基于遥感和GIS的东亚土地覆盖年际变化研究

土地覆盖的年际变化是以土地覆盖的宏观分布模式为基准，在外界驱动因子的作用下发生的年与年之间的变化，因此，为揭示东亚地区土地覆盖的年际变化特征，首先选取东亚地区时相一致的不同空间分辨率（1km和8km)的NDVI影像进行了非监督分类，并总结了东亚土地覆盖的宏观分布模式，然后以时间序列的8kmAVHRRNDVI数字影像为基础，应用跨平百分率分析方法生成每年5-9月距平百分率分级影像，并以该影像为基础分析总结了东亚土地覆盖的年际变化特征，结果显示，该方法及其揭示的现象比较客观地反映了东亚土地覆盖年际变化特征。     

北京市绿色空间时空变化遥感分析

本文利用Landsat遥感影像数据对北京市建成区的绿色空间进行分类,并且在此基础上分析城市建成区内部绿色空间面积、覆盖率和人均绿地等指标及其变化,从多个指标的变化定量化研究城市建成区内部绿色空间的变化情况。研究结果表明,2015年较2005年北京市建成区绿色空间面积、覆盖率和人均绿色空间均有一定的下降;在绿色空间的种类上,农田所占比例下降,草地和林地的占比增加,三环内绿色空间变化较小。     

基于遥感和GIS的西安市土地利用时空变化研究

利用2000和2007年两期TM遥感影像,通过最大似然法、地理信息系统空间分析方法以及数理统计方法,借助Erdas Imagine 9.0、ArcGIS 9.2和Matlab软件平台,计算出西安市土地利用类型的动态转移矩阵;构建了土地利用程度变化指数、土地利用变化类型的多度和重要度指数等区域土地利用变化的指数模型,定量分析西安市土地利用时空变化。揭示了西安市土地利用差异以及土地利用空间变化的主要类型、分布特征和区域方向,阐明了西安市土地利用变化的区域特点,为土地可持续利用提供有效的决策支持。     

基于MODIS温度和植被指数产品的山东省土地覆盖变化研究

地表温度(LST)与归一化植被指数(NDVI)构成的NDVI-Ts特征空间具有丰富的地学和生态学内涵。MODIS数据因其优越的时间分辨率、波谱分辨率,已被广泛地运用于各个领域。在本研究中,运用遥感技术和GIS技术相结合的手段,利用NASA提供的MODIS温度产品和NDVI产品,以山东省土地利用图、山东省TM遥感影像图和基于3S技术的山东省森林资源调查项目的外业调查数据为参考和评价标准,以NDVI-Ts时间序列为指标,在进行土地覆盖分类的基础上,分析比较了山东省土地覆盖从2000年到2006年的变化情况。研究结果表明,利用MODIS产品将NDVI-Ts时间序列作为分类特征,在较大尺度范围的土地覆盖分类中具有较高的分类精度,有利于对土地覆盖变化进行动态监测。     

青藏高原地表温度时空变化分析

使用MODIS地表温度(LST)产品对青藏高原地表温度的空间分布和年际变化进行分析。通过一种融合时空信息的方法对LST缺失像元进行重建恢复,重建后有效像元比例达到97%以上。用正弦和线性分段函数法将4个瞬时时刻的LST观测值拟合为日平均LST,经地面0cm土壤温度观测数据验证,拟合后的均方根误差(RMSE)在1K以内。建立以年为周期的余弦函数模型,刻画了LST在一年内的季节波动,并得到LST的年平均值、振幅和峰值日期3个参数。分析了各参数在空间上的分布和多年的变化趋势。结果显示:LST年平均值与海拔高度、纬度和下垫面类型相关性较大;年内振幅从青藏高原东南部到西北部呈升高趋势;水体的峰值日期相比其他地物类型有明显的延迟。多年变化斜率分析显示,整个青藏高原的年平均LST以每年0.015K的速度升高,振幅以每年0.076K的速度增长,反映出受气候变化的影响,极端气候出现的概率明显增大,而峰值日期有所提前。     

北京市土地利用变化对地表温度的影响分析

运用遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术,对北京1995年至2005年的土地利用时空变化特征进行了分析,并分析了土地利用变化对区域内地表温度的影响。北京在1995年至2000年的土地利用变化较小,随后五年城镇面积大量扩张,占用了大量的耕地和林地。北京地表温度等级较高的区域在数量上呈逐年增加的趋势,同时在空间分布上呈现从分散向城市中心集中的趋势。构建了TVX空间研究土地利用变化对地表温度的影响,计算了不同土地利用类型转变为建设用地的变化向量长度,并选取未变化的土地利用类型的平均温度作为控制点,消除不确定性因素,分析得出变化向量的幅度依次是:有林地>水域>其他林地>灌木林地>草地>耕地,由此可以看出,林地和水域对缓解地表热环境作用较强,在城市规划中,要尽量保护林地和水域。     

