基于可视化的土地利用变化图谱分析

土地利用/土地覆被是地理环境内部相互作用的结果，集中体现了人地关系的特征、属性和作用机制。传统对土地利用/土地覆被的监测研究方法仅能够反映不同时期土地利用类型面积的数量变化，无法实现对变化信息的定位分析与可视化表达。采用图谱分析的方法，借助RS和GIS技术，对山西省滹沱河流域忻州段1995—2005年、2005—2015年两个时间段内土地利用类型的时空演变特征进行分析，实现了对土地利用类型转换的定量分析和空间的定位描述。结果表明:受到社会经济发展和生态环境保护的双重影响，滹沱河流域忻州段土地利用格局发生不同程度的变化。该研究为土地利用/土地覆被的时空演变分析提供了一种方法，能够为滹沱河流域忻州段合理规划土地利用提供依据。      

3S技术支持下的土地利用/覆被变化动态监测

针对传统土地利用/覆被变化动态监测技术方法的不足,论述了3S技术支持下土地利用/覆被变化动态监测的方法和主要技术路线,简要地分析了土地利用/覆被变化动态监测过程中应用3S技术的主要优势及其应用前景.同时,结合"四川省生态环境动态监测综合调查与评价"项目,在综合分析四川省土地利用状况及其动态变化基础上,探讨了林地、耕地、草地等土地利用/覆被变化及其原因,为四川省土地利用和管理、生态环境建设提供科学的依据.     

通辽平原区近35年地下水埋深及土地利用变化响应关系研究

地下水资源已日益成为半干旱地区维持生态系统的重要因素,了解土地利用/覆被变化(LUCC)及其对地下水埋深的影响,将有助于管理典型农牧交错带的土地和地下水资源。基于通辽平原区的1980年、1990年、1995年、2000年、2005年、2010年及2015年地下水埋深和土地利用类型遥感数据,分析研究区地下水埋深与土地利用类型变化响应关系。研究发现,通辽平原区1980-1995年期间,耕地和建筑用地面积分别增加14.90%和22.77%,而草地面积相应减少13.36%,农田开垦和城镇化进程明显; 1995-2015年期间,研究区耕地和草地面积无明显变幅,该时期变化最大的为水域,面积减少了约19.93%,干旱趋势加剧。与此同时,研究区地下水埋深值呈显著增加趋势,在区域中部形成两个地下水超采区,平均地下水埋深值由1980年的2.39 m增加至2015年的6.23 m。区域土地利用类型与地下水的时空变化关系较为明显,土地利用类型是地下水埋深变化的重要驱动力之一,研究区耕地扩张和城镇工业经济发展对地下水埋深影响显著。     

土地利用/覆被数据精度对流域水文过程模拟的影响研究

土地利用/覆被是水文过程模拟的关键参数,影响截留、入渗、蒸散发和地下水补给等过程,最终影响河道径流量。【目的】更好地了解不同精度的土地利用/覆被数据对水文过程模拟的影响。【方法】将黑河上游祁连山区3种具有不同分辨率、不同分类精度的土地利用/覆被数据(NLULC,NLULC-1km以及MICLULC)分别输入SWAT水文模型中模拟黑河上游出山径流量,分析了模型率定前和率定后的模拟效果。【结果】将空间分辨率更高、土地利用/覆被分类较少的土地利用/覆被数据输入SWAT模型,能够减少模型校准的复杂度和工作量;模型校准后,分类程度越详细的土地利用/覆被数据对应的SWAT模型径流模拟效果越差;水文模型的校准过程会导致土地利用/覆被数据的空间分辨率对径流模拟的影响变小。【结论】在利用SWAT模型进行径流模拟时,输入分辨率高且分类较少的土地利用/覆被数据能够使模型模拟效果更好。     

近10a黄河三角洲LUCC及其驱动因素分析

研究滨海脆弱生态区的土地利用/土地覆被时空变化过程，可以为区域土地资源的规划、开发和管理提供科学依据。该文应用遥感和GIS技术，分析黄河三角洲区域1995－2004年间土地利用/土地覆被的时空变化特征，并对区域土地利用/土地覆被变化的驱动因子进行了探讨。结果表明，近10 a来黄河三角洲的土地利用/土地覆被类型发生了复杂变化；黄河三角洲土地利用/土地覆被动态受到自然因素和人类活动的共同作用，而人类活动是近10 a区域土地利用/土地覆被变化的主要驱动因子。尽管近年来黄河三角洲的开发取得了快速发展，但部分人类经济活动给区域土地资源及其生态环境的可持续发展带来巨大压力，甚至导致区域土地质量的进一步退化。     

