漳州市土地覆被变化的遥感动态监测及驱动力分析

遥感技术以其宏观快速、准确、准实时、周期性重复观测等优点在区域土地利用／覆被变化的监测中具有明显的优势。在漳州土地覆被分类体系基础上,应用2000年的Landsat TM和2003年的SPOT影像进行配准与融合,并采用自动提取技术发现变化图斑,运用光谱直接比较法和分类后比较法提取变化图斑,经外业核查,并辅以土地详查和变更资料,对变化图斑进行人机交互处理,确定其变化类型、位置和范围。结果表明,果园、迹地、建设用地的范围在扩大,水田、旱地、未利用土地的范围在缩小,水域、林地等面积变化不大。在减少的耕地中,水田一般转变为果园、建设用地,而旱地一般转变为果园,林地,未利用地。漳州土地覆被变化的一个重要特征是果园的面积在不断地扩大,其主要的来源是耕地和部分未利用地。最后,结合漳州市社会经济统计资料对其变化驱动因素进行探讨与分析,认为其主要驱动因素是人口增加、城镇化的加快、工业的发展、特色规模农业的形成和政府政策的导向。     

面向对象的湖北省土地覆被变化遥感快速监测

为了快速监测湖北省土地覆被变化,以HJ-CCD、TM以及ETM影像为数据源,探索出了集成面向对象技术与"3S"技术的中尺度土地覆被变化遥感流程和方法。该方法首先基于HJ-CCD影像和面向对象技术进行2010年湖北省土地覆被信息的提取,并用野外采样点对结果进行验证。在保证高精度的情况下利用向量相似性函数对湖北省2000－2005年以及2005－2010年进行变化检测,从而获得2个变化时期影像的变化区域,然后利用面向对象技术中的最邻近分类器对变化区进行自动化分类。最后分别将2期的变化结果与未变化结果融合后获得湖北省2000年、2005年和2010年的土地覆被图,在GIS中处理后建成县、市、省3级行政级别的湖北省土地覆被变化本底数据库。试验表明分类结果的总体精度为93.24%,Kappa系数为0.914;2000－2005年与2005－2010年变化检测的总体精度分别为90.88%和90.75%。同时研究发现景观破碎的地区应用面向对象技术有一定的局限性。     

三峡地区土地利用/土地覆被变化及其驱动力分析

三峡地区是生态环境的脆弱地区，这与其特殊的自然地理环境息息相关。从土地利用／土地覆被的角度出发，利用RS和GIS技术，阐明了20世纪最后10年库区土地利用／土地覆被变化在数量、结构、类型和空间分布上的特点，并进一步分析了库区土地利用／土地覆被变化的驱动力，得出以下结论：(1)10年间除建设用地和草地面积增加外，其他土地利用类型都呈现出不同程度衰减；(2)建设用地以高速增长，增幅达21528．09hm^2；(3)耕地减少的幅度较大，达18399．29hm^2，主要转变为建设用地；且减少的耕地多为位置相对优越，产量较高的优质良田；(4)林地面积总趋势是减少，主要转变为草地、旱地和建设用地，其中有林地减少的幅度较大，达7411．93hm^2；(5)草地的面积总体增加，主要源自于林地和旱地的变化；(6)库区土地利用／土地覆被的空间格局分为3个主导因子变化区域：耕地-城镇型、林灌-耕地型和复合型；(7)库区土地利用／土地覆被变化的驱动力主要为：经济因素、人口压力、宏观政策及三峡工程4个方面，这4个方面不是孤立的，而是互相影响、互相制约的，共同影响库区的土地利用／土地覆被类型。     

土地利用/土地覆被变化环境效应研究

土地利用/土地覆被变化（LUCC）是全球变化研究的重要方向之一。土地利用/土地覆被变化的环境效应问题一向都是研究的重点。结合近年来土地利用/土地覆被变化在环境方面的一些研究进展,综述了土地利用/土地覆被变化对全球气候、大气质量以及区域土壤、水文和生物多样性的影响,并提出了黄土高原地区土地利用/土地覆被变化研究亟需解决的一些问题。     

基于GIS的延吉市土地利用/覆被变化分析

利用延吉市10 a的TM影像处理得到的数据,通过GIS手段对延吉市土地利用/覆被变化进行研究分析,并对土地利用程度变化、数量结构变化以及景观破碎化情况进行分析,目的在于为该地区的土地资源的合理利用和社会经济可持续发展提供可靠的依据及合理化建议。     

