基于地形梯度的淇河流域土地利用时空变异分析

地形作为最基本的自然地理要素,在一定程度上影响着土地利用变化,对土地利用空间格局的形成具有重要影响。以太行山淇河流域为例,借助DEM提取高程、坡度信息,采用转移矩阵、区域统计分析和地形分布指数系统分析淇河流域1990—2015年间土地利用时空变异特征,定量分析了地形梯度上土地利用变化。结果表明:25年来变化最大的土地利用类型为耕地和草地,耕地面积净减少量最大,林地次之;草地面积净增加最多,建设用地面积净增加次之,未利用地面积变化不大。耕地、建设用地、草地生态系统集中于低地形梯度区,而林地集中于高地形梯度区;耕地、林地在低海拔区域面积呈减少趋势,水域和建设用地增加集中在低海拔地区;耕地在低坡度区域内呈现减少趋势,建设用地在低坡度地区增加集中。     

秃尾河流域不同地形条件下土地利用动态变化

采用GIS空间分析工具,从秃尾河流域DEM数据中提取出高程、坡度和坡向3种地形因子,并与该流域1985年和2000年的土地利用类型图进行空间叠加分析,得到不同地形因子条件下的土地利用类型的分布特征,进而探讨土地利用类型动态变化对地形因子的响应。结果表明:草地、耕地和林地是该流域主要土地利用类型,1985-2000年间大部分减少的林地和草地向耕地转化;地形因子对土地利用类型的分布有显著影响,草地和耕地主要分布在1 000～1 200m高程级别、缓坡和阳坡区域内,且随着坡度和海拔的增加,两者分布呈减少态势;林地在不同的海拔、坡度和坡向级别皆有分布,但在1 000～1 200m高程级别、斜坡和阴坡区域分布比例最大;水体、未利用地和居民点及建设用地主要集中在高程为1 000～1 200m和缓坡区域,受坡向影响相对较小;16a间(1985-2000年)秃尾河流域耕地和居民点及建设用地面积在不同高程、坡度和坡向级别内都有所增加,而林地和草地面积在大部分地形因子级别内则显著减少。     

基于GIS-Logistic耦合模型的广河县土地利用变化及其驱动因素分析

【目的】探究甘肃省广河县土地利用演变规律和驱动机制.【方法】基于GIS平台,运用土地利用转移矩阵模型、二元Logistic回归模型和ROC诊断曲线,研究了2009-2014年广河县土地利用类型分布及其变化的特征,分析了影响耕地、林地、草地、建设用地、水域和未利用地分布的关键影响因素.【结果】2009-2014年间,广河县耕地、草地、林地面积有所减少,建设用地面积增加,其中耕地向建设用地转移的面积占总转移量的51.14%,草地向耕地转移的面积占总转移量的33.17%.通过ROC检验得到各种土地类型的拟合度分别为:耕地0.645,林地0.717,草地0.797,建设用地0.954,水域0.942,未利用地0.978,拟和结果较满意.【结论】广河县以耕地与草地为主,呈西南耕东北草分布.2009-2014年间,呈现各土地利用类型向建设用地转移的趋势,其中耕地是建设用地主要转入源,草地是耕地主要补给源.影响耕地分布的关键因素是坡度、高程和人口密度;影响林地分布的关键因素是地形位、坡度和人均纯收入;影响草地分布的关键因素是地形位;影响建设用地分布的关键因素是距村庄距离;影响水域分布的关键因素是高程;影响未利用地分布的关键因素是地形位、高程、人均纯收入、距建制镇的距离和距采矿用地的距离.     

