基于GIS/RS的黄水河流域景观时空动态分析

为掌握黄水河流域地区土地利用变化特点,以2000、2005、2010、2015年4期遥感影像为基础,借助"3S"技术并利用景观生态学原理对7类景观类型的时空格局演变进行了定量分析。结果表明,2000—2015年间,研究区内景观呈现破碎化程度增加、形状稳定性和景观异质性低、最大斑块优势度增大等特征。园地、草地和建筑用地面积均有所增加,耕地、林地和裸地有所减少,水域面积变化不大。     

快速城市化地区城市森林景观破碎化的动态演变分析

【目的】综合分析城市森林景观破碎化的动态演变趋势,为快速城市化地区的城市总体规划、绿地系统规划、森林城市建设、城市可持续发展提供科学依据。【方法】基于广东省惠州市1990、2000、2010年Landsat TM/ETM+卫星影像,采用景观格局数量分析和转移矩阵从中心区、近郊区和远郊区3个梯度分析城市森林景观破碎化动态特征及演变。【结果】惠州市城市中心区斑块密度由1990年的0.08个·hm~(-2)增加到2010年的0.25个·hm~(-2),平均斑块面积由11.81 hm~2下降到3.92 hm~2;近郊区的斑块密度和平均斑块面积也呈相似的变化趋势,但2000—2010年间的变化相对较小,说明破碎化斑块逐步缩小;在远郊区,景观破碎化趋势较为缓慢,斑块密度由0.18个·hm~(-2)增加到0.30个·hm~(-2),再降至0.11个·hm~(-2),平均斑块面积由9.12 hm~2减小至3.51 hm~2。在1990—2000年期间,城市无序和快速的扩张,城市绿地的斑块数量增多,面积减小;但在2000—2010年期间,通过城市公园、人工荒山绿化、生态修复等人工绿地的有序建设,城市绿地斑块面积逐渐增大,斑块整合逐渐加强,景观破碎化程度逐步降低,表现出典型的逆破碎化趋势。【结论】人为有序和有规划的生态修复和重建可以有效地改善城市森林景观状态,提高城市森林覆盖率。     

河南省土地利用景观格局变化研究

基于2000、2005、2012年的土地利用数据和景观格局指数,对河南省7种主要土地利用类型的演变情况和景观空间格局变化进行分析,探索河南省近期的景观空间格局演变规律及其成因.结果表明,2000-2005年、2005-2012年在河南省土地利用各类型中耕地(旱地和水田)面积始终最大,未利用土地面积始终最小;耕地(水田和旱地)、草地和林地面积总体呈减少趋势,水域、建设用地、未利用土地面积总体呈增加趋势,其中耕地中的旱地面积减少最多,建设用地面积增加最多;景观水平指数中斑块数量、斑块密度、平均分维数、Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数呈增大趋势,而平均斑块面积呈减少趋势,土地破碎化加剧,斑块形状变得不规则,景观空间连接性下降,景观要素空间分布不均衡.总体而言,河南省土地受城市化发展影响较大,在以后的经济战略制定时要注意把握人与自然的协调,做好城市化对耕地影响的度量.     

快速城市化进程中扬州城市热环境与景观格局的动态关联

剖析城市扩张过程中热环境的时空演变特征及其与景观格局的动态关联,有助于缓解城市热岛问题,促进城市人居环境建设。以快速发展的中型城市——扬州为例,基于多期(1995、2000、2005、2010和2015年) Landsat卫星影像,运用景观格局分析、增强回归树等方法,探讨城市热环境的时空演变特征,定量探究景观组成与配置对热环境的影响。结果表明:1995—2015年,扬州整体升温,市中心和西南地区尤其明显,北部则有一定降温趋势,热力学中心逐渐向东南移动。随着城市的发展,景观组成对热环境的相对影响呈现先减少后增加的变化态势,并始终高于景观配置的影响。景观组成方面,建设用地面积比例的增加促使地表升温,耕地面积比例的增加对热环境的作用表现为先促进后抑制,水体则为明显的冷源;景观配置方面,斑块密度的增加促使地表升温,聚合度表现为先促进后抑制的作用,边缘密度和香农多样性指数的影响则随城市的发展而发生改变,如边缘密度对热环境既有促进(2000年)又有抑制(2015年)。     