精河县土地利用/覆被变化及土地生态安全研究

基于3S技术对土地利用/覆被和土地生态安全的研究,不仅可以为经济发展提供依据,同时也能为生态环境保护提供一定的借鉴。以精河县为研究区,选择2005年、2011年和2014年3期Landsat遥感影像数据,利用RS和GIS技术对精河县的土地利用/覆被进行了定量的提取,结合近10年社会经济数据,构建精河县"驱动力—压力—状态—影响—响应"(Driving force-Pressure-State-Impact-Response,D-P-S-I-R)评价指标体系,对精河县土地利用/覆被与土地生态安全变化进行分析。结果表明:(1)2005—2014年,精河县土地生态安全状况先恶化后改善,总体向好的方面转变,但其分布格局极不平衡;(2)水体、耕地和林草地是精河县土地生态安全指数较高的地类;(3)精河县大部分地区处于临界安全水平,精河县土地生态安全状况亟待改善。     

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。     

土地利用和覆被变化（LUCC）研究与土地整理

该文首先讨论了我国土地整理的内容及运作方式，并对目前国际土地利用和覆被变化（LUCC）的研究进展、主要内容和趋势，以及国内LUCC研究的状况等做了全面的阐述，在此基础上，分别从国家、区域及景观3个尺度层面重点讨论了LUCC研究与我国土地整理活动的结合方式与途径。     

基于SWAT模型的长江源土地利用/土地覆被情景变化对径流影响研究

土地利用/土地覆被变化对流域水资源循环过程及配置影响显著。为了研究土地利用/土地覆被情景变化对径流影响情况,以长江源流域为例,构建了适合该流域的分布式水文模型(SWAT),并模拟了不同土地利用/土地覆被情景下的流域年均径流量和径流深。模拟结果如下:当流域林地和草地面积增加到最大,径流量减少了16.7%,达到304.12m3/s,径流深减少14.02mm;当林地和草地面积减少,并逐步变为沙地、裸地,流域径流量增加16.1%,达到424.32m3/s,径流深也增加了13.49mm;当林地和草地面积减少到无植被覆盖,将使流域径流量增加28.4%,达到469.67m3/s,径流深增加23.88mm;在草地覆被最佳状况下,径流量有所增加,但增加幅度不大,只有5.6%,达到385.98m3/s,径流深增加4.72mm。综上所述,长江源流域林地和草地面积增加,导致径流减少,而沙地和裸地面积增加导致径流量增加。     

陇东黄土高原土地覆被变化的驱动力及生态环境效应

通过G IS空间分析,揭示了黄土高原生态脆弱区土地覆被和水土流失的时空分异特征。陇东地区土地覆被动态变化表现为丘陵区耕地、林地与草地的大互换,和在塬区建设用地大量占用优质耕地、林草地等土地覆被类型,这种变化使区域生态环境系统的功能发生退化。分析发现,该区土地覆被变化的驱动力主要有:脆弱的生态环境是生态环境恶化的自然环境背景;人口压力和经济发展落后是生态环境系统安全状态恶化的社会经济背景因素;对自然资源的不合理利用是生态环境恶化的直接人为因素。     

基于HJ卫星数据与面向对象分类的土地利用/覆盖信息提取

土地利用/覆盖信息是区域气候与环境研究的基础,是土地资源规划与管理、合理开发与保护的信息保障。为此,该文选取长株潭城市群核心区为试验区,以时间序列HJ卫星影像为数据源,首先构建了时间序列归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、时间序列光谱第一主成分(first principal component,PC1)数据集,通过J-M(Jeffries-Matusita)距离变量可分离性分析结合地表覆盖的物候特征,确定最佳时序HJ组合数据;其次,采用面向对象的随机森林算法对研究区土地利用/覆盖信息进行分类,并对分类结果进行精度评价与比较分析。研究结果表明:采用时间序列HJ组合数据与面向对象的分类方法,提取城市土地利用/覆盖信息的总体精度和Kappa系数分别达到91.55%和0.90,其中水田、水浇地、旱地、林地、建设用地的生产者精度均达到90%及以上;相对于时间序列基于像元分类、单时相面向对象的分类方法,该文提出的土地利用/覆盖信息提取方法的总体分类精度和Kappa系数分别提高了2.26%、0.02和6.82%、0.08,有效提高了区域土地利用/覆盖信息提取的精度,为大范围土地利用/覆盖精细化分类提供了有效的途径。     

珠江三角洲土地利用/覆盖变化对地表温度的影响

Remote sensing and geographic information systems （GIS） technologies were used to detect land use/cover changes （LUCC） and to assess their impacts on land surface temperature （LST） in the Zhujiang Delta. Multi-temporal Landsat TM and Landsat ETM＋ data were employed to identify patterns of LUCC as well as to quantify urban expansion and the associated decrease of vegetation cover. The thermal infrared bands of the data were used to retrieve LST, The results revealed a strong and uneven urban growth, which caused LST to raise 4.56℃ in the newly urbanized part of the study area. Overall, remote sensing and GIS technologies were effective approaches for monitoring and analyzing urban growth patterns and evaluating their impacts on LST.     

