提高土地利用——土地覆盖遥感分类精度方法研究综述

本文总结了国内外提高土地利用-土地覆盖遥感分类精度的若干方法：可提高精度的大气校正方法、多源信息融合方法、人工智能分类方法等。并对其中部分方法进行了优缺点评价。     

提高土地利用——土地覆盖遥感分类精度方法研究综述

本文总结了国内外提高土地利用-土地覆盖遥感分类精度的若干方法:可提高精度的大气校正方法、多源信息融合方法、人工智能分类方法等.并对其中部分方法进行了优缺点评价.     

基于随机森林的高寒湿地地区土地覆盖遥感分类方法

高寒湿地是青藏高原典型独特的生态系统,是全球气候变化的敏感地带和预警区。利用遥感技术快速、准确地分类提取高寒湿地的土地覆盖信息,对当地生态安全监测和保护具有重要意义。本文以若尔盖湿地国家级自然保护区为研究区,首先,以高分一号(GF-1)遥感影像为数据源,融合光谱特征、水体指数、地形特征、植被指数和纹理信息等26个变量进行随机森林(Random forest,RF)分类实验;然后,根据袋外数据(Out of bag,OOB)的特征变量重要性得分和精度评价结果,选出高寒湿地地区土地覆盖类型的最优分类方案和特征;最后,对特征变量进行降维,并基于相同的变量,采用极大似然法(Maximum likelihood classification,MLC)、支持向量机(Support vector machine,SVM)、人工神经网络(Artificial neural network,ANN)和RF等方法进行分类,比较不同方法的优适性。结果表明:结合GF-1影像光谱、水体、植被、纹理特征和地形信息,使用26个变量的RF模型的分类精度最高,总体精度(Overall accuracy,OA)为90.07%,Kappa系数为0.86;通过RF模型的变量重要性分析可以有效选出重要的特征信息,在降低特征变量维度的同时,还能保证较高的分类精度; 4种分类方法中,RF算法是高寒湿地地区较合适的分类方法,OA比MLC基准方法高17.63个百分点,比SVM和ANN等机器学习算法分别高6.98、6.56个百分点。     

基于土地利用类型的生态敏感型评价-以偏关县为例

土地利用方式和过程不可避免的会对生态环境产生影响.以偏关县土地利用类型为例,选取了对土地利用方式影响显著的生物多样性、系统承载力、等9个指标来对10种土地利用类型分别做比较分析.     

干旱区绿洲用水效率模拟及分析—— 以策勒绿洲为例

水资源对干旱区绿洲的可持续发展起着至关重要的作用。为实现绿洲中灌溉用水的合理调配,以策勒绿洲为例,利用干旱区平原绿洲耗散型模型模拟了绿洲水循环的具体情况,并以腾发量占净输入量的比例作为灌溉水利用效率指标,研究了渠东和渠西灌溉水利用效率的尺度变化规律。研究结果表明:在研究区水平衡分量中,地块土壤水分输入主要依赖于渠道灌溉水量(约占96.02%),抽水灌溉量只占土壤水输入项的0.34%;由于回归水重复利用比例较低,用水效率随尺度的提升规律不明显,当地块数从一个变化到4个时渠西和渠东2个区域内用水效率分别提升了1.94%和1.11%;作物空间差异性对用水效率的尺度效应有削减作用,原因是粮食作物灌溉需水量比果树大,用水效率低。通过定量分析得到的绿洲水均衡结果,验证了水均衡模型在绿洲研究中的可行性,也为绿洲灌溉水高效利用提供了理论依据。     

基于遥感与GIS土地利用/覆盖动态监测及驱动力分析

以TM和CBERS-02图像为遥感数据源,在遥感和地理信息系统技术的支持下,对2000～2004年四川省土地利用状况进行了定量的变化分析;并对研究区4年间的土地利用/覆盖状况及其动态变化在时间序列和空间序列上加以分析,阐明这种变化的外在表象,即林地、城镇用地、水域的增加和耕地、草地、未利用土地的减少;同时,探讨了这种变化的内在驱动力主要为人口增长、工业发展、政策导向等。研究成果为准确分析四川省土地利用状况和环境变化趋势提供了有效的数据支持,为国土资源的可持续土地利用提供决策依据。     