山地—旅游型城市景观破碎化时空演变特征及驱动因素——以安徽黄山市为例

以2000年、2010年、2018年的Landsat遥感影像为数据源，通过GIS、ENVI等软件的技术支持，获取黄山市景观类型面积变化及转换情况，借助Fragstats软件分析黄山市景观格局指数并选取9个景观类型指标探究黄山市景观破碎化时空演变特征及驱动因素。结果表明：2000—2018年，黄山市景观类型的变化较大，主要表现为耕地景观逐渐减少、建设用地景观持续扩张、林地景观先增加后减少。各景观类型空间聚集程度低、破碎化程度高，景观平均斑块面积降低，异质性增加，分布趋于均衡化；山地、人口、旅游收入及交通发展是驱动景观破碎化变化的主要因素。     

近30年南四湖湿地景观类型变化特征

选取1985、2000年Landsat5 TM及2015年Landsat8 OLI遥感影像为数据源,以格网化为基础,分别利用转移矩阵和景观类型转化强度指数对南四湖湿地近30年的景观类型转移状况、生态等级变化情况进行定量时空分析,结果表明:(1)近30年来南四湖自然湿地面积逐年下降,人工湿地面积逐年上升,非湿地略有增加,由1985年自然湿地为主导的"湖泊-芦苇-荷田"景观结构转变为2015年人工湿地主导的"养殖水面-水稻田-湖泊"结构;(2)湖区主要呈现出大量自然湿地向人工湿地转移的趋势,转出面积最显著的是芦苇,为501.88 km2,主要转化为养殖水面、水稻田。转入面积最大的是养殖水面,为305.70 km2,主要由芦苇、荷田及湖泊转化而来;(3)1985~2000、2000~2015和1985~2015年景观类型转化强度指数值分别为-0.73、-0.40和-1.12,景观生态等级降低,宏观生态状况驱差,但后15年较前15年生态转差程度有所减缓,转化剧烈区域分布在最容易被人为垦殖的湖区东西两侧。     

南昌地区不透水面遥感估算研究

基于亚像元思想,采用线性光谱混合模型对混合像元进行分解,结合传统与手动方法选取端元,使用Landsat 8 OLI数据对研究区不透水面覆盖度(Impervious Surface Coverage,ISC)进行提取,并对初步提取的不透水面采用NDVI阈值法进行优化处理。对于模型的分解精度,RMS平均值为0.008 812,达到精度要求。提取结果经精度验证,提取的不透水面盖度的均方根误差为0.139 8,平均绝对误差为0.080 9,具有较高的精度。最后,对南昌部分地区进行不透水面盖度统计,并对其进行空间分布分析。研究结果表明:使用线性光谱混合模型并结合传统与手动选取端元,能够较好的提取南昌地区不透水面盖度信息,可以解决仅仅基于像元的不透水面提取精度不高的问题;南昌地区不透水面主要集中在研究区的中部地区,四周不透水面盖度较低,平均不透水面盖度最高的地区为青云谱区,平均ISC达到59%。     

1992—2021年贵阳市土地利用变化规律及成因分析

土地利用变化是人类与自然相互作用的重要表征,反映了该地区人类活动的时空动态过程。研究土地利用变化规律及其成因,可为合理利用土地资源、保护生态环境等提供依据。基于杨杰和黄昕教授建立的中国年度土地覆盖数据集,对1992—2021年贵州省贵阳市土地利用变化进行全面分析,揭示贵阳市土地利用的时空特征,分析其变化的主要原因。结果表明：前期（1992—2000年）,贵阳市农田、不透水面、草原、水域面积呈增加趋势,森林、灌木区、裸地面积呈减少趋势;中期（2001—2010年）,贵阳市农田开始减少,森林、草原、裸地、不透水面面积呈增加趋势;后期（2011—2021年）,贵阳市农田、灌木区面积呈加速减少趋势,森林、草原、不透水面面积呈增加趋势。政策调控、经济驱动与自然环境是导致贵阳市土地利用时空上发生变化的主要原因。     

