基于RS与GIS的宁东能源重化工基地土地利用变化分析

以RS和GIS技术为主要手段,提取宁东能源重化工基地2000、2007年两期土地利用遥感影像数据,对该基地开发建设初期、建设过程中的土地利用变化情况进行叠加分析,分析结果表明:2000—2007年土地利用变化的主要趋势为天然草地、林地、居民点及独立工矿用地等面积增加,而裸地、沙地、耕地盐沼面积则减少了。总体来说,在开发建设过程中由于适时调整策略、采取积极的治理措施,宁东能源重化工基地土地利用结构和生态环境正向着良性方向发展。     

试论区域土地利用变化的经济学原因及意义

土地利用是人类为获取一定的经济、环境和政治福利 (利益 ) ,而对土地进行保护、改造并凭借土地的某些属性进行生产性或非生产性活动的方式、过程及结果。从经济学的角度对区域土地利用动态变化的主要动因进行了分析 ,认为土地利用的个人行为与政府行为矛盾构成了现阶段土地利用变化的主要动力 ,并讨论了中国生态环境建设中的一些问题及解决途径     

基于特征优选随机森林算法的农耕区土地利用分类

为了提高农耕区土地利用分类精度,该文采用较高空间分辨率和丰富光谱信息的Sentinel-2数据生成光谱特征、无红边波段的植被指数、红边指数和纹理特征4种基本特征变量,并对以上特征变量优选后进行特征重要性排序,进而构建7种特征组合方案,基于随机森林算法和支持向量机对农耕区土地利用信息进行提取并对比验证分类精度。研究结果表明:通过特征优选的随机森林算法进行土地利用信息提取效果最佳,总体精度达到88.24%,Kappa系数为0.84,精度优于相同特征变量下的支持向量机分类方法。该方法能够有效提高农耕区土地利用分类精度,可为土地资源监测、管理提供技术支持和理论参考。     

基于改进指数和法的地形因素对土地利用变化影响程度评价

土地利用变化影响因素研究是当前土地利用变化领域的热点。本研究拟探究地形因子对区域土地利用变化的影响程度,解释人地系统相互作用的内在机制,以期为区域土地开发与空间利用的结构、方向、模式等提供科学依据。根据研究区自然条件、土地利用特点和地形因素特征,从宏观地形因子和微观地形因子两个方面选取评价指标,建立地形因素对土地利用变化影响程度评价指标体系;在此基础上,采用熵权法和环比评分法相结合确定评价指标权重的方法,建立基于改进指数和法的地形因素对土地利用变化影响程度综合评价模型,基于河南省栾川县2005—2015年3期Landsat遥感影像和DEM数据,利用GIS和RS技术定量评价了研究区地形因素对土地利用变化的影响程度。评价结果显示,2005—2015年间地形因子中的高程、坡度、坡向、坡长、坡向变率和地表切割度对研究区土地利用变化的影响程度评价值增加,而坡度变率、平面曲率、剖面曲率、高程变异系数、地形起伏度和地形粗糙度的影响程度评价值减小。2005—2010年研究区地形因子对土地利用变化的影响程度评价变化值为0.000 978,变化率为7.06%;2010—2015年地形因子对土地利用变化的影响程度评价变化值为-0.001 705,变化率为-11.50%;2005—2015年地形因子对土地利用变化的影响程度评价变化值为-0.000 727,变化率为-5.25%。这些数据结果显示,2005—2015年地形因子对土地利用变化的影响程度呈现先增加后减少的趋势。研究结果表明,随着社会经济发展,在人类技术水平的提高、政治经济结构的合理化以及保护生态环境意识和政策等人文驱动因素条件下,地形因子作为影响土地利用变化的自然驱动因素之一,对土地利用变化的影响程度总体呈现减小趋势。该研究可为区域土地利用规划、城市建设和生态环境保护提供重要的数据参考与技术支撑。     

基于地形因子的鄱阳湖地区土地利用格局变化分析

为研究土地利用空间格局变化地形特征,采用1990年、2000年、2010年、2013年4期鄱阳湖地区Landsat TM解译数据及DEM数据,借助地形位、分布指数、地学信息图谱方法,深入探讨了1990—2013年鄱阳湖地区不同地形下土地利用格局的变化特征。结果表明:(1)1990—2013年,鄱阳湖地区土地利用类型以耕地、林地、水域为主,三种类型面积占比均在90%以上,建设用地快速增长,由1990年的1 387.42km~2增加到2013年的2 413.98km~2,增加了1 026.56km~2,耕地、未利用土地、林地面积分别减少513.39km~2,399.04km2,123.75km~2;(2)1990—2013年,土地利用格局变化具有地形效应,低地形范围优势分布耕地、建设用地、水域,高地形范围林地优势分布,未利用土地、草地零散分布对地形变化适宜性较强;(3)1990—2013年,研究区土地利图谱以稳定型和中期型为主,面积分别为48 457.44km~2,2 014.56km~2,稳定型图谱的优势区域位于高、低地形范围,耕地、林地、建设用地变化稳定;低、中高地形范围是中期变换型的优势分布区,主要表现为未利用土地—未利用土地—水域—水域、耕地—耕地—建设用地—建设用地。     