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。     

快速城镇化地区土地利用变化及其生态环境效应评价——以佛山市顺德区为例

课题组以佛山市顺德区作为研究对象,利用1992年、2002年和2012年三期遥感影像解译获取的土地利用信息,在系统分析研究区土地利用/覆被类型时空动态变化的基础上,进一步评价该地区的生态环境效应。结果表明:1)1992—2012年,顺德区土地利用格局变化较大,土地动态转移较明显,土地利用程度较高;2)从生态环境效应评价来看,顺德区综合指数呈现逐渐上升趋势,但总体上综合指数都较小,综合生态环境状况一般,反映出顺德区在研究期间生态环境处于较严峻的态势。研究结果为研究区土地资源的合理开发利用以及生态环境保护提供重要的参考。     

土地利用数据精度对泾河上游区径流模拟影响研究

作为SWAT模型基础数据之一的土地利用数据的空间精度的不同会对模型模拟产生一定的影响。为了更好地了解土地利用数据空间精度对模型模拟的具体影响,以泾川三站以上的泾河流域为研究区域。选用3种常见的不同空间分辨率、分类系统的土地利用数据集(Land 1、Land 2、Land 3)构建SWAT模型,选用模型评价指标ENS、R2,模拟泾川三站1980-1990年共11年的月径流量。其中,率定期为1980-1988年,验证期为1989-1990年,分析比较各数据集对应的模型模拟结果。研究结果表明:①3种土地利用/覆被数据集均在泾河上游区的适用性良好,就模拟结果来说,Land 2数据集的模拟效果最好,率定期(1980-1988年)的ENS、R2分别为0.73、0.74;验证期(1989-1990年)分别为0.55、0.73;②水文响应单元HRUs划分的个数可能跟输入模型的土地利用/覆被数据集的空间精度有关,且输入数据空间精度越高,划分的HRUs数量越多;③输入土地利用数据的分类精度对模型敏感性参数的影响高于空间分辨率对模型敏感性参数的影响;④输入土地利用数据的精度与模拟结果之间的关系并不是随数据精度高低而变化的简单线性关系;水文响应单元HRUs的划分数量对于模型模拟结果的影响大于土地利用分类精度对模型模拟结果的影响。研究成果对于研究区土地利用数据的选用有较高的研究意义。     

基于改进稳定映射法的土地利用/覆被变化轨迹分析

以丹江流域(河南段) 2002—2017年16个时相的Landsat TM/OLI和HJ-1A CCD影像为数据源,提取土地利用变化图谱,提出基于改进稳定映射法的土地利用/覆被变化(Land use/cover change,LUCC)轨迹分析方法,推导出稳定映射的相似性、变化次数、多样性(Similarity/Turnover/Diversity,STD)指标与时相数的关系式;将变化轨迹划分为稳定型、渐变型、非连续渐变型、循环型和波动型5个一级类轨迹,并进一步细分为二级和三级轨迹类型。在此基础上,结合土地利用动态度等定量模型和景观指数对研究区变化轨迹进行总体特征和时空变化分析。结果表明,在2002—2017年间,研究区耕地显著减少,建设用地和水域持续增加,林地、草地受"退耕还林还草"政策影响变化较为复杂,裸地相对稳定;研究区土地利用变化主要由耕地向建设用地和水域转化;由于丹江口库区建设和南水北调中线工程的实施,其水域面积由218.60 km~2增长到400.31 km~2;受自然地形影响,研究区北部山区和丘陵地带的林地保护较好,而丘陵与平原过渡地带占研究区总面积5.85%的林地、耕地和草地出现了显著的相互转化。本研究可为研究区土地资源的可持续利用、生态环境保护及水源地保护提供数据支撑和决策依据。     

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。     

土地利用/覆被深度学习遥感分类研究综述

基于遥感分类实现高精度的土地利用和土地覆被制图是研究热点问题.近年来,以卷积神经网络为代表的深度学习在计算机视觉领域取得了长足发展,同时也被引入到土地利用/覆被遥感制图领域.相比于经典机器学习,深度学习的优势表现为能够自适应提取与分类任务最相关的特征,其缺陷表现为分类精度的提高依赖于海量标签样本.基于深度学习在土地利用...     