基于深度学习的无人机土地覆盖图像分割方法

编制土地覆盖图需要包含精准类别划分的土地覆盖数据,传统获取方法成本高、工程量大,且效果不佳。提出一种面向无人机航拍图像的语义分割方法,用于分割不同类型的土地区域并分类,从而获取土地覆盖数据。首先,按照最新国家标准,对包含多种土地利用类型的航拍图像进行像素级标注,建立无人机高分辨率复杂土地覆盖图像数据集。然后,在语义分割模型DeepLab V3+的基础上进行改进,主要包括:将原始主干网络Xception+替换为深度残差网络ResNet+;引入联合上采样模块,增强编码器的信息传递能力;调整扩张卷积空间金字塔池化模块的扩张率,并移除该模块的全局池化连接;改进解码器,使其融合更多浅层特征。最后在本文数据集上训练和测试模型。实验结果表明,本文提出的方法在测试集上像素准确率和平均交并比分别为95. 06%和81. 22%,相比原始模型分别提升了14. 55个百分点和25. 49个百分点,并且优于常用的语义分割模型FCN-8S和PSPNet模型。该方法能够得到精度更高的土地覆盖数据,满足编制精细土地覆盖图的需要。     

基于GIS与RS技术的赤水河流域生态风险评价——以仁怀市为例

为揭示赤水河流域土地利用/覆被变化对区域生态风险的影响以及空间分布,以赤水河流域中游城市仁怀市作为研究区,采用GIS与RS技术与生态风险指数(ERI)模型,开展基于土地利用/覆被变化的生态风险评价研究,探讨了土地利用变化背景下仁怀市生态风险变化特征以及演变机理,并提出了政策保障措施。结果表明,(1)2000—2014年,区域内有林地、疏林地、水域、园地、建设用地面积增加,而耕地、灌木林地、草地面积减少;(2)仁怀市土地生态风险在空间上呈现较强的区域差异性,基本呈现由西南向东北转移的态势,中部地区生态风险高,建成区以及工业聚集区及其周边高,距离高生态风险区越远,生态风险等级越低;(3)整个研究区主要以中等及较高生态风险等级为主,2000年占整个研究区比例的50%以上,2014年达到65%以上。综上可知,仁怀市生态压力正在逐渐加大;政府在发展过程中应当避免由于高生态风险区域向外延伸,造成区域总体生态风险强度加大和面积增加。应当积极开展区域生态治理与恢复,强化土地利用科学规划。     

“三生空间”视角下西部绿洲城市土地利用功能转型的时空格局演变分析--以乌鲁木齐市为例

以西北地区典型的绿洲城市乌鲁木齐市为例,采用数理统计法和空间统计分析法,选取2004年、2011年和2018年3个时段分析乌鲁木齐市“三生空间”用地功能在时序方面的转型速度和方向,空间格局的分布情况和重心偏移方向,探寻导致其转移的因素及优化建议。结果表明:(1)乌鲁木齐市生活生产空间呈现出集中向外急剧扩张的趋势,面积增加437.91 km²,重心位于城市中心且转移轨迹最短,前后期的开发度持续超出耗减度,占用耕地、未利用地和园地的现象较为明显,占用面积分别为131.43 km²、194.82 km²、18.47 km²。(2)生态空间整体呈现不断萎缩的态势,受环境保护意识逐渐增强后期转出速度放缓,因自然资源的固定性和不易恢复性,致使空间内部各类用地相互转换为主要方向,有林地增长量最大为206.99 km²,空间整体处于生态恢复期,未来仍是需要着重关注的方向。(3)生产生态空间呈片状分布,后期对土地利用结构进行适当调整,面积为798.66 km²,使得耕地重心后期出现反向偏移,园地开发度急剧上升至8.30%,适度协调与生活生产空间的结构联系。生态生产空间呈零星状分布,转型速度表现为波动式下降态势。为此本研究基于“三生空间”视角下,对协调乌鲁木齐多样化的土地生态系统,提高土地资源的整体效益和可持续利用发展水平提出建议。     

