基于影像融合的陕北黄土丘陵沟壑区土地利用自动分类

 采用1种遥感影像和单纯的监督分类方法,在黄土丘陵沟壑地区的土地利用调查中,难以获得高精度的土地利用数据。为解决此问题,以陕北无定河流域为研究区,以主成分变换的方法,对多源遥感影像(TM多光谱数据和SPOT全色波段数据)进行融合处理;同时,在分类中,采用监督分类与非监督分类相结合的混合分类法,改进训练样本选取方法,先以非监督分类获得初始训练样本,在对样本进行删除、增补、合并等调整的基础上,再进行监督分类。2种方法的结合使用,使土地利用信息自动提取的精度明显提高。与仅以TM影像为信息源,采用单纯监督分类法的分类结果对比可知:土地利用各类别的提取精度都有不同程度的提高,分类总精度从82.0%提高到89.2%;水体、水田和城镇用地等面积较小类别的精度,提高了10%以上;坡耕地与林草地的混分现象明显减少,精度均提高了5%以上,取得了良好的分类效果。研究结果为陕北黄土丘陵沟壑区土地利用变化动态监测,提供了重要的技术支持和借鉴。     

基于多源遥感的土地利用动态监测图像分类方法研究——以陕北黄土丘陵沟壑区为例

在陕北黄土丘陵沟壑区的土地利用动态监测中,采用一种遥感影像和单纯的监督分类方法,难以获得高精度的土地利用数据。为解决此问题,以陕北无定河流域为研究区,以主成分变换的方法对多源遥感影像(TM多光谱数据和SPOT全色波段数据)进行融合处理;同时在分类中采用监督分类与非监督分类相结合的混合分类法,改进训练样本选取方法。先以非监督分类获得初始训练样本,在对样本进行删除、增补、合并等调整的基础上,再进行监督分类,这2种方法的结合使用,使土地利用信息自动提取的精度明显提高。与仅以TM影像为信息源,采用单纯监督分类法的分类结果对比可知,土地利用各类别的提取精度都有不同程度的提高,分类总精度从82.0%提高到89.2%;水体、水田和城镇用地等面积较小类别的精度提高了10%以上;坡耕地与林草地的混分现象明显减少,精度均提高了5%以上,取得了良好的分类效果。研究结果为陕北黄土丘陵沟壑区土地利用变化的动态监测,提供了重要的技术支持和借鉴。     

黄土丘陵沟壑区土地利用景观格局变化分析——以延河流域为例

为了给黄土丘陵沟壑区土地资源的合理利用和生态环境的改善提供依据,以延河流域为研究对象,应用GIS技术和景观格局指数分析方法,对研究区1978—2010年的土地利用景观结构特征、斑块特征和空间格局的变化规律进行了系统分析。结果表明:（1）延河流域各景观类型的变化幅度表现为:耕地 > 林地 > 草地 > 建设用地 > 水域,研究区1978—1990年变化速率最快的景观类型是草地,1990—2000年是林地,2000—2010年是建设用地,由以耕地为主导的景观结构转变为林地—草地复合的景观结构;（2）研究区破碎度较高的景观类型是耕地和草地,斑块形状也较复杂,主要是受地形地貌因素的影响。林地、建设用地和水域受人类活动的干扰强烈,斑块分布趋于集中化,破碎度较小,形状较为简单;（3）32年来,延河流域土地利用景观格局经历了“耕地主导—相对平衡—林草主导”的变化过程,向着集中化和简单化的方向发展,抗干扰能力降低,不利于景观的稳定性,但有利于生态环境的改善。     

黄土丘陵沟壑区土地压力及土地利用模式变化

当前人类社会发展给土地资源带来了巨大的压力,建立合理的土地利用模式是缓解土地压力实现区域可持续发展战略的关键,该文以上黄试区为例,针对试区社会、经济和生态可持续发展的用地需求,从粮食生产、经济发展和生态保护三方面构建了土地压力指数定量评价方法,根据不同时期土地利用及社会经济调查数据,分析了上黄试区不同时期土地压力指数和土地利用模式变化过程,结果表明:1982年,上黄试区土地压力指数达到0.738,为重度压力等级,1982-2000年,土地压力大大缓解,2000年土地压力指数降至0.247,为轻度压力等级,2001-2010年,土地压力指数继续下降,达到0.164。在整个研究期间,土地利用模式与土地压力相互作用,不同时期其作用的表现形式存在着明显差异。治理前,由于人口数量的快速增长,土地资源面临巨大的压力,土地利用模式粗放,农业生产力水平较低,土地压力与土地利用模式变化的特点主要表现为人口增长与生产力发展水平极不平衡,资源环境的利用与保护出现了严重的失调,人地矛盾突出;1982-2010年,虽然人口有一定的增长,土地资源面临更大的压力形势,但在科技因素和政策因素的引导和干预条件下,农业生产力水平得到了较大的提升,土地利用模式从粗放向集约转变,实现了粮食增产、经济增收,生态建设也取得了较大的成果,土地资源可持续利用水平不断提高。从土地压力和土地利用模式相互演变的关系来看,人口增长是土地压力的主要来源,而土地生产力水平是缓解土地压力的关键。     