基于地形因子的大都市边缘区土地利用变化分析——以北京市平谷区为例

为探讨平谷区在不同高程、坡度和坡向分级的土地利用变化规律,为土地资源可持续利用和管理决策提供依据,以北京市平谷区为例,借助DEM提取地形信息,对平谷区土地利用变化在各地形因子分级的分布特征进行分析,结果表明:1)平谷区的土地利用类型以耕地、园地和林地为主,1993-2008年的15年间,平谷区耕地面积大幅度减少,园地、居民点及工矿和交通用地面积明显增加;2)平谷区的土地利用变化在不同高程、坡度和坡向分级差异明显.耕地、居民点及工矿用地、交通用地的转化主要发生在0～300m高程带和小于15°的坡度带,林地与草地的互转主要发生在高程300～800m、坡度大于8°的阳坡与半阳坡;园地与草地的转化主要发生在高程0～300m、坡度在2～25°的半阳坡;园地与林地的转化主要发生在高程0～800m、坡度2～25°的阳坡与半阳坡,高程大于800m、坡度大于25°的区域主要是林地向其他地类的转化;3)平谷区的土地利用变化剧烈且与高程、坡度和坡向具有高度相关性,低高程和低坡度区域内主要表现为建设用地和园地增加以及耕地流失.随着高程、坡度增大,土地利用变化逐渐减弱.     

黄土丘陵区地表甲虫空间异质性对环境变化的响应

【目的】了解环境因子对黄土丘陵区地表甲虫群落多样性和空间分布的影响。【方法】以宁夏彭阳县高建堡流域为研究区，以GF-2高分辨率遥感影像和数字高程模型（DEM）为数据源，利用3S技术获取研究区土地利用、坡度、海拔等环境因子。采用陷阱法在6个植物群落分明的样地诱捕地表甲虫，并对地表甲虫统计数据进行初步处理和分类。结合广义可加模型(GAM)探究研究区地表甲虫空间异质性与环境因子变化的关系。【结果】（1）GAM自变量（海拔、坡度、坡向和土壤水分）对因变量（地表甲虫种群数量）的决定系数为60.20%，说明研究区地表步甲科甲虫对所选用的环境因子有很大的趋向性。（2）GAM中各环境因子对步甲科甲虫数量和空间分布的影响存在明显差异，其中海拔的影响为23.10%，坡度为9.54%，坡向为8.03%，环境因子中土壤水分为46.80%。（3）土壤水分是影响黄土丘陵沟壑区步甲科昆虫最重要的因素，其受到海拔、坡度、坡向等地形因子影响，对甲虫生存环境起到关键性作用，步甲科昆虫在土壤水分25%～45%的区域分布密度最大。【结论】研究区地表甲虫主要分布于灌草混交林地、乔灌混交林地和生态薪炭林地，其中灌草混交林地是地表甲虫生存、栖息的最佳生境。步甲科昆虫是该流域内的广布种和优势种。     

岩溶山区不同地貌形态的土地利用变化比较分析

【目的】为促进岩溶山区土地资源的优化配置和可持续利用。【方法】基于麻江县1992年和2012年土地利用数据,利用ArcGIS软件,比较分析了低山丘陵、中山峡谷、岩溶槽谷3种地貌形态的土地利用变化特征。【结果】1各地貌类型区的耕地、林地、草地、建设用地数量变化较大,而水域和未利用地变化较小,其中以低山丘陵的林地、草地和建设用地与中山峡谷的耕地数量变动最为突出;2低山丘陵以林地与草地的相互转化及耕地转为建设用地为主,中山峡谷以耕地、林地、草地的相互转化为主,岩溶槽谷以耕地和林地的相互转化为主;3耕地、林地和草地之间的相互转化多分布在各地貌区坡度较大地带,耕地转为建设用地多分布在地势低缓处。【结论】岩溶山区复杂的地貌形态特征对土地利用变化影响突出,而退耕还林还草政策和城镇化发展是其重要驱动力。     