基于碳足迹和碳承载力的新疆碳安全评价

[目的]探索新疆碳足迹和碳承载力的的变化,评价其碳安全程度,为新疆低碳经济的发展提供理论依据。[方法]利用碳足迹理论对新疆2000—2014年的碳足迹、植被碳承载力、净碳足迹进行计算分析,并利用碳压力指数(CTI)构建了碳安全评价模型。[结果]新疆碳足迹呈上升趋势,从2000年的1.08×108 t上升到2014年的5.04×108 t,其中化石能源碳足迹占总碳足迹的比重达到96%;碳承载力不断增加,草地固碳量所占的比重最大,其次是森林、农田、园地和城市绿地;人均净碳足迹、碳压力指数均呈现增长趋势,导致新疆碳安全程度不断下降,从2009年开始就处于极不安全的状态。[结论]化石能源消费的增加是导致新疆碳足迹升高和碳安全程度下降的主要原因,虽然其能源利用率不断提高,但在未来一段时间仍然面临严峻的生态环境问题。     

陕北水蚀风蚀交错带土地利用变化及生态效应

 在GIS技术支持下,分析陕北水蚀风蚀交错带1986—1997年土地利用时空变化,并运用马尔可夫模型对未来土地利用进行预测。采用生态弹性度,进行土地利用变化与生态效应研究。结果表明:区域1986—1997年土地利用类型变化主要是水田、旱地、其他林地、高覆盖草地、水体和建设用地增加,其他呈现减少趋势。土地利用的年均动态变化指数为2.4%,土地利用动态变化幅度远远高于绝对值变化量,土地利用类型内部转换非常剧烈。除水田、高覆盖草地和其他草地外的土地利用类型垂直重心下降。生态弹性度整体呈现下降趋势,但降解幅度减小。     

基于改进粒子群算法的低碳型土地利用结构优化——以重庆市为例

探讨了如何在低碳经济背景下进行区域土地利用结构优化,并以规划区域土地利用经济效益目标和各类土地碳排放总量作为环境效益目标建立了相应的优化数学模型;采用针对多目标优化的改进粒子群算法进行土地利用结构优化多目标求解,以重庆市土地利用结构优化为例进行了实证研究。结果表明:基于向量评价的改进粒子群优化算法对土地利用结构多目标优化是适用有效的,优化结果兼顾了经济效益和生态环境效益,为土地利用结构优化提供一种良好的思路和方法。     

基于混沌免疫算法和遥感影像的土地利用分类

为提高利用遥感影像进行土地利用分类的精度，采用了基于混沌免疫算法(Chaos Immune Algorithm)的多光谱遥感影像分类方法。首先应用混沌免疫算法对样本进行自学习得到全局最优的聚类中心，然后通过得到的聚类中心对整幅影像进行分类。该方法利用混沌变量的遍历性，进行粗粒搜索，优化免疫算法的初始抗体群；通过克隆选择算子、变异算子、抗体的循环补充操作，避免陷入局部最优解，得到全局最优的聚类中心。在对淮南矿区采用TM影像进行的土地利用分类中，试验结果表明该方法分类总精度为89.9％，Kappa系数为0.8     

基于GIS的土地利用变化的地形梯度分析——以韶关市大塘镇为例

地形是影响土地利用格局动态分布的因素之一。以韶关市大塘镇为研究区,基于DEM生成坡度图和高度图,利用遥感影像提取2009—2013年土地利用类型,计算研究区高度梯度和坡度梯度的分级指数及地形位指数。结果表明:(1)耕地、水域和园地分级指数和地形位指数逐渐下降,林地逐渐上升,草地、城镇村与工矿用地、交通用地和未利用地的坡度分级指数先上升后下降,高度分级指数多呈先下降后上升,地形位分级指数先下降后上升;(2)城镇村与工矿用地的分级指数和地形位指数数值上升,其余土地利用类型数值均下降,但下降数值较小;(3)除林地外,其他土地利用类型的分级指数和地形位指数均集中于低地形位区间。高度、坡度和地形位对土地利用类型分布格局演变有重要影响,同时城镇化的发展对土地利用类型分布格局演变也有较大影响,但一定程度上遵循分级指数和地形位指数。     

