基于遥感影像的长春城市用地建筑面积估算

基于知识规则的遥感影像分类方法以及空间网格技术(GRID)通过建立网格内城市建筑用地面积所含的阴影面积比例与容积率的关系,计算每个网格的建筑容积率,进而估算城市不同土地利用类型的建筑面积.结果表明:长春市2003年城市建筑总面积为135.98km2;用地类型平均容积率为商业用地＞公共建筑用地＞居住用地＞工业用地.基于知识规则的遥感分类方法以及空间网格技术(CRID)应用于建筑容积率估算不仅可以提高建筑容积率估算精度,而且进一步可以估算不同城市用地类型的建筑面积.     

区域尺度城市增长时空动态模型及其在京津唐都市圈应用

Dynamic urban expansion simulation at regional scale is one of the important re-search methodologies in Land Use/Cover Change (LUCC) and global environmental change influenced by urbanization. However, previous studies indicate that the single urban expan-sion simulation for future scenarios at local scale cannot meet the requirements for charac-terizing and interpreting the interactive mechanisms of regional urbanization and global en-vironmental change. This study constructed a regional Dynamic Urban Expansion Model (Reg-DUEM) suitable for different scenarios by integrating the Artificial Neural Network (ANN)and Cellular Automaton (CA) model. Firstly we analyzed the temporal and spatial character-istics of urban expansion and acquired a prior knowledge rules using land use/cover change datasets of Beijing-Tianjin-Tangshan metropolitan area. The future urban expansion under different scenarios is then simulated based on a baseline model, economic models, policy models and the structural adjustment model. The results indicate that Reg-DUEM has good reliability for a non-linear expansion simulation at regional scale influenced by macro-policies.The simulating results show that future urban expansion patterns from different scenarios of the metropolitan area have the tremendous spatio-temporal differences. Future urban ex-pansion will shift quickly from Beijing metropolis to the periphery of Tianjin and Tangshan city along coastal belt.     

基于遥感的内蒙古地级市土地覆盖结构时空变化特征分析

城市土地覆盖结构对城市生态服务功能和人居环境质量产生重要的影响。采用2000～2015年Landsat TM并协同高分辨率遥感影像,利用线性光谱混合模型获取内蒙古12个地级市每5 a土地覆盖结构信息,监测并分析城市扩张时空动态、土地覆盖结构及扩张类型差异特征。研究结果表明:2000～2015年,内蒙古12个地级市土地覆盖结构总体变化较快,城市面积扩张278.93km~2。相比较而言,2010～2015年城市面积扩张比例是前两个时间段(2000～2005年和2005～2010年)的1.61倍与1.91倍。2010年以来变化最为剧烈,城市不透水地表扩张尤为明显,城市植被呈现不同程度增加态势。城市扩张经历了3个阶段,即城市内部填充—城市内部填充—城市外延扩张型为主的变化过程,其中包头市和呼伦贝尔属于内部填充型城市。内蒙古地级市土地覆盖结构变化及差异特征与人口增长和社会经济发展有密切的关系。     

长春百年城市土地利用空间结构演变特征研究

综合集成SPOT5、TM遥感影像,大比例尺地形图、城市现状图、城市规划图、历史地图等空间数据建立了一种"面向对象分割"的信息提取方法重建长春1905年、1932年、1954年、1976年、1990年和2004年共6期城市土地利用空间分类信息.利用分形模型、空间集聚模型、空间圈层结构模型分析长春百年来城市土地利用空间结构演变特征.结果表明:"面向对象分割"的多源源空间信息集成下的系列城市土地利用分类信息提取方法在提高信息提取效率、分类精度以及进一步的空间分析定位精度方面具有较好的效果.     