工矿废弃地复垦土地跟踪监测方案制定方法与实证研究

由于废弃时间长、成因复杂、不确定性因素多,历史遗留工矿废弃地复垦后的地力提升与质量改善需较长的过程,跟踪监测评价工作至关重要。本文基于3S技术和地统计学,整合复垦前、中、后不同阶段不同部门的多源数据,提出了包含监测点布设、监测指标最小数据集确立、监测手段选择为一体的面向复垦区内的土壤、地表水、地下水和农作物的工矿废弃地复垦跟踪监测方案制定方法,并以西南地区某历史遗留硫磺矿采选废弃地复垦后土地为对象进行实证研究。采用该文提出的方法,该项目复垦土地跟踪监测分别布设了由面状复垦单元生成的复垦土壤、农作物、地下水、地表水监测点53、5、5和1个,以及1类点状地物(集水池)和4类线状地物(生产路、田间路、沟渠和河流)2种监测类;建立了涵盖建设、环境和肥力等3方面内容15个指标的监测最小数据集。采用变异系数和相对偏差、变异函数变程和全局莫兰指数,从监测点数量、空间布局2个方面验证评价监测点布设方案的合理性。布设监测点数(53个)与验证计算得到的样本数(51个)较为接近,符合数量要求;实际取样间距(平均456 m)未超过各监测指标变异函数变程,无需细化监测单元或监测点;监测点空间分布特征介于随机或集聚与随机之间,显著性不明显(0.05水平),监测点空间布局比较理想。基于验证评价结果可知,该文制定的实证区复垦土地跟踪监测方案是合理的,提出的监测方案制定方法是可行的,能够指导工矿废弃地复垦后管护与质量提升工作,为制定工矿废弃地复垦跟踪监测技术标准提供技术支撑与实证依据。     

基于遥感的蒸散发及地表温度对LUCC响应的研究

探讨土地利用/覆盖类型变化(LUCC)对地表温度(LST)和计算蒸散发(ET)的影响,进而了解LUCC对水资源消耗的影响。利用Landsat TM/ETM+遥感数据,解译获取山东省垦利县1987年和2000年的LUCC信息,并利用单窗算法和SEBAL模型分别反演LST,ET。研究发现：由于经济的快速发展,导致1987到2000年13年间山东省垦利县的土地利用/覆盖变化极为显著,变化面积达到总面积的36.12%;土地利用/覆盖的特点基本控制了研究区域的LST和ET的区域分布特点,滨海滩涂、沼泽地、水体的LST值低,而ET值高;建设用地和盐碱地的LST值高,ET值低。不同土地利用/覆盖类型下的各LST和ET基本都表现为单峰型变化。1987年和2000年LST的频率分布特征大体一致,但2000年的各地类LST的分布范围比1987年的LST分布范围变宽。ET的分布变化没有呈现出这个特征,2000年各类型的日ET量都大于1987年的日ET量,两个时期都表现为水体的ET最大,农田次之,建设用地的ET最小。且不同土地利用/覆盖类型下ET和LST之间都存在明显的反相关关系。     

基于潜力指数组合的耕地质量等级监测布点方法

耕地的数量、质量问题关系中国的粮食安全和社会的长治久安,耕地质量等级监测工作是贯彻落实耕地保护政策的一项重要举措。该文依托耕地质量等级监测试点项目,以北京市大兴区为例,对监测样点的布设方法进行了研究。在划分监测控制区的基础上,根据影响耕地质量的主要土壤特征,建立"自然等别-主导因素"理论模型,并用所建模型对控制区进行细分,在此基础上进行监测样点的布设。分析得出,大兴区耕地质量等级监测共划分6个监测控制区,39个自然等提等潜力指数组合类型;通过对39个自然等提等潜力指数的组合,得到8种"自然等别-主导因素"类型,在此基础上布设监测样点58个。研究成果显著提高了监测样点的精度,保证了监测样点的代表性和耕地质量监测信息的完整性。     