天山西部山区土地利用变化预测

为更好地研究土地利用动态变化,利用1990年、2000年和2010年三期土地利用数据,运用马尔科夫模型分析了1990-2000年和2000-2010年的天山西部山区土地利用变化格局,基于2000年的土地利用数据和1990-2000年的转换规则,利用CA-Markov模型预测研究区2010年的土地利用情况,将2010年实际土地利用情况和模拟的情况进行对比,得出Kappa指数的值是0.956 6,模型符合预测精度;故基于2010年的土地利用数据和2000-2010年的转换规则,利用CA-Markov模型预测出研究区2020年的土地利用情况。得出如下结论:1经过对比2010年土地利用实际值与模拟值后发现CA-Markov模型在预测方面精度较高且在研究区具有一定的适用性;22010-2020年间,随着城市化的发展、水利工程的建设及退耕还草,使得草地和水域的利用面积有所增加,而耕地、林地、未利用土地和城市、工矿、居民用地的面积有所减少,草地依然是土地利用的主要构成。     

基于TM遥感图像的土地覆盖类型识别分析——以和田河两岸绿洲为例

土地利用/覆盖变化（Land Use/Cover Change,LUCC）是全球土地利用/覆盖研究的一个主要核心内容。和田河两岸绿洲的可持续发展对干旱半干旱地区具有理论与现实意义。以和田河两岸地区为研究对象,利用1994年和2008年的Landsat TM/ETM+遥感影像,结合GIS技术提取分析和田河两岸地区1994年和2008年间土地利用动态变化信息,为今后该研究区土地的可持续利用与城市发展规划提供参考。      

基于DE-PSO模型的土地资源优化配置研究

以丹江流域（河南段）2008、2018年Landsat遥感影像数据为主要数据源,采用差分演化算法对研究区2028年的土地利用结构进行优化,并对优化结果进行分析验证,然后将得到的土地利用结构优化结果作为数量约束条件嵌入粒子群算法,设置基本栅格、空间集聚度、土地类型转换、地形坡度规则等多种约束条件进行粒子更新优化,构建了土地资源优化配置的DE-PSO模型。研究结果表明,优化后的2028年土地利用空间格局与研究区实际相符合,且优化后的土地利用空间集聚程度增加,土地利用空间格局在总体上趋于合理;水域面积由406.61 km²增长到448.07 km²,主要表现为丹江口库区库容扩大,其发展趋势符合丹江口水库调水规划和水源地相关政策;模型总体精度为89.54%,Kappa系数为0.859 3,说明建立的模型具有良好的性能。研究结果可为研究区土地资源可持续利用、水源地保护与管理、生态环境保护提供科学依据。     

永吉县2000～2020年土地利用变化及其驱动力分析

土地利用变化是反映人类对环境影响的重要指标,对其进行研究是人类实现对土地永续利用的重要手段。本文利用GlobeLand30所提供的研究区2000年和2020年两期遥感解译数据,在ArcGIS平台的支持下,综合运用单一土地利用动态度、土地利用程度和土地利用转移矩阵等研究方法对土地利用变化情况进行了刻画,并从自然、社会和经济三个方面对土地利用变化驱动力进行了分析。研究结果表明:该区域土地利用类型结构变化不一,草地、建设用地和林地变化幅度较大,耕地和其他地类结构相对稳定;研究区整体土地利用程度相对较低,有缓慢上升趋势;土地利用类型相互转换明显,其中,主要表现为耕地向建设用地转换,水体向湿地转换;驱动力方面自然和经济因素是土地利用变化的主要驱动力。     