黄土丘陵沟壑区坡面尺度土地利用格局变化对径流的影响

基于黄土丘陵沟壑区安塞试验站小区实验研究,探讨了坡面尺度土地利用格局变化对径流的影响。根据2006年10次降雨的径流数据,对全谷子（a）,2／3谷子-1／3柳枝稷（ab）,2／3谷子-1／3撂荒地（ac）,2／3谷子-1／3苜蓿（ad）4种土地利用格局进行了分析。研究结果表明,（1）径流量的月分布特征与降雨量的月分布基本一致,高降雨量导致高产流量;（2）同一坡度条件下,格局ab,ac,ad与格局a相比均有不同程度的减流效应,减流效应的顺序为：ab〉ac〉ad;（3）随着坡度从10°增加到25°,格局a,ab,ad的径流量逐渐增大,格局ac的径流量则是呈现一个先增大后减少的趋势;（4）由于受植被盖度、降雨以及人为干扰的复合作用,不同月份产流量的变化特征与年产流量变化规律不尽一致。     

黄土丘陵沟壑区林草植被恢复的减沙效益研究

对黄土丘陵沟壑区安塞县不同土地利用类型的土壤抗冲性和崩解速率特征进行了测试.结果表明,抗冲性指标和崩解速率在数值上均随着土层深度的增加而增大,表明其抵抗侵蚀能力减弱.不同利用类型0-10 cm表层土壤抗冲性和崩解速率强弱关系均为:灌木林＞草地＞乔木林＞果园＞农地,而在20-30 cm土层及40-50 cm土层有所变化.不同土地利用类型下,土壤崩解速率和土壤抗冲性之间存在着明显的直线递增关系,灌木林地土壤崩解性能随抗冲性变化速率较快,直线斜率达到0.352,而农地的崩解性能随抗冲性变化起伏最小,直线斜率为0.014 5,草地、乔木林地和果园位于两者之间.其中,乔木林地与草地二者直线斜率差异不大,在相同取样深度上具有相同的变化特征.     

黄土丘陵区不同植被群落土壤水分研究

在自然条件最为严酷的黄土高原半干旱丘陵沟壑区,土壤水分是植物生长的主要限制因子,而环境因子对土壤水分的影响是一个综合作用的过程,不同的地理区域其相关的影响差异较大,但就其某一具体地区而言存在着重点尺度和主控因子。对黄土丘陵区纸坊沟流域乔、灌、草植被群落的土壤水分进行了分析研究,结果表明:坡位、坡向、海拔是影响该区域土壤水分含量的主控因子;而植被群落也会影响到土壤水分含量的变化,但不能确定其为主控因子,并且可以说明林龄不是影响该区水分含量的因素。     

陕南嘉陵江流域土石山地综合利用研究

在分析陕南嘉陵江流域重点防治区水土保持治理前后土地利用结构变化及其成效的基础上,探讨了该区土地利用的方向和具体措施,认为,欲兼顾提高土地生产力,发展经济和保护环境,土地利用调整的方向应为;狠抓坡改梯,兴修基本农田;退耕还林,发展经果林,综合利用资源,多种经营综合开发。在具体操作时,坚持开展以注流域为单元的综合治理和综合开发,并合理利用荒山荒坡,提高土地利用率。     

基于Landsat TM的西安地区土地利用变化与图谱研究

利用两期TM影像,通过遥感与GIS技术．结合景观生态学理论和地学信息图谱理论,深入分析了10a来西安地区土地利用变化的数量和空间特征以及由此所引起的一系列生态环境效应。研究区城镇建设用地面积显著增加．水体、耕地、林地面积呈减少趋势。城镇建设用地的增加是以侵占大量农田为代价的。景观破碎度变大,形状趋于复杂．优势度降低,多样性和均匀性增大,景观类型有向多样性或均衡化方向发展的趋势。景观的匀质化发展降低了景观抗干扰的能力,同时导致景观稳定性降低。分析表明,研究区内土地利用变化以各类型转化为城镇建设用地的趋势最强,在一定程度上显示了研究区正处于城市化的快速阶段。     

植被毯对内蒙古清水河县黄土丘陵沟壑区黄土边坡产流产沙量的影响

黄土丘陵沟壑区地形复杂,坡陡沟深,水土流失严重,为缓解黄土丘陵沟壑区边坡水土流失严重的问题,以内蒙古清水河县段兰窑流域黄土边坡为研究区,采用3种植被毯措施:豆科植物和禾本科植物混播(以下简称豆禾混播)比例为1∶1+椰丝毯(L_1G_1)、豆禾混播比例为1∶2+椰丝毯(L_1G_2)和豆禾混播比例为2∶1+椰丝毯(L_2G_1)在30°,35°,40°和45°边坡设置径流小区,分析该区域不同自然降雨条件和坡度对边坡产流与产沙量的影响。结果表明:(1)铺设植被毯可以有效的减少黄土边坡产流产沙量。(2)当降雨强度为1～5 mm/h时,各植被毯措施的产流量和产沙量随着坡度的增加呈上升趋势;当降雨强度为30～50 mm/h时,各植被毯措施的产流量和产沙量随着坡度的增加呈先增加后减小的趋势,坡度为40°时出现峰值。(3)3种植被毯措施的减流效益大小依次为L_1G_1(75.11%)L_1G_2(49.3%)L_2G_1(48.11%);3种植被毯措施减沙效益大小依次为L_1G_1(87.96%)L_1G_2(60.96%)L_2G_1(58.95%)。说明在黄土丘陵沟壑区L_1G_1是一种有效的边坡水土流失治理措施。     