基于遥感的龙口市景观格局演变分析

利用ERDAS遥感解译软件对龙12市1992年,2000年2期遥感影像数据进行解译处理,利用FRAGSTATS软件计算景观类型、景观2个等级水平的指数,分析龙口市景观格局变化。结果表明：1992--2000年龙12市果园、旱地、城乡建设用地面积明显增加,水浇地、林地面积减少,还对龙口市景观格局演变进行驱动力分析。     

粮食主产区景观格局变化及生态环境响应——以湖北省鄂州市为例

以中部粮食主产区湖北省鄂州市1991、2012年土地利用调查变更数据为基础,根据土地利用方式对鄂州整体景观重分类,分为耕地、林地、建设用地、养殖水面、水体和其他用地6类。通过Fragstats软件计算景观格局指数,从斑块类型水平和景观类型水平分析鄂州景观数量和空间格局变化,以此建立生态危险评价模型来对生态环境进行响应。根据地统计分析中半变异函数拟合和克里金插值分析生态环境变化。1991-2012年,耕地和其他用地面积减少,破碎度增加;水体面积减少,破碎度减少;林地、建设用地和养殖水面面积增加,破碎度减少。鄂州城市整体各景观类型呈均衡趋势发展,景观多样性增加,景观格局趋于破碎化分布,但耕地大面积减少,导致植被覆盖降低,土壤侵蚀严重,生态环境恶化。     

南昌市城区土地利用与景观格局的时空变化及驱动因素

为揭示快速城市化下,江西省南昌市进入21世纪以来最初15年土地利用与景观格局的时空演变规律。基于南昌市2000年、2009年和2015年的土地利用现状遥感解译图,分析土地利用结构、土地利用重心变化、景观斑块类型水平、景观水平,并定性分析15年间土地利用变化的驱动力因素。结果表明:(1)研究期内,土地利用变化幅度大,土地利用程度加深,耕地构成比例由2000年的16.96%减少到2015年的1.46%,建设用地构成比例由2000年的16.18%增加到2015年的52.54%;(2)耕地、林地、水域、未利用地和其他土地面积减少,建设用地、公共绿地面积增加;(3)各类用地土地利用重心发生不同程度的偏移,其中偏移最大的是耕地;(4)从最大斑块指数(LPI)、斑块密度(PD)、凝聚度(COHESION)、平均斑块分维数(FRAC MN)建立景观斑块类型水平指标,从景观蔓延度(CONTAG)、聚合度(AI)、加权平均形状(SHAPE AM)、Shannon多样性指数(SHDI)建立景观水平指标,15年间各类指标均发生不同程度的改变。人口、经济和政策是江西省南昌市土地利用与景观格局时空变化最直观的驱动力。     

典型平原采煤塌陷区景观格局时空动态变化特征及驱动力分析——以淮北市临涣矿为例

为了给淮北市临涣矿区的矿产资源开发、土地资源可持续利用和采煤塌陷区的生态环境修复与重建提供参考。采用临涣矿塌陷区2004年的IKONOS影像和2014年的World View-3影像,结合eCongnition分类技术和景观指数分析方法,研究景观格局时空动态变化,并对其驱动力进行了分析。结果表明,2004—2014年临涣矿塌陷区不同景观类型间的转化主要表现为耕地面积净减少43.7%,其中约有236 hm~2的耕地转化为塌陷区、126 hm~2耕地用于堆放粉煤灰与煤矸石和359 hm~2耕地转化为工业用地与居民区等;塌陷区的面积由2004年的96 hm~2变成2014年的443 hm~2,大幅增加了246.6%。该矿区景观格局时空动态变化的主要驱动力因子是煤矿开发、农业发展和生态治理政策。这些驱动因子互相影响、互相制约,共同影响矿区景观格局的动态变化。     