基于多源时空信息的西宁和拉萨近70年来城市扩展过程重现及地表覆盖变化分析

西宁和拉萨城市作为青藏高原人类活动的热点地区,其发展历程对青藏高原社会经济发展具有重要影响。研究基于遥感影像、城市规划图和历史地图等资料重建了西宁和拉萨城市1949基准年、1978基准年、1990年、2000年、2010年和2018年城市扩展及2000年以来城市不透水层和绿地空间组分数据,分析了1949基准年以来西宁和拉萨主城区城市扩展的时空特征,揭示了社会经济因素和政策因素对城市土地利用/覆盖变化的影响。研究结果表明：①新中国成立以来,西宁和拉萨主城区持续扩展,均呈现非线性的增长态势,城市土地面积分别从1949基准年的1.98 km²和1.10 km²增长到2018年的79.26 km²和77.04 km²;西宁主城区城市扩展呈现十字状的扩展态势,拉萨呈现出圈层外延式的扩展模式;②自2000年来,西宁和拉萨城市绿化水平显著提升。2000~2018年,西宁和拉萨城市不透水层面积分别从36.91 km²和21.56 km²增加到55.34 km²和48.21 km²,城市绿地空间面积分别从10.78 km²和8.48 km²增加到19.21 km²和20.35 km²,年均扩展速度分别为0.47 km²/a和0.66 km²/a;主城区城市不透水层比例分别从74.09%和66.21%下降到69.82%和62.58%,城市绿地空间比例从21.64%和26.05%上升到24.24%和26.41%;③西宁和拉萨城市人口增长、经济发展和国家相关政策与主城区城市扩展及其土地利用/覆盖变化密切相关,主城区城市扩展阶段与人口增长、经济发展阶段以及国家相关政策实施时间接近吻合。主城区土地利用/覆盖变化与城市规划相关政策高度相关,尤其是园林绿化建设,显著增加了城市绿地空间面积,城市绿地空间面积比例较2000年显著提升。     

2008年春季中国南方冰雪冻害林木折损分析

An abrupt ice and snow storm disaster which occurred in the spring of 2008 se-verely destroyed forests over a surprisingly large portion of southern China. A transectcrossing Jinggang Mountain-Jitai Basin-Yushan Mountain-Wuyi Mountain was selected as the study area. The authors integrated field data collected in two field surveys to analyze the impacts of the disturbance on forests. The following results were obtained. (1) The extent of damage to plantations along the transect decreased in the order of slash pine > masson pine > mixed plantation > Chinese fir. Slash pine is an introduced species from southern America which is characterized by fast growth, low wood quality and rich oleoresin, and showed a damage rate of 61.3% of samples, of which 70.4% cannot recover naturally. Masson pine is the native pioneer species of forests with harder wood, and 52.5% were damaged due to turpentine, of which 60.9% cannot recovery naturally. Chinese fir is a local tree species and samples showed a rate of 46% and a relative rate of 32.5%, lower than the mixed plantation.(2) From west to east along the transect, we can see that evergreen broad-leaved forest of the western transect on Jinggang Mountain showed the lightest damage extent, and a Cryp-tomeria plantation at an altitude of 700 m was severely destroyed while Chinese fir showed light damage below 700 m and relatively severe damage above 900 m. Masson pine and slash pine in the central transect in Jitai Basin were damaged severely due to turpentine ac-tivities, and closed natural secondary deciduous broad-leaved forest was damaged severely due to high ice and snow accumulation on intertwined shrubs. Masson pine aerial-seeding plantations below 400 m along the eastern transect in Xingguo and Ningdu counties were nearly undamaged for small tree sizes, and Chinese fir at 500-900 m altitude showed a lighter damage extent. However, masson pine which was distributed above 400 m and planted in the 1960s, was severely damaged due to turpentine.     

基于遥感影像的长春城市用地建筑面积估算

基于知识规则的遥感影像分类方法以及空间网格技术（GRID）通过建立网格内城市建筑用地面积所含的阴影面积比例与容积率的关系,计算每个网格的建筑容积率,进而估算城市不同土地利用类型的建筑面积。结果表明：长春市2003年城市建筑总面积为135.98 km2;用地类型平均容积率为商业用地〉公共建筑用地〉居住用地〉工业用地。基于知识规则的遥感分类方法以及空间网格技术（GRID）应用于建筑容积率估算不仅可以提高建筑容积率估算精度,而且进一步可以估算不同城市用地类型的建筑面积。     

