行了探讨。结果表明:2015年滇池流域景观组成以建设用地、水域、林地和耕地为主,分别占了研究区总面积的34.51%、23.5%、15.87%和15.04%;地类之间相互转化情况较为复杂,频繁,建设用地以转入为主,耕地则以转出为主;流域的斑块数量和斑块密度持续增大,景观破碎化程度加深。受昆明市不断向南扩张的影响,其建设用地、耕地和水域质心均向南部迁移。