基于地形梯度的贵州省土地利用时空变化分析

【目的】探讨贵州省不同地形梯度上的土地利用变化特点。【方法】采用遥感解译和GIS统计分析相结合的方法,从高程、坡度、地形起伏度、地形位指数视角,分析了1990-2010年贵州省土地利用变化的地形梯度特征。【结果】研究期间贵州省土地利用类型分布表现出明显的梯度性。在坡度、地形起伏度和地形位梯度上,耕地、建设用地和水域主要分布于低梯度带。林地、草地和未利用地集中于高梯度带。在高程梯度带上,高海拔梯度带是耕地、草地和未利用地的优势区,低海拔梯度带是建设用地、水域和林地的优势区。1990-2010年各地形梯度带的耕地和未利用地面积降低,而林地、草地、建设用地和水域面积增加。主要表现为大量耕地和未利用地转为林地和建设用地。其中,耕地、草地、林地和未利用变化集中于中等及以下梯度带。建设用地和水域变化主要分布于中等高程带以及其他低地形梯度带。【结论】研究区土地利用变化地形梯度差异突出。自然条件,社会经济因素以及退耕还林还草政策是其主导因素。     

延河流域土地利用景观格局分析

【目的】查清延河流域土地利用/覆盖格局,为该区域土地资源合理利用、改善水土保持措施提供理论依据。【方法】利用ENVI 4.0软件对2006年延河流域遥感图像进行处理,结合野外考察,在ArcGis 9.0平台下获得延河流域土地利用现状分布图;从景观格局的角度,根据国标2007《土地利用现状分类》的二级分类体系,将研究区土地利用现状划分为住宅用地(城镇住宅用地、农村宅基地)、耕地(水浇地、旱地)、园地(果园)、林地(有林地、灌木林地)、草地(天然牧草地、其他草地)、水域及水利设施用地(内陆滩地、湖泊水面、水库水面、河流水面)和其他土地(裸地、沙地、沼泽地、设施农用地)共7个大类17个二级类,分析了土地利用的数量结构和景观形态结构特征。【结果】延河流域土地利用类型中旱地的面积比最大,约为37%,其次是天然牧草地、裸地和有林地,分别为22.17%,23.6%和14.4%,其他类型面积均较小;旱地、有林地、天然牧草地和裸地频率比相对于其他土地利用方式较高;所有土地利用类型中,沼泽地平均面积指数最大,其次是裸地和天然牧草地;旱地、有林地、天然牧草地、裸地等图斑形状简单且各形状的图斑数呈正态分布;耕地为主要的土地利用方式,耕地、林地、草地和水域及水利设施用地的优势度较大。【结论】延河流域土地资源开发的重点是开展土地整理和规模经营,减少土地利用地块数量,降低形状指数,增加水域、人工草地和林地等生态用地面积,提高土地利用集约度和促进土地利用的多样化、均匀化;今后土地利用结构调整的方向是:增加生态系统稳定性和提高生态系统服务功能的经济价值。     

不同地貌类型及土地利用方式下土壤粒径的分形特征

【目的】研究不同地貌类型及土地利用方式下土壤粒径的分形特征,为黄土高原沟壑区土壤侵蚀的防治和种植业结构调整提供理论指导。【方法】对甘肃省南小河沟流域不同地貌(塬面、坡面、沟道)、不同土地利用方式(耕地、林地、荒地等)的土壤进行分层(0~20,20~60(或20~40,40~60),60~100 cm)取样,采用筛析法和吸管法相结合的方法,对样品的土壤颗粒含量和质量分形维数进行测定,利用土壤粒径分形原理,研究土壤分形维数与土壤质地、地貌类型和土地利用方式的关系。【结果】粘粒含量对土壤质量分形维数有显著影响,砂粒和粗粉粒含量的影响较小。土壤粘粒含量与土壤质量分形维数在不同地貌类型及土地利用方式的土壤剖面上表现出相同的变化规律。土壤质量分形维数与地貌和土地利用类型有关。【结论】土壤质量分形维数和土壤粘粒含量可以作为反映土壤物理性质和质量的潜在性指标。     