基于RNMU的多源星载SAR影像融合与土地覆盖分类

为充分利用多时相、多极化SAR数据在不同土地覆盖类型中的后向散射特性,将递归非负矩阵下近似(Recursive nonnegative matrix underapproximation,RNMU)算法引入多源SAR数据的融合,并利用融合后的SAR影像实现较高精度的土地覆盖分类。融合过程中,在根据不同模式SAR影像特点进行多源SAR影像预处理的基础上,基于RNMU算法通过对多个输入SAR影像进行矩阵分解及迭代最优矩阵求解,得到融合影像。为验证融合后SAR影像在土地覆盖分类中的应用效果,以吉林省大安市为研究区,对多时相Sentinel-1的VV/VH双极化SAR数据和高分三号(GF-3)的HH/HV双极化SAR数据进行了基于RNMU的影像融合,并利用融合后的SAR影像进行研究区主要土地覆盖类型分类。实验结果表明,基于RNMU融合影像的土地覆盖分类总体精度达93. 11%,Kappa系数为0. 86,与Gram-Schmid(G-S)融合方法相比,分类总体精度提高了6. 83个百分点,Kappa系数提高0. 12。多源SAR融合为SAR影像融合提供了有效手段,为土地覆盖分类提供了更多高精度的数据资源。     

基于TM遥感影像的哈尔滨市城郊土地利用变化分析

基于1989和2001年两个时期的LandsatTM假彩色合成影像,在遥感与GIS支持下分析了1989～2001年哈尔滨市城郊土地利用变化态势.研究表明:土地利用转换趋势表现为天然湿地、草地减少,城市建设用地增加,耕地内部水田和旱地略有增加;天然湿地和草地减少已带来土地退化等严重负面效应.     

基于ET管理的土地整理水资源供需平衡分析——以河北省魏县车往镇基本农田土地整理项目为例

以土地整理中水资源供需平衡为基础,引入基于ET管理的水资源供耗分析,为缺水地区水资源供需平衡提供一种依据。以魏县基本农田土地整理项目为研究对象,建立基于ET理念的水资源平衡关系,分析项目区可利用水资源量及耗水量(即ET值),得出不同水平年下的供需结果。研究结果表明,现状水平年下水资源缺口29.81万m3,2010年项目区采取措施后综合ET值降低,盈余水量20.07万m3,实现了水资源供需平衡。     

绿洲边缘积沙带的防风固沙功能——以甘肃河西沙区为例

甘肃河西沙区经过60年左右的防沙治沙,绿洲边缘上风向形成了一条积沙带。对积沙带的研究表明,积沙带的形成有利于绿洲边缘的防风阻沙,且防御风的作用随风速的增大而增强。今后应将绿洲边缘防沙治沙的重点放在积沙带上,尤其是积沙带的沙脊线上,而对荒漠—绿洲过渡带实行封育。这样就可以大面积压缩实施农业生态工程措施的范围,提高防沙治沙的投资效益。      

基于农户调查的土地流转困境分析——以重庆城乡统筹试验区为例

采用访谈法和文献资料法分析农户层面土地流转的障碍,为制定相关政策,引导农民合理进行土地流转提供借鉴.结果表明:一是很大比例农户对土地的权属认识不清,模糊的土地权属不利于农户明晰土地流转过程中的责、权、利,不利于消除流转农户的心理障碍;二是流转信息不对称,土地流转供需受阻;三是社会保障不完善,土地流转积极性不高.农户作为土地的直接占有和使用者,其行为决策在很大程度上左右着土地流转的成效.目前城乡统筹试验区农户层面土地流转问题很多,须尽快通过加大法律法规宣传,完善土地流转中介服务机构和农村社会保障体系等加以解决.     