2000～2015年吐鲁番市高昌区景观格局及生态风险变化分析

景观格局与生态过程相互作用,景观结构和功能变化引起区域相应生态变化,由于人类对自然资源和环境影响的加剧,生态系统面临着严峻的考验,呈现出结构性破坏和功能紊乱,探索极端干旱区吐鲁番市高昌区景观格局及生态风险变化,为区域合理调整土地利用结构,实现生态、经济协调可持续发展提供理论依据.以3S技术为基础,吐鲁番市高昌区的2000、2005、2010和2015 landsatETM+与landsatOIL的3期的30 m栅格影像数据为基础,采用ENVI5.3软件对图像解译分析,运用Fragstats 4.2对景观格局分析.结果 表明:(1)2000～2015年15 a内7种景观类型斑块数量呈现减少趋势,平均斑块面积增加;斑块密度呈减少趋势,景观完整程度增加;(2) 2000～2015年景观聚集度呈现先减少后增加的变化,蔓延度变化大,聚集度指数增加了1.4838,香农多样性指数总体呈增加趋势,香农均匀度指数整体呈现减少,斑块和景观类型面积呈现均衡的发展,景观丰富度增加,区域生态稳定发展;(3)研究区南部生态风险状态较为稳定,风险等级基本没有明显变化,且风险等级较高,主要为未利用地,大多为荒漠,其生态风险较高主要是与其自身生态脆弱性有关.北部生态风险变化较为明显,风险等级也较为复杂多样,但大部分生态风险等级较低;总体来看,2000～2015年吐鲁番市高昌区高、较高生态风险区面积减少;低、较低生态风险区面积增加;区域整体生态风险呈降低趋势.     

2000～2015年吐鲁番市高昌区景观格局及生态风险变化分析

景观格局与生态过程相互作用,景观结构和功能变化引起区域相应生态变化,由于人类对自然资源和环境影响的加剧,生态系统面临着严峻的考验,呈现出结构性破坏和功能紊乱,探索极端干旱区吐鲁番市高昌区景观格局及生态风险变化,为区域合理调整土地利用结构,实现生态、经济协调可持续发展提供理论依据。以3S技术为基础,吐鲁番市高昌区的2000、2005、2010和2015 landsatETM+与landsat OIL的3期的30 m栅格影像数据为基础,采用ENVI5.3软件对图像解译分析,运用Fragstats 4.2对景观格局分析。结果表明:(1)2000～2015年15 a内7种景观类型斑块数量呈现减少趋势,平均斑块面积增加;斑块密度呈减少趋势,景观完整程度增加;(2)2000～2015年景观聚集度呈现先减少后增加的变化,蔓延度变化大,聚集度指数增加了1.4838,香农多样性指数总体呈增加趋势,香农均匀度指数整体呈现减少,斑块和景观类型面积呈现均衡的发展,景观丰富度增加,区域生态稳定发展;(3)研究区南部生态风险状态较为稳定,风险等级基本没有明显变化,且风险等级较高,主要为未利用地,大多为荒漠,其生态风险较高主要是与其自身生态脆弱性有关。北部生态风险变化较为明显,风险等级也较为复杂多样,但大部分生态风险等级较低;总体来看,2000～2015年吐鲁番市高昌区高、较高生态风险区面积减少;低、较低生态风险区面积增加;区域整体生态风险呈降低趋势。     

秦岭金钱河流域土地利用景观格局变化特征研究

[目的]为揭示流域土地利用方式与气候变化的响应机制,并制定气候变化的适应策略。[方法]以2000和2015年金钱河流域的遥感影像为数据源,利用遥感影像处理方法对影像进行分类,采用叠置分析得到2000和2015年的土地利用方式转移矩阵;利用Fragstats软件在景观格局分析中采用了景观格局数量分析方法,在类型水平和景观水平上分别选取不同景观指数,系统分析了金钱河流域土地利用方式景观格局变化的时空特征。[结果]近15年来金钱河流域的土地利用类型均发生明显变化,草地、林地、建设用地的面积增加,分别增加了620.33、386.58、45.32 km~2,而水域、未利用地和耕地面积分别减少了555.34、452.71、44.17 km~2。景观格局分析结果表明,林地和水域面积始终占据优势,耕地和建设用地面积明显增加且破碎程度降低,分布呈现集中化,水域周边的景观要素增多。[结论]流域内水域面积减少明显,其主要原因是降水变化以及人为活动的影响;草地面积增多,主要转入类型为水域,多为断流的河流以及变小的河道;林地面积的增多以及耕地面积的基本平衡与政府施行的退耕还林、林地耕地保护政策有很大关系,因此短时间内政府政策的导向是土地利用变化的主要驱动因素。在景观格局的数量分析上研究区的破碎程度降低,景观呈均衡化趋势发展。     