基于地形梯度的巫山县土地利用空间分布特征研究

山丘区土地利用类型的分布普遍受地形地貌影响和制约,如何突破地形限制提高土地利用程度成为亟待解决的问题。为探究不同地形差异下土地利用变化特点,以重庆市巫山县为研究区,基于2010和2017年两期土地利用现状图和DEM数据,采用地形位指数、分布指数和土地利用程度综合指数,探讨巫山县2010、2017年土地利用在各地形梯度的空间分布变化和土地利用程度。研究结果表明:2010—2017年期间,在人类活动影响下,耕地面积有较明显的减少,转化为草地与林地区域较多,草地减少迅猛,高海拔地区林地优势分布,地类倾向于单一化;研究区土地利用综合指数介于215～248之间,整体变化呈现先增加后下降趋势,且与耕地和草地利用程度相似,呈现"3带"格局;两期土地利用类型分布指数分布形态相似,土地利用程度综合指数均随地形位的增加而先增大后减少,在各地形位梯度上排序为Ⅲ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅴ>Ⅰ>Ⅵ。     

淮河流域土地利用时空格局动态及其植被覆盖变化分析

淮河流域是我国七大流域之一,其土地利用变化对国土资源优化布局和生态环境保护具有显著作用。以2000年、2005年及2013年3期土地利用数据为基础,分析了淮河流域土地利用动态变化特征并利用植被指数、植被覆盖度变化对研究区土地利用的合理性进行评价。结果表明:该流域土地利用类型在数量、结构上都存在明显的分异特征。2000-2013年综合土地利用动态度为0.36%,表明这期间每年每100 km2土地中有0.36 km2的利用方式发生了改变。土地利用类型间的多维向转化是引起土地利用时空分布变化的直接表现形式。2000-2013年期间植被指数(NDVI)的变化趋势表明近13年来淮河流域土地利用变化呈良好发展态势。     

不同土地利用/覆被类型情景下清漳河流域的水文响应

清漳河流域属于水资源短缺的山区流域,为提供流域内合理土地利用优化方案和水资源调控理论依据。故以清漳河流域为研究区域构建基于SWAT(Soil and Water Assessment Tool)分布式水文模型,评价流域土地利用/覆被变化的水文响应。SWAT模型在清漳河流域具有良好的适用性,模型可以较好的模拟流域内的地表径流过程;在不同土地利用/覆被类型配置情境下,探讨地表径流及其CN值变化,分析出单一土地利用类型的产流能力,结果耕地草地林地;受近年城镇化的发展和退耕还林还草的政策影响,相对1980年土地利用/覆被情景,退耕还林情景的综合产流能力减小,城镇化情景的综合产流能力增加。     

淮安市耕地时空变化特征及其驱动因素

淮安市地处黄淮平原和江淮平原,境内河湖交错,水系纵横,是江苏省北部的农业大市。研究其耕地时空变化特征及其驱动因素可为保障粮食生产和农业可持续发展提供指导。基于2000、2010和2018年3期土地利用数据,综合土地利用转移矩阵、土地利用动态度和多元逐步回归分析等对2000—2018年淮安市耕地的时空变化特征进行分析,并结合社会经济指标研究其驱动力。2000—2018年耕地减少速度不断加快,减少面积主要集中在清江浦区北部,与城乡工矿居民用地相互转移面积较多。耕地变化受经济发展和收入水平的影响,第三产业是耕地变化的核心驱动力。淮安市在发展经济的同时,需更加重视保护耕地资源,加大土地整治力度,提高土地利用效率,优化土地资源的利用与配置,确保耕地资源可持续利用。      

基于多智能体模型的银川平原土地利用情景模拟

基于多智能体模型研究了土地利用变化的模拟问题。以银川平原为例,以2002年和2014年的遥感影像为基础数据源,在对2002—2014年土地利用变化特征及其驱动因素分析的基础上,选取了政府、农户、城镇居民3种智能体,结合经分析选取的自然因素、社会因素和经济因素3方面5个主要驱动力因素对3种智能体的决策行为进行逐个分析,构建多智能体的行为规则,建立了基于多智能体模型的土地利用空间格局模拟模型。在此基础上,对研究区自然禀赋情景、社会经济发展情景、基本农田保护情景下的土地利用空间格局进行了模拟。结果表明,基于多智能体的土地利用模型能够较好地模拟复杂土地利用变化;在影响土地利用变化的各因素中,政策性因素对区域土地利用变化影响较为明显。