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75.65 km²和76.04 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 km     

全球环境变化视角下的土地覆盖分类系统研究综述

全球环境变化需要精确和最新的区域到全球尺度的土地覆盖数据集以支撑生态系统评估、生物多样性保护、气候变化研究和环境建模。然而,在土地覆盖分类数据集建立过程中,建立科学标准的分类系统至关重要,它影响着数据产品的集成与共享,数据的应用领域与范围。通过对区域尺度、全球尺度及可扩展的FAO土地覆盖分类系统进行评述,指出：① 目前国内外没有普遍认可并广泛应用的标准土地覆盖分类系统,这种分类系统的非标准化影响了数据产品的应用以及对土地覆盖变化的监测;② 复合特征是土地覆盖的固有属性,有效地表达与特征量化复合类型是需要不断努力去解决的问题;③ 我国迫切需要建立一套标准的土地覆盖分类系统,一方面能够与国际土地覆盖产品接轨,另一方面充分体现我国的自然环境特征。     

基于遥感数据的城市地表温度与土地覆盖定量研究

利用Landsat TM数据,以徐州市为研究区,采用单窗算法反演地表温度,通过混合像元分解和V-I-S(植被—不透水面层—土壤)模型将土地覆盖类型分解为对城市热环境具有重要影响的植被、土壤、不透水面层3个分量,最后利用得到的3种地物比例、直接分类后的土地覆盖类型和地表温度对研究区城市热岛的空间分布特征、地表温度与土地覆盖类型以及各种影响因子之间的关系进行定量研究。研究成果能够有效地应用于城市人居环境研究和生态环境过程分析中。     

利用MODIS卫星资料分析北京地区地表反照率时空分布及变化特征

利用2000～ 2005 年MOD IS 地表双向反照率(MOD43B3) , 植被指数(MOD13A 2) 和地表覆盖类型(MOD12Q 1) 资料, 分析了北京及周边地区地表反照率的时空分布, 计算了2000～ 2005 年平均地表反照率的时间变化。结果表明, 北京城区年平均地表反照率为0. 12, 山区森林(0. 11) 明显小于平原地区(0. 15) , 而永定河流域反照率较大(0. 18) , 这主要是因为永定河流域植被覆盖度较低(植被指数低) , 山区地表反照率季节性变化不明显。2000～ 2005 年6 年的统计回归显示北京平原地区反照率呈略有下降。     

ALOS影像数据土地覆盖分类及景观特征研究

通过马氏距离法、最大似然法、支持向量机三种途径对土地覆盖进行分类,以混淆矩阵对分类结果做精度评价,结果显示,最大似然法和支持向量机分类有较好的效果。以最大似然法为例,通过引入归一化植被指数（NDVI）、基于灰度共生矩阵的纹理特征等进行不同特征组合的分类,探讨其对分类的影响。研究表明,NDVI、对比度、均值参与分类后,对分类精度都有不同程度的提高,而三者与原始波段的结合分类精度最高。基于分类结果做景观格局定量分析。结果表明,研究区景观类型较为丰富,以耕地为主导,再加上城镇和农村聚落用地,约占到整个研究区的82%,表明景观所受的人类活动干扰和压力很大、生态风险高。因此,必须强化黑河中游绿洲荒漠区的土地利用规划和管理,适当约束耕地和聚落用地的扩张,提高土地利用效率;要加强生态保护和建设,提高景观的抗干扰能力。     

土地利用与土地覆盖变化信息的图谱研究——以大福州为例

本论文应用RS和GIS复合技术提取大福州城土地利用信息图谱,从现状结构、发展变化(净变化与相互转化)等方面对大福州城的土地利用信息进行定性和定量的分析,并建立了实验区土地利用演变过程和空间扩展图谱,其研究和建立的土地利用斑块形态与扩展图谱,在一定程度上反映了地学信息图谱的“形-数-理结合”和“系列化”、“谱系化”、“模型数值化”的特征,本工作是地学信息图谱在LUCC中的应用尝试,对区域土地可持续利用有指导意义。     