武汉市2015年不透水面的提取及其空间自相关分析

利用分类回归树(CART)从高分一号遥感影像提取武汉市2015年不透水面,总体精度为94.17%,Kappa系数为0.8986,满足精度要求.然后通过Moran指数I和Moran散点图对武汉市13个城区的不透水面盖度进行了空间自相关分析.结果表明,Moran指数为0.2412,高度显著,说明武汉市13个城区的不透水面盖度存在较强的正向空间自相关.同时,位于武汉市中部的武昌区、青山区、江岸区、江汉区、汉阳区和硚口区都位于Moran散点图的第一象限,说明武汉市不透水面在中部地区高度集聚;其他7个城区位于第二象限,说明这7个城区的不透水面盖度较低且呈离散分布.总体而言,武汉市2015年13个城区不透水面盖度存在较强的空间自相关,且中部高,四周低,与实际情况基本一致.     

1990-2020年贵州百里杜鹃风景名胜区景观格局动态变化分析

为研究自然保护地生态要素景观格局动态变化规律,以贵州百里杜鹃风景名胜区为研究对象,选取1990、2000、2010及2020年4期土地利用类型数据,运用景观格局面积动态分析、景观格局指数等方法分析了30年来百里杜鹃景区景观格局演变特征。结果表明:1990—2020年,百里杜鹃风景名胜区土地利用类型以林地和耕地为主,林地、水域及建设用地面积增加,耕地、草地面积减少,30年来,有9.3km2土地发生转移,其中耕地净减少4.23km2,林地净增加4.2km2。景观水平上,研究区景观总体上破碎度减小,景观异质性减弱,景观结构趋向简单,景观团聚程度增加。在类型景观格局水平上,研究区以林地为优势景观,林地、耕地及草地斑块破碎程度降低,水域及建设用地变化不明显。总的来说,百里杜鹃风景名胜区生态环境持续向好,但景观格局趋向单一。     

最佳粒度下的七台河市景观格局分析

为了探究资源型城市转型背景下景观格局的变化趋势,以七台河市2010、2015年2期土地利用数据为基础,采用景观粒度效应分析和面积损失评价方法,分析不同粒度下景观指数的变化和区域土地面积精度的变化,并确定景观格局分析的最佳粒度为50 m.在该粒度的支持下,分别从斑块类型水平和景观水平对七台河市景观格局变化特征进行分析.结果表明,2010—2015年研究区整体景观破碎度高,连通性呈下降趋势,景观类型更加丰富;耕地和林地为研究区主要景观类型,各类型呈现规则化发展的趋势.     

基于遥感技术的西安城市景观格局时空演变及分析

以2000年和2009年2期TM遥感影像及2012年高分辨率ZY-3遥感影像为主要信息源,结合西安市土地利用图及实地调查分析数据,通过支持向量机的监督分类方法以及景观指数分析法,借助RS和GIS软件平台,分别得到2000-2012年间西安市主要城区景观格局演变状况。结果表明,2000-2012年间西安市城市景观格局破碎化和同质化并行,建筑用地面积增加72.68%,林地景观面积减少9.01%,水体景观面积减少24.05%,耕地面积减少53.96%。人为活动影响显著。     

基于空间梯度的珠三角城市群森林景观格局分析

[目的]为合理开展珠三角区域的生态环境管理和提高城市居住质量提供建议与依据，为其他城市森林景观建设提供借鉴。[方法]以珠三角为研究对象，基于研究区2000、2010与2020年的土地利用数据，解析珠三角景观时空演变特征与珠三角森林景观格局的演变特征。[结果]2000—2020年，珠三角森林面积总体呈现先增后减的趋势，且森林面积的增减变化具有地域差异性；珠三角整体的景观格局呈现破碎化的趋势，同样具有地域差异性，具体体现在珠三角中部斑块密度降低，珠三角两翼的斑块密度较高；珠三角整体呈现景观破碎化的趋势，但珠三角中森林景观整体的连通性在20年间不断优化，其斑块密度逐年下降，平均斑块大小逐年上升，森林景观同样也具有地域差异性。[结论]研究结果可为珠三角持续建设森林城市群，构筑城市生态安全屏障和提高城市居住质量提供建议与依据。