21世纪以来西安城乡梯度土地覆盖变化及对城市热岛影响时空特征

城市快速扩张导致城乡梯度土地覆盖发生显著的变化,引发不透水地表的增加,植被覆盖的减少,从而加剧了城市热岛强度。研究城乡梯度土地覆盖变化引起的城市热岛效应,并揭示城市热岛的时空特征及强度的变化,对城市规划建设、人居环境改善及提升城市生态系统服务功能具有重要的意义。基于Landsat系列4期影像,利用单窗算法反演西安市地表温度,计算热场变异指数得到热力场强度图并对其进行等级划分,结合土地利用/覆盖类型数据分析城乡梯度土地覆盖变化对城市热岛强度的影响。结果表明：①2000年西安市极强热岛效应区占研究区面积的10.58%,逐渐增加到2011年极强热岛效应区域的面积占比达到16.14%,而后到2015年降低为9.00%,整体上西安市城市热岛效应呈现出了先增长后降低的趋势;②2000年到2015年城乡建设用地面积增加了412.76 km2,极强热岛强度的范围随城市建成区的扩张逐年向外扩展;③无热岛效应区约70%位于耕地和林地,水域在无热岛效应中的占比也在逐年增多,从31%增加到了47%。不透水地表面积占比与地表温度有显著相关性,城乡梯度植被和水体面积的增加可以有效地缓解城市热岛强度。     

基于云平台的中哈干旱区典型城市地表覆盖变化遥感监测与比较

城市地表覆盖组分是影响人居生存环境和城市生态系统服务的关键因素。基于Google Earth Engine平台,利用Landsat 5/8遥感影像数据,采用改进的“植被—不透水面—土壤”模型及线性光谱混合分解方法,提取地处干旱区的中国西部大城市乌鲁木齐市与邻国哈萨克斯坦首都城市努尔–苏丹市、大城市阿拉木图市的地表覆盖信息,对比分析1990~2015年3个城市地表覆盖的变化特征。结果表明：1990~2015年间乌鲁木齐市城市建成区扩张面积最大,扩张了349.81 km²;其次为努尔-苏丹市,城市扩张面积为158.16 km²;由于哈萨克斯坦首都由阿拉木图市迁往努尔-苏丹市,整个时段阿拉木图市城市扩张最慢,总计扩张了126.23 km²。在城市建成区内,1990年到2015年间乌鲁木齐市城市地表不透水组分增加了7.10%,努尔—苏丹市和阿拉木图市分别减少了14.9%、4.49%。建成区内绿地组分努尔—苏丹市从1990年到2015年增加了6.68%;乌鲁木齐市和阿拉木图市分别减少了6.65%和2.75%。城市所表现出来的不同地表覆盖特征乌鲁木齐市主要受国家政策支持,阿拉木图市由于其历史背景和城市规划,努尔—苏丹市城市的快速发展则受哈萨克斯坦迁都的影响。     

中国半干旱区呼包鄂城市群地表覆盖等级结构时空特征研究

以地处半干旱区的呼包鄂城市群为例,基于精确的建成区边界,采用决策树阈值分类模型与指数耦合模式,植被—不透水—土壤选取模型结合最小二乘像元混合分解模型等方法,构建半干旱区城市化过程中地表覆盖等级结构体系研究,从城市化—城市结构—城市组分揭示不同尺度21世纪以来的城市化过程。结果表明:①呼包鄂城市群2000～2015年的城市化过程较快,2005～2010年时段最为明显;总体空间格局呈现呼和浩特市外延式扩张,包头市填充式内展,鄂尔多斯市飞地式扩张为主;②不透水空间持续增加,在城区的占比由2000年的62.46%提升到2015年的75.40%;绿地空间呈现出波动变化的增加趋势,反映出半干旱区的城市化过程注重城市化与绿地协同建设;城市发展将裸土空间纳入,但城市化过程明显降低了裸土空间范围,有效提升了生态系统服务功能和人类福祉;③不透水组分密度变更顺序为低、中、高,增加明显的时段为2005～2010年;绿地组分呈现先降低后增加的变化特征,总体微幅增加,说明城区绿地得到提升;裸土组分密度呈现高、中、低的变化趋势,表明城市化扩张纳入了大量的裸土,随后裸土进一步转化为不透水面和植被,使城区内生态环境得到明显提升。总体而言,半干旱区的城市化过程可以有效降低周边裸土的面积,使其转化为可被利用的建筑和植被,有效改善区域水热环境和生态系统服务功能。