赣江上游章江流域地形因子特征及其对景观格局的影响

【目的】定量分析地形因子不仅可以合理地解释复杂地理单元的景观格局,并能为更进一步了解景观格局分布规律及空间配置的优化奠定基础。【方法】本文主要基于GIS与RS技术,运用分布指数和景观格局指数方法,研究了赣江重要支流—章江流域高程、坡度和地形起伏度在不同等级上景观类型的分布特征,并结合移动窗口法分析了景观格局与地形因子间的相关性。【结果】①流域景观类型丰富多样的地形因子等级面积最大,分别是海拔(79～500 m),坡度(6～15°)和地形起伏度(70～200 m);在其等级上海拔具有显著的优势位,坡度与地形起伏度优势位最小。②章江流域景观的连通性与聚集度最佳区域分别位于高程大于1100 m,坡度位于0～6°和地形起伏度为0～30 m之间,其中坡度和地形起伏度空间异质性较高。③章江流域海拔、坡度和地形起伏度较小的区域景观类型斑块密度较小,人为因素导致形状规则,破碎化程度较大;随着地形因子等级的递增,景观单一化现象显现,景观破碎化程度减弱,转由自然因素主导。【结论】章江流域内主要区域位于海拔小于900 m,坡度小于15°和地形起伏度小于200 m之间,其景观受人为因素的影响为主,随地形因子特征增加景观受自然因素较大。     

地形因子对浅山丘陵区土地利用类型分布与转换的影响——以燕山浅山丘陵区为例

以遥感数据和数字高程模型(DEM)为基础,运用GIS分析了2000与2010年燕山浅山丘陵区的土地利用类型在高程、坡度、坡向3个地形因子不同区间的分布和转换特征。结果表明,高程和坡度对土地利用类型的分布有明显的影响,坡向影响力较弱。土地利用类型分布指数在高程和坡度上变化规律相似,耕地和建设用地的分布指数随高程或坡度的增大迅速减小,优势分部区间为高程≤500m或坡度≤5°,草地的分布指数随高程或坡度的增大先增加后减小,优势分部区间为高程500-1500m或坡度5°-15°,林地的分布指数随高程或坡度增大缓慢增加,优势区间为高程800m或坡度5°;2000-2010年期间,土地利用类型转换在高程≤500m和坡度≤5°区间耕地向建设用地转换占到了较大比重,在坡度25°区间以林地向草地转换为主,在剩余高程和坡度区间以及各坡向区间都以草地向林地转换为主。     

沂蒙山区土壤侵蚀空间分布及其影响因素动态变化

【目的】研究土壤侵蚀强度空间格局与坡度、土壤、降雨、植被覆盖和土地利用等影响因子的动态变化关系,揭示沂蒙山区土壤侵蚀规律。【方法】以TM影像、地形图、土壤图和气象资料为源数据,综合运用GIS和RS技术,获取沂蒙山区坡度、土壤可蚀性K值数据以及1986年、1995年和2005年的年降雨侵蚀力、植被覆盖度、土地利用和土壤侵蚀强度数据;通过对研究区山地丘陵地带进行子流域划分,以子流域为单元,选取土壤侵蚀强度指数、平均坡度、土壤可蚀性指数、平均年降雨侵蚀力、平均植被覆盖度和土地利用结构指数,并采用统计分析方法,对土壤侵蚀强度空间格局与其主要影响因素的动态变化关系进行分析。【结果】随着植被覆盖度的增加以及土地利用结构向有利于控制土壤侵蚀的改善,1986年、1995年和2005年3个时期内山地丘陵地带上土壤侵蚀明显降低。土壤类型对3个时期土壤侵蚀强度空间格局的影响不显著;降雨侵蚀力在2005年成为影响侵蚀强度格局的主要因素之一,但影响程度较低,贡献率仅为5.35%;坡度因子是影响各时期侵蚀强度格局的最主要因素,但影响程度逐渐降低,其贡献率由1986年的93.33%下降到2005年的79.75%;植被覆盖因子在1986年影响侵蚀强度格局的贡献率为6.67%,之后则减弱;而土地利用结构对侵蚀格局的影响程度逐渐增强,贡献率已增至到2005年的14.90%。【结论】年降雨侵蚀力分布的空间差异增大后,降雨因子将成为显著影响土壤侵蚀空间格局的因素之一;受人类活动影响,当植被覆盖度达到一定程度后,土地利用结构逐渐成为影响侵蚀格局的重要因素,建议该地区今后的水土流失防治工作应优先考虑调整土地利用结构。     