基于GIS的土壤有机碳储量核算及其对土地利用变化的响应

土地利用变化是影响土壤有机碳储量变化的重要驱动因素,为了进一步探讨土地利用变化对土壤碳储量的影响,该文根据土壤样点数据、土壤类型图、土地利用类型图,分析了江苏省1985年和2005年表层土壤有机碳密度的变化以及土地利用变化对表层土壤有机碳密度的影响,主要结论如下：1）江苏省表层土壤有机密度的空间变化趋势为：黄淮平原生态区南北差异明显,北部的沂沭泗平原丘岗以增加为主,南部的淮河下游平原以减少为主;沿海滩涂与海洋生态区持平为主;而长江三角洲平原生态区表现不一：沿江平原丘岗生态亚区以增加为主,而茅山宜溧低山丘陵生态亚区和太湖水网生态亚区均表现为有机碳密度的减少;2）各地类表层土壤有机碳密度均有所增加;耕地-林地、草地;草地-林地、建设用地;建设用地-耕地、草地、林地;水域的转出以及未利用地的转出等转换类型有利于土壤碳储量的增加、其他地类间的转换会造成一定的碳排放。     

基于土地利用信息的区域可持续发展评价方法

综合考虑强调人为活动影响的生态足迹与强调自然资源影响的生态服务价值2种方法的优势,提出了基于土地利用信息的区域可持续发展评价方法。以江西省为例,遥感解译得到1990、2000、2008年 3个时期的土地利用动态变化信息;以土地利用/覆盖为主要数据,结合其它辅助数据,分别计算了江西省3个时期的生态足迹与生态服务价值;以生态足迹与生态服务价值计算结果为基础数据,构建了基于土地利用信息的区域可持续发展评价指数,评价了江西省3个时期的可持续发展状况。结果表明,在研究时段内,江西省虽然从自然资源提供生态服务的能力上看仍然处于良好状态,但是人为活动扰动已经在向不可持续方向发展,可持续发展评价指数评估显示了江西省可持续发展的不利趋势。原因在于江西省生态服务价值的增加速率较生态赤字慢,江西省的可持续发展更多地受人为活动影响。该研究可为江西省的可持续发展提供参考依据。     

区域规划土地利用结构的相对碳效率评价

为研究区域规划土地利用结构对陆地生态系统碳储量的影响,该文引入数据包络分析法,对江苏省及13市土地利用总体规划（2006－2020年）用地结构的相对碳效率进行了评价：江苏省规划土地利用结构均是相对有效的;13市2005年相对有效性比例为38.46%,2010和2020年相对有效性比例分别为38.46%和46.15%;除江苏省相对有效外,13市2005、2010和2020年相对有效性比例分别为23.08%、30.77%、38.46%;建设用地比例明显偏高是相对无效的主要原因,耕地、林地冗余亦有一定贡献。结果表明,规划有助于提高区域土地利用结构的相对碳效率;相对无效的市提高碳效率的主要方向是节约集约利用建设用地,控制建设用地扩张,对于耕地、林地等,考虑到粮食安全和碳汇功能不宜再缩减比例,只能通过加强农林实践管理增加碳储备,以提高其对生态系统碳储量的贡献。     

基于正射影像和GIS技术的县级土地利用变更调查方法研究

该文针对中国县级土地利用变更调查工作的实际情况，分别以山西省昔阳县和太原市尖草坪区为研究区，探讨了基于正射影像和GIS技术的土地利用变更调查方法。该方法的主要特点是发挥航空遥感技术的优势，把正射影像作为县级土地利用现状更新的主要数据源，在土地利用数据库的支持下，用GIS集成数据，从而建立一个准确把握县级土地利用现状及其变化的动态监测系统。     

基于正射影像和GIS技术的县级土地利用变更调查方法研究

该文针对中国县级土地利用变更调查工作的实际情况,分别以山西省昔阳县和太原市尖草坪区为研究区,探讨了基于正射影像和GIS技术的土地利用变更调查方法.该方法的主要特点是发挥航空遥感技术的优势,把正射影像作为县级土地利用现状更新的主要数据源,在土地利用数据库的支持下,用GIS集成数据,从而建立一个准确把握县级土地利用现状及其变化的动态监测系统.     