陕北黄土丘陵区撂荒演替前期群落异质性研究

采用典型相关分析方法,对陕北黄土丘陵区撂荒演替前期8块样地进行了群落间异质性和群落异质性分析。结果表明,群落间异质性大于群落异质性,且群落间异质性与环境因素差异多数为正相关,说明环境对撂荒演替前期群落组成与结构起到了一定的塑造作用。典型相关分析进一步表明,群落间异质性主要是群落组成异质性,有49.6%是由环境差异引起的。土壤全氮、磷和钾含量与群落间组成异质性有较强的正相关关系,说明氮、磷和钾肥对撂荒演替中群落组成有较大的影响。因此在草地植被恢复与重建工作中应注意肥料施用,特别是氮肥的施用。     

陕北黄土丘陵区植被建设分区研究

根据陕北丘陵沟壑区的自然生态环境和植被分布状况，将该区植被建设划分为北部毛乌素沙地沿线丘陵沟壑区，东北部黄土丘陵及黄河谷地区，西北部白于山及横山山区，东部黄土丘陵及黄河谷地区和南部黄龙山、崂山沿线次生林区等5个区域，并阐述了每个区域的植被类型、建设任务、经营方向、经营模式和不同立地条件适宜的植被种类。     

黄丘区典型灌木和荒草地土壤含水量变化对降雨的响应

为了研究不同土地利用方式下土壤水分的变化特征及其对降雨的响应,以黄丘区辛店沟流域坡面径流小区灌木和荒草地为研究对象,利用多探头土壤水分监测仪对研究对象0—50 cm土层土壤水分进行了连续定位观测,对不同下垫面下土壤水分的变化特征进行了系统的分析和研究。结果表明:(1)不同土地利用方式土壤水分表现出明显的季节变化特征,观测期内荒草地的平均土壤含水量为0.099,大于灌木地0.091,荒草地的土壤含水量总体要高于灌木地。(2)不同土地利用方式土壤含水量垂直变化趋势相似,总体上随着土层深度的增加而减少,具有明显的垂直变异性,灌木地对深层土壤含水量的消耗比荒草地多。(3)土壤含水量在垂直方向上对降雨的响应程度随着土层深度的增加而减小,灌木地和荒草地垂直方向上0—30 cm土层与30—50 cm土层对降雨响应表现为相反的规律。研究认为相比荒草地,灌木地土壤水分消耗更严重,且深层土壤水分受降雨补给有限,易引发土壤干层。     

延安市城郊农村土地利用变化对生态系统服务价值的影响

以典型黄土丘陵沟壑区-延安市赵庄村为例,在分析2000-2006年间的土地利用变化的基础上,依据谢高地等人生态服务价值系数对土地利用系统的生态系统服务价值进行了估算,并对其进行了敏感性分析.结果表明,6 a间,研究区土地利用变化主要表现为耕地减少和撂荒地等未利用土地增加.总生态服务价值减少了32.92万元,变化率为1.86%.未利用土地、居住及建设用地、林地、灌草地的生态服务价值增加;耕地、果园、水域的生态服务价值减少.这8种服务功能类型呈减少趋势,只有娱乐文化类型在增加.敏感性指数均小于1,所采用价值系数缺乏弹性,估算价值可靠,系数适合当地情况.根据研究区生态系统服务价值变化特点,应进行针对性的土地利用结构调整.     

蒙阴县土地利用景观格局动态分析

为了解蒙阴县土地利用景观格局的动态变化特征,基于1987年和2007年两个典型时期的遥感影像,运用RegionManager 5.5、Arc GIS等地理信息系统,在Fragstats 3.3软件支持下提取了部分景观指数,对研究区景观格局动态进行了分析。结果表明：（1）2007年蒙阴县的景观类型以耕地、林地、草地为主,植被覆盖率高,各景观类型间所占比例差异较小,结构较均匀。（2）1987-2007年的20a间该区土地利用景观结构发生了明显变化,林地、城镇村及工矿交通用地面积增加,耕地等其他用地面积减少;斑块形状逐渐趋向复杂化,破碎化程度加剧。（3）由于人为活动的加剧,研究区的生态环境尤其难以维持其稳定态。因此,加大景观格局的动态监测可以进一步指导区域的土地利用规划,为其生态环境保护提供参考。