基于物元分析法的土地健康评价——以湖北省枣阳市为例

针对综合指数评价法存在的信息遗漏及主观等问题,该文采用物元分析法对湖北省枣阳市土地健康水平进行评价。在诠释土地生态安全概念的基础上,基于“生态—经济—社会”模式和层次分析法构建土地健康评价的指标体系,运用物元分析方法构建土地健康评价的综合评判模型,并以湖北省枣阳市为例进行了实证研究。研究结果表明:吴店镇和七方镇土地处于健康状态,新市镇和太平镇土地处于不健康状态,其他8乡镇土地处于亚健康状态。根据评价结果,该文提出相关政策建议,从而为枣阳市土地的健康、可持续利用提供指导。      

基于综合指数评价法的土地健康评价——以湖北省枣阳市为例

该文以湖北省枣阳市为例,构建了枣阳市土地健康评价的指标体系,应用德尔菲法、层次分析法和综合指数法对该市12个乡镇的土地健康状况进行了评价。研究结果表明:吴店镇和兴隆镇土地处于健康状态,新市镇和太平镇土地处于不健康状态,其他8个乡镇土地处于亚健康状态。根据评价结果,该文提出相关政策建议,为枣阳市土地的健康和可持续利用提供指导。      

土地盐碱化动态及驱动因素分析——以哈尔滨市对青山镇为例

土地盐碱化是造成土壤退化、土地资源短缺和生态环境恶化的主要原因之一。为此,在遥感和GIS技术支持下,以1990和2000年Landsat TM/ETM遥感影像为主要数据源,并辅以地形图等资料,提取哈尔滨市对青山镇典型区土地盐碱化动态信息;同时,分析了土地盐碱化的自然和人为驱动因素,为防治土地盐碱化提供决策依据。     

全域土地整治助力乡村振兴的路径研究——以山西省为例

在城市化浪潮快速推进、社会经济不断发展的大背景下,乡村振兴战略应运而生。与此同时,作为土地整治新发展理念的“土地整治+”模式逐渐成为主流,其充分融合了土地整治与多元要素,能最大程度地激发土地资源活力,助推乡村振兴。课题组基于所收集的山西省土地整治相关资料,提出了土地整治中存在的问题,并详细分析了“土地整治+”的综合整治模式,以期最大程度实现土地整治的综合效益,为山西省乡村振兴提供新动能。     

治沟造地土地整治工程综合效益分析——以吴起县白豹镇白豹川土地整治项目为例

土地整治手段与综合效益分析是土地整治的方法与目的,文章以吴起县白豹镇白豹川土地整治项目为例,通过查阅国内外相关文献,制定土地整治方案,探讨治沟造地土地整治方法及工程综合效益,为土地整治工程因地制宜工作的开展提供理论借鉴与方法引导。     

基于RS和GIS的土地利用/覆被变化及其功能转型特征分析——以新疆叶城县为例#br#

以土地利用遥感影像数据解译的基础及相关遥感技术支持,将土地利用类型分为6大类型的LUCC数据源,通过选取土地利用动态度与土地利用程度指数,结合采用土地利用程度和转移矩阵模型,对新疆喀什地区叶城县近15年的土地利用/覆被变化及其功能演变进行综合分析。研究结果表明：2005—2020年期间叶城县的草地、耕地、水域面积及建设用地整体呈现增长的趋势,分别增加421.21 km2、181.25 km2、120.49 km2、7.37 km2,沙地、冰川及永久积雪、林地及其他未利用地面积在不断减少,分别减少 320.58 km2、303.92 km2、61.16 km2、43.21 km2;土地利用程度方面,在近15年研究区的土地利用程度呈现上涨,表明土地利用正处于发展期,尤其是2010—2015年期间土地利用程度指数与其他时期相比较高;由土地利用转移矩阵可知：研究区主要转入土地类型为耕地、草地、建设用地、水域等,土地面积都呈现一定幅度的增加,而林地、沙地、冰川及永久积雪和其他未利用地的面积都有所减少;在研究期间,土地利用功能类型中生态生产用地增加幅度最大,增加480.92 km2,其次是生产生态用地排列第二,为181.02 km2,而生态容纳用地呈现减少趋势,减少667.82 km2,说明叶城县土地利用功能类型的变化受到人为影响较大。研究结果可为新疆叶城县土地资源的可持续利用,科学管理和生态规划提供依据。