基于多特征决策树的建设用地信息提取

城乡交接带的土地利用/覆盖类型兼具城镇和农村的典型特征。为了解决土地覆盖类型复杂、存在"同谱异物"现象的西部山区环境中建设用地信息难以精确提取的问题,该文提出一种包含多个特征节点的决策树分类法,该方法以Landsat-8影像为主要数据源,以决策树分类法为框架,结合地物光谱特征及空间特征,建立以4种归一化指数(归一化三波段指数normalized difference three bands index,NDTBI;归一化建筑指数normalized difference building index,NDBI;改进的归一化水体指数modified normalized difference water index,MNDWI;归一化植被指数normalized difference vegetation index,NDVI)、支持向量机(support vector machine,SVM)分类结果和河流缓冲区作为特征节点的决策树分类器,对贵州省毕节市城乡交接带建设用地专题信息进行提取。NDTBI是该文新构建的指数,取名为归一化三波段指数,目的是为了弥补归一化建筑指数NDBI的不足;支持向量机分类结果的使用在多指数法的基础上提高了地物的可分离性;以构建河流缓冲区的方式加入的地物空间信息,进一步提高了信息提取的精确性。由于决策树特征节点的构建过程是利用先验知识来优化特征值和提高精度的过程,克服了利用单一指数法、多指数法及单独使用模式识别法中出现的问题,精度评价结果显示总体精度达到了97.52%。为了验证方法的推广性,采用毕节市七星关区中心城区遥感影像数据该方法进行验证,精度评价结果显示总体精度达到98.03%。     

盐池县土地利用/覆被变化的人文因素分析

以位于我国西部风沙区的盐池县为研究区域,利用土地利用现状变更调查和社会经济统计数据,建立土地利用/覆被变化的人文因素指标体系.用多元线性回归分析与灰色关联分析法,分析了盐池县土地利用/覆被变化的人口、贫富状况、社会经济、技术、政策、文化观念因素,以及土地利用/覆被变化的人文主导指标.结果表明:1)盐池县土地利用以耕地、...     

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。     

基于空间平衡法的县域耕地质量监测布样方法

县域监测样点布局是反映耕地质量等级变化的基础,样本点布设的质量直接影响到耕地质量监测的结果和精度。因此,该文提出了基于空间平衡法的县域耕地质量监测布样方法,对影响耕地质量监测成本和精度的主要因素进行分析,选取样本点距离道路远近、样本点所在位置坡度高低和自然质量各等别样本容量3个方面综合生成包含概率栅格图层,图层中的像元值指总体单元中一个单元相对于其他单元被抽中的相对概率,在此基础上,运用空间平衡算法对包含概率栅格层进行空间改造,抽样选取监测样点,以平均Kriging预测标准差和监测样本点距县级主要道路的平均距离作为优化评价准则,将该方法与传统抽样方法进行比较分析。以江西省吉安县为例,全县布设78个监测样点,结果表明,当样点数量相同时,该方法相较传统布样方法在抽样精度和抽样成本方面均有一定的优势,能有效地监测耕地质量变化,满足县域耕地质量监测的需求。     

Impacts of land use/cover change on soil properties in the Mediterranean region of northwestern Jordan

This study was carried out to evaluate the effects of deforestation on physical and chemical properties of soils under native forest in the Mediterranean region of northwestern Jordan. Land use/cover maps of 1953, 1978 and 2002 were interpreted and analysed within GIS to quantify the shift from forest to rainfed cultivation. Six sites were sampled in a non‐changed forest and in cultivated fields, three for each. Different soil properties of texture, bulk density, organic matter, total nitrogen, pH, cation exchange capacity (CEC), phosphorous and potassium were analysed. Results showed that many forests were changed into cultivated lands at a rate more than the reforestation. Subsequently, adverse effects on the studied physical and chemical properties were observed. The most affected properties were particle size distribution, bulk density of surface soil and subsoil. Organic matter and CEC decreased in cultivated soil as compared to the forest soil. Cultivated soils were found to exhibit a significantly lower status in physical and chemical soil properties as compared to forest soils. This general decline in the soil physical and chemical properties, in turn, contributed to soil erosion, reduction of soil fertility and land degradation. There is an urgent need to improve soil quality by developing sustainable land use practices to reduce the rate of soil degradation and to ensure long‐term sustainability of the farming system in the study area and in similar biophysical settings. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.