超大城市土地覆盖与热环境的随机森林回归模型研究

目前对于超大城市土地覆盖和热环境定量模型研究报道不足,这主要是因为大城市地表温度和地表生物物理组分之间存在复杂的潜在非线性关系,这使得准确评估城市热环境情况遇到了严峻的技术挑战。研究选取中外6个典型超大城市（北京、上海、广州、伦敦、纽约和东京）为研究对象,以Landsat遥感影像为主要数据源,利用单通道算法反演各城市地表温度,采用随机森林回归模型（RFR）建立土地覆盖类型与城市热环境定量关系模型（LCT）,综合分析城市土地覆盖因子与热环境间的多维定量关系。土地覆盖与地表温度的定量关系显示,城市地表热场的空间结构在很大程度上被下垫面用地类型所左右,不透水面会导致高温热场的聚集,而植被和水体则有降温作用。6个超大城市地表覆盖结构变化产生的升温/降温效应有所差异,北京、上海、纽约和东京等城市区域的植被和水体降温效应较广州和伦敦显著。基于随机森林回归方法建立了NDVI、MNDWI和NDISI等3种土地覆盖类型与城市热环境的综合定量关系模型（LCT）,模型得到的精度高于基于多元线性回归方法建立的模型。LCT＿RF模型的R2值在0.623～0.826之间,比LCT＿MLR模型高0.021～0.07...     

近70年内蒙古呼和浩特城市演化的形态特征及影响因素剖析

城市演化的形态特征及其影响因素分析对于城市生态环境治理及国土空间管控具有重要的应用价值。然而,目前对城市形态特征演化过程的长期识别,尤其对北疆地区及少数民族地区的研究仍显不足。以呼和浩特市为例,基于遥感影像、土地利用/覆盖数据集和城市不透水面与绿地空间组分数据集等信息,利用地理统计方法,分析了1949～2018年城市扩展时空特征以及21世纪以来的城市土地覆盖变化,揭示了城市演化的影响因素,进一步探讨了城市规划在城市演化过程中的作用。研究表明：70年间,呼和浩特市区城市土地面积以“减速—保持—加速”的扩展特征增长了67.62倍,在形态上呈现“填充式—圈层式—单轴线外延—双轴线外延”模式。2000年以来,呼和浩特市区城市不透水面比例呈“先上升后下降”的趋势,城市绿地空间比例则呈现“波动上升”的趋势。国家西部大开发战略、城市总体规划等相关规划政策,以及经济因素是影响呼和浩特市城市演化的重要因素。本研究可为呼和浩特市以及北疆少数民族地区的城市可持续发展提供重要的参考。     

土地利用变化下北京市热通量的时空演变

探究土地利用变化对城市热通量的影响,对城市用地规划和城市热岛缓解具有重要指导意义。利用混合像元组分排序对比和分层能量切割方法,通过Landsat系列数据反演的地表参数,结合气象再分析资料,估算了2004、2009、2014和2017年4期9月份的北京市地表瞬时热通量,依据同期的北京市土地利用图,分析了北京市热通量随土地利用变化的时空演变。结果表明：①北京市地表温度和热通量分布具有明显的空间异质性,山区和平原、平原不同土地利用类型之间差异明显;②在不同时期,土地利用类型间的地表温度和热通量的高低次序具有一致性,瞬时潜热通量,林地最高,为347.85~546.95 W/m²,其次为耕地、草地,建设用地最小,为225.23~349.03 W/m²,感热通量和地表温度则相反,建筑用地最高,分别为94.06~189.28 W/m²和25.18~32.25 ℃,耕地和草地次之,水体的最低,分别为28.15~102.55 W/m²和19.25~28.38 ℃;③土地利用类型转变引起的城市热通量变化方面,自然表面转为建设用地时,潜热通量急剧减少,感热通量增加,城区周边耕地的潜热通量受城市热辐射影响而增加,城市绿地能有效缓解城市热岛效应。     

卫星遥感西藏高原积雪时空变化及影响因子分析

积雪是气候变化的指示器,其变化对地球能量和辐射平衡以及水分循环产生深刻的影响。研究积雪与气候变化的关系是气候变化区域响应的最好实证。利用2000年3月~2011年2月共11 a的MODIS雪盖产品数据、1979~2010年逐日雪深被动微波遥感数据、DEM数据以及地面气象观测数据,通过GIS空间分析及地统计分析功能,系统分析西藏高原雪深、雪盖和雪线的时空变化规律及其对气候变化的响应关系。研究表明:研究区雪深的分布形成了四周山地积雪深度大,中部腹地雪深小的空间格局。1979~1999年平均雪深呈极显著增加趋势,线性倾向率为0.26 cm/10a,1999~2010年则呈下降趋势。逐像元回归分析结果显示,研究区年积雪深度呈增加趋势的像元数占全区像元总数的76.9%,有减少趋势的仅占23.1%;雪盖面积变化总体呈缓慢波动减少趋势,线性倾向率为-3.89万km²/10a;7、8月在中东部念青唐古拉山、南部喜马拉雅山、冈底斯山和昆仑山等山脉一带以及高原腹地局部地区仍存在大面积常年积雪;雪线年平均呈微弱上升趋势,线性倾向率为6.54 m/10a,各季节平均雪线中,秋季雪线的变化对年平均贡献最大;雪线空间分布呈现从东南向西北逐步升高的态势。积雪参数与气候因素的相关分析表明,雪深春秋季主要受风速和日照时数影响,夏冬季则分别是降水量和风速;气温是影响四季积雪覆盖面积的主导因素,春秋季雪线与气温分别呈正相关和负相关。     