基于DEM的哈尔滨市土地利用类型动态变化

以3个时期(1995、2000和2007年)Landsat TM影像为主要数据源,借助于ArcGIS对DEM派生的地形因子和不同时期的土地利用类型进行叠加分析,得到不同地形因子的土地利用类型分布情况,进而定量分析土地利用类型的变化与地形因子的关系。结果表明:耕地和林地面积之和所占的比例最大,3个时期分别为81.63%、82.07%和79.35%;1995—2007年间,未利用地和草地面积持续减少,居民工矿用地面积持续增加;耕地在平坡、第一高程带和无坡向区域所占的面积比例最大,平坡和无坡向是其优势区域,面积百分比均大于60%,且2000年的面积比例最大,2007年的最小;林地在不同海拔和坡度都有分布,半阳坡和半阴坡为其优势区域,2007年的面积比例最大,1995年的最小;水域、居民工矿用地和未利用地受坡向的影响较小,但随着高程和坡度的增加面积减小。     

清水江流域地形因子对土地利用变化的影响

地形因子是众多自然因素中对土地利用影响程度较大的因素之一,直接影响土地利用方式,并在一定程度上影响土地利用的演变过程。以清水江流域为研究区,基于遥感影像和数字高程模型数据,综合运用遥感和地理信息系统技术,获得流域2002、2013年的土地利用现状图和流域地形图(海拔、坡度、坡向、坡位),借助空间叠加分析,对海拔、坡度、坡向和坡位等地形因子与土地利用变化进行相关性分析。结果表明:近10年来清水江流域有林地面积减少幅度较大,减少量约占流域总面积的6.7%;土地利用变化程度因海拔、坡度、坡向和坡位等地形因子等级的不同而不同;研究区土地利用变化主要发生在海拔1 500 m、坡度5°≤S25°的地区;海拔对建筑用地变化有显著影响,坡向对未利用地变化有显著影响,其他地形因子对各土地利用斑块类型变化有不同程度的影响,但影响不显著;不同类型土地利用变化受同一地形因子影响的程度存在差异,相同土地利用类型变化对各地形因子的响应也不同。     

赣南地区侵蚀地形因子研究

【目的】研究南方红壤区水土流失非常严重地区的土壤侵蚀地形因子,旨在为水土流失治理提供参考。【方法】以赣南地区为典型样区,将该地区1∶10万图幅及其周边的16个1∶5万图幅拼接,然后用1∶10万图幅向外扩展5km后重新切割的范围作为数据处理的单元,基于Hc-DEM提取地形因子,用50m×50m的邻域窗口对坡度进行均值滤波,将赣南地区划分为平原(包括盆地及周边缓坡丘陵)、典型丘陵、山地3种地貌类型区,对这3种地貌类型区的坡度、坡长、坡度-坡长因子(Length-Slope factor,LS)的宏观和微观格局进行分析,研究地形因子与土壤侵蚀的关系。【结果】在宏观尺度上,平原的坡度和LS因子均最小,典型丘陵次之,山地最大;平原和典型丘陵区坡长较小,而在山地较大。在微观格局上,坡度表现出与地形连续变化相适应的特性;坡长在典型丘陵和山地反映出与提取算法有关的、类似流域单元的图式;LS受坡度和坡长的共同影响,整体上与坡度的分布一致。地形因子与土壤侵蚀的关系表现为,随着侵蚀强度的增加,坡度、坡长和LS因子均呈增加趋势。【结论】在南方红壤区水土流失非常严重地区,地形属性(坡度、坡长)和LS对土壤侵蚀影响明显。     