基于变化向量的耕地利用方式变化下耕地质量评价

耕地利用方式变化下耕地质量的变化研究意义重大。该文以浙江省耕地质量监测试点松阳县为例,以变化向量凸显耕地利用方式变化,探讨基于变化向量的耕地利用方式变化下耕地质量变化的快速评价方法。充分考虑各特征向量之间的联系以及不同意义不同量纲元素间的共同作用问题,选择典型相关分析CCA(canonical correlation analysis)构建变化向量;采用CCA为基础的多元变化检测MAD(multivariate alteration detection)最大限度的消除相关性影响,以方差最大的形式凸显耕地利用方式变化下耕地质量的变化;选择基于高斯混合模型(GMM)的期望最大化算法(EM)快速评价耕地利用方式变化下耕地质量的变化情况。重点分析基于快速评价的耕地利用方式变化下耕地质量变化区域的空间分布及其和传统因素法的对比分析。结果表明:基于变化向量法得到的耕地质量变化结果与传统的因素法在监测耕地质量水平不变的吻合度在80%~100%以上,耕地质量水平提高的吻合度在16.6%~50%,耕地质量水平下降的吻合度在66.7%~100%。提出的基于变化向量法的耕地质量变化评价模型能对耕地利用方式变化下耕地的质量变化做出正确的评价,评价方法科学、合理、易操作推广,为合理优化配置耕地利用方式提供定量数据支撑。     

基于“多规合一”和生态足迹法的土地利用结构优化

多规合一背景下的土地利用结构优化对实现中国土地资源高效利用具有十分重要的推动作用。该文以山东省沂源县为例,以生态优先、生态经济协调发展为原则,借鉴生态足迹理论,依据国民经济核算规则,测算国民经济发展目标生态足迹需求,结合土地利用现状及"多规"土地利用计划,以生态平衡为底限,以竭力保障区域整体公共生态服务功能为要求,优化"多规合一"背景下的土地利用结构。该县"十三五"规划期末生态保护红线、耕地、园地、林地、草地、水域、建设用地合理规模为41 835.73、35 276.61、22 596.76、13 377.61、21 268.02、2 041.59、14 549.00 hm~2;合理规模在优先落实该县生态保护目标的情况下,保障了经济发展目标完成情况下的区域公共生态服务功能最大限度供给。     

农业土地利用系统氮足迹与灰水足迹综合评价

氮足迹和灰水足迹作为定量分析人类活动对活性氮排放及水资源影响的指标,为农业土地利用系统环境效应评价提供了新的理论与途径。该文在氮足迹和灰水足迹理论的基础上,构建了县域尺度农业土地利用系统氮足迹与灰水足迹理论分析框架,以湖南桃江县为研究区,计算了农业土地利用系统氮足迹与灰水足迹。结果表明:1)1980-2010年氮足迹与灰水足迹、单位土地利用面积氮足迹与灰水足迹均呈逐年增加的趋势。2010年氮足迹和灰水足迹分别是1980年的2.02倍和2.36倍,单位土地利用面积氮足迹和灰水足迹分别是1980年的2.00倍和2.31倍;2)1980-2010年输入氮足迹和污染氮足迹分别增长了102.54%、128.79%。2010年肥料氮投入占输入氮足迹的72.72%,污染氮足迹占总氮足迹的32.79%;3)1980-2010年,每年氮肥灰水足迹均高于磷肥灰水足迹。活性氮流失的增长造成的稀释水量增加是农业土地利用系统灰水足迹增长的关键因素。评价结果显示,桃江县农业土地利用系统在足迹总量与单位土地利用足迹对大气和水资源的负面影响正在持续上升。氮足迹与灰水足迹综合评价方法能有效地识别区域农业土地利用过程对环境的负面效应,研究成果为降低农业土地利用过程的环境风险、制定农业土地利用系统优化方案提供参考。     

基于多智能体与CA结合模型分析的农村土地利用变化驱动机制

为深入剖析影响农村土地利用变化驱动因子的作用机理,研究农村土地利用变化驱动机制。该文以官林镇为例,以遥感解译、问卷调查及社会经济统计数据为基础,基于多智能体方法构建模型,定量分析自然区位因子和主体决策行为对农村土地数量和空间格局变化的驱动机制。研究结果表明:土壤p H值、表层土壤质地、农民年人均纯收入、各行业产值、与水源及道路的距离等自然区位因子对各类农村土地利用变化影响较大;智能主体的个体特征、经济特征、家庭特征等影响其用地扩张决策行为,进而影响农村土地面积变化,区位交通方面的因素影响主体的用地位置再选择决策行为,进而影响农村土地利用空间布局变化;元胞自动机(cellular automata,CA)和多智能体系统(multi-agent system,MAS)相结合的模型Kappa系数值为0.808 7,模拟效果较好,可以为系统研究农村土地利用变化,统筹安排农村各类土地利用规模、布局和时序提供科学依据。     

土地利用变化分析与决策系统的设计与实现

为了快速准确地提取出土地利用数据的变化信息,该文采用增量变化提取方法,对同一地区2个不同时间的土地利用数据进行变化检测,并自动提取出土地利用空间及属性变化信息,设计并实现土地利用变化检测分析系统,能定量分析土地信息的变化,并成功应用于实际土地利用分析案例中,结果表明从技术上已解决土地利用规划上一些“定时,定位,定量”的问题。