哈尔滨城乡梯度建设用地结构变化及不透水面遥感监测分析

在快速城镇化背景下,客观掌握城市扩张进程中的城乡建设用地及内部不透水面变化特征,有利于优化大都市城乡用地结构及空间融合发展。基于城乡建设用地及不透水面遥感监测数据集,应用空间分析模型,对哈尔滨2000~2015年城乡建设用地规模、结构及内部不透水面时空演变特征进行分析,探究城市扩张格局、区位差异、建设用地利用强度及城乡之间的差异。结果表明：①2000年以来城乡建设用地快速扩张了158.32 km²,年变化率和动态度均呈先增大后减小趋势;从城市核心区至远郊区方向其扩张规模依次增大,建设重点不断向城市周边推移,呈现出较明显的空间异质性;②城镇建设用地和独立工矿用地面积及占比逐年增加,扩张来源均以耕地为主;农村居民点占比降低了13.14%,城乡建设用地结构特征发生了较明显变化;③2000~2015年城乡建设用地内部不透水面面积和比例分别增加了145.32 km²和10.04%,城镇建设用地利用强度已达到较高水平,农村居民点用地利用强度快速提高,城市和农村之间的差距不断缩小;自城市核心区至远郊区方向不透水面比例不断降低,可利用潜力越大,不透水面面积增量、比例增量、比例增长率及扩张强度大体呈增加趋势,不透水面与城乡建设用地规模变化趋势相近,可在一定程度上揭示城市扩张轨迹。     

基于GEE平台的海岛地表覆盖提取及变化监测——以苏拉威西岛为例

随着海洋在国家政治、经济、资源等方面重要性的提升,对海岛开发利用、管理和保护等具有重要意义的海岛地表覆盖研究逐渐受到关注.针对传统的大范围地表覆盖提取速度慢、效率低的问题,基于Google Earth Engine(GEE)地学大数据平台,以作为生态重点保护区的印度尼西亚的苏拉威西岛为研究区,开展海岛地表覆盖提取及变化...     

近20年来腾格里沙漠南缘土地利用/土地覆盖变化及其成因探讨——以甘肃省古浪县冰草湾地区为例

以甘肃省古浪县冰草湾地区1991、2000和2009年3期Landsat TM影像为数据源,采用基于对象的影像分类方法提取研究区各时期的土地利用/土地覆盖信息,在此基础上分析了研究区土地利用结构变化、土地利用类型转换关系和导致土地利用变化的驱动力因素。结果表明:采用基于对象的影像分类方法精度较高,可以达到准确提取土地利用/土地覆盖信息的目的;1991~2009年,冰草湾地区农田和居民用地的面积持续增加,并向沙漠和盐碱地方向扩张,呈现"人进沙退"的格局;2000~2009年各种土地利用类型之间的相互转换速度明显低于1991~2000年,土地利用状况呈现趋于稳定的趋势。造成土地利用/土地覆盖变化的主要驱动力是引黄灌溉和生态移民工程的实施。     

越冬期不同覆盖对土壤水分变化及黄花菜生长和产量的影响

越冬覆盖可减少冬季土壤水分的损耗,在地膜和秸秆覆盖中,以地膜覆盖保墒最好;覆盖物的不同,春季地温回升快慢不同,各处理间黄花菜生育期以地膜覆盖出现较早,秸秆覆盖出现较迟;同一时期测定的黄花菜叶长和叶宽,以地膜覆盖长势较好,秸秆覆盖长势最差。同时地膜覆盖抽薹数和落蕾数比对照多,秸秆覆盖抽薹数比对照多,而落蕾数比对照少,从而使秸秆覆盖产量比对照增产27.3%～165.9%;地膜覆盖产量因受干旱和冰雹灾害的影响不同,产量与对照比有增有减,在试验地两年里,2004年因干旱影响严重,产量比对照减产4.9%,2005年虽有干旱影响,但在春苗期,主要是受5月30日冰雹的影响,使产量比对照仅增产7.9%。黄花菜日鲜重与采摘天数呈现二次型曲线变化。