西藏“一江两河”流域土地利用时空分布与地形因子关系研究

以西藏的"一江两河"流域为例,以1990年、2000年、2010年、2015年4期土地利用现状数据和数字高程模型(DEM)派生数据坡度、坡向和高程3个地形因子信息为基础,基于DEM并结合ArcGIS技术,对地形因子和土地利用数据进行叠加提取,采用土地变化强度指数(K)、土地分布指数(LDI)和土地转移分布指数(p)3个指标分析总结了地形因子对流域土地利用时空变化的影响特征及规律.结果表明:1990-2015年期间,居民地用地强度变化呈现最大,其余地类变化缓和;耕地、居民地、林地和草地的分布指数随高程坡度变化分布指数差异大,不同地类在各级因子中优势分布差异显著;林地最容易转移,耕地和建设用地向低海拔低坡度半阳坡转移明显,其余地类转移较为缓慢.综合来看,地形因子对土地利用变化的影响作用明显,土地利用优势分布和土地利用转移均出现不同的时空变化特征.     

干旱区内陆河流域典型灌区土地利用变化与耗水量研究

【目的】以阿克苏河灌区为例,研究干旱区内陆河流域土地利用变化与耗水量的关系,为干旱区土地资源开发与保护提供科学依据。【方法】基于2000~2014年TM遥感影像,运用GIS技术和土地利用模型,结合灌溉用水量和土壤含水量的变化趋势,分析近15 a阿克苏河灌区土地利用/覆被变化现状以及耕地扩张与灌区耗水量的关系。【结果】阿克苏河灌区土地利用变化明显,灌区耕地面积以159.8 km²/年的速度增加,以塔河灌区耕地增加最为明显;随着灌区耕地面积的急剧增加,灌区内耗水量加大;灌区内土壤含水量减少,平原荒漠区的一些浅根系荒漠植物因干旱胁迫死亡,中、低覆盖草地面积大幅下降,灌区外围荒漠化风险加大。【结论】在全球变暖背景下,耕地面积的不断扩大,是导致灌区耗水量增加的主要原因。     

陕北小流域土地利用空间分布与地形因子关系研究

为了掌握风沙过渡区杨柳沟小流域土地利用空间分布与地形因子之间的关系,以期为该研究区水土保持规划提供科学依据,在Arc GIS 10.0的支持下,对该流域的土地利用现状图与DEM数字高程模型进行叠加提取,得出高程、坡度、坡向和沟壑密度4个地形因子信息,利用土地分布指数(LDI)分析地形因子与土地利用空间分布之间的关系。结果表明:地形因子是影响杨柳沟小流域土地利用类型的重要因素,尤其是高程、坡度、坡向和沟壑密度等地形因子,各地形因子不同等级下的土地利用方式差异明显。     

陕北小流域土地利用空间分布与地形因子关系研究

为了掌握风沙过渡区杨柳沟小流域土地利用空间分布与地形因子之间的关系,以期为该研究区水土保持规划提供科学依据,在Arc GIS 10.0的支持下,对该流域的土地利用现状图与DEM数字高程模型进行叠加提取,得出高程、坡度、坡向和沟壑密度4个地形因子信息,利用土地分布指数(LDI)分析地形因子与土地利用空间分布之间的关系。结果表明:地形因子是影响杨柳沟小流域土地利用类型的重要因素,尤其是高程、坡度、坡向和沟壑密度等地形因子,各地形因子不同等级下的土地利用方式差异明显。     

淮河上游山丘区不同地形因子下的土地利用变化研究

利用1995、2000年淮河上游山丘区土地利用数据,结合数字高程模型（DEM）,采用GIS空间分析功能及数理统计方法,在各地形因子（高程、坡度、坡向）的不同等级梯度上,分析区域内的土地利用变化。结果表明,各地形因子的不同等级对土地利用变化分布特征的影响不同。低海拔、小坡度的地形对耕地、城乡居民用地的变化影响较大;高海拔、大坡度的地形对林地、草地的变化影响较大;坡向对各土地利用变化的影响程度不大。另外,各地形因子对水域和未利用地变化的影响不大。