1990~2015年吉林省西部耕地变化与“旱改水”时空特征研究

以Landsat遥感影像为数据源,利用面向对象和决策树方法获得多期土地覆被数据;以此为基础,分析了1990~2015年吉林省西部耕地变化与旱田水田转化特征及驱动因素。结果表明：1990~2015年期间,吉林省西部耕地面积增加了2159.33 km²,增速逐渐变缓。旱田面积在1990~2000和2000~2010年期间有小幅增加,但在2010~2015年期间呈减少趋势。水田面积持续扩张,25年间增加了1139.39 km²（51.7%）,旱田净转化为水田的面积不断增加,1990~2000年为69.13 km²,2000~2010年为156.19 km²,2010~2015年为288.27 km²。人口和经济的增长是导致耕地面积迅速增长的主要原因,影响水田面积扩张和旱田向水田转化的驱动因素有：科技进步、水利设施建设、政策倾向和利益驱动。最后提出了吉林省西部地区耕地保护的建议,为区域农业生产和生态建设提供科学借鉴。     

1990~2015年吉林省西部耕地变化与“旱改水”时空特征研究

以Landsat遥感影像为数据源，利用面向对象和决策树方法获得多期土地覆被数据；以此为基础，分析了1990~2015年吉林省西部耕地变化与旱田水田转化特征及驱动因素。结果表明：1990~2015年期间，吉林省西部耕地面积增加了2159.33 km²，增速逐渐变缓。旱田面积在1990~2000和2000~2010年期间有小幅增加，但在2010~2015年期间呈减少趋势。水田面积持续扩张，25年间增加了1139.39 km²（51.7%），旱田净转化为水田的面积不断增加，1990~2000年为69.13 km²，2000~2010年为156.19 km²，2010~2015年为288.27 km²。人口和经济的增长是导致耕地面积迅速增长的主要原因，影响水田面积扩张和旱田向水田转化的驱动因素有：科技进步、水利设施建设、政策倾向和利益驱动。最后提出了吉林省西部地区耕地保护的建议，为区域农业生产和生态建设提供科学借鉴。     

京津风沙源治理工程区LUCC及土壤风蚀强度动态遥感监测研究

以遥感手段监测京津风沙源治理工程区土地利用/覆盖变化及土壤风蚀强度,分析了工程区LUCC及土壤风蚀时空格局特征及关系。结果表明:工程实施前后,LUCC及土壤风蚀强度差异明显。近30a,LUCC过程主要表现了由耕地开垦向生态退耕还林、草转变,伴随生态恢复和沙化有效抑制态势;耕地总体表现出先增加后减少态势,耕地面积1990～2000年增加面积是2000～2015年减少面积的1.9倍;林地总体呈增加态势;2000～2015年耕地转化为林地和草地面积分别为446.1km2和1 129.3km2,西部最为明显;建设用地面积扩张明显;未利用地呈减少趋势,转换类型以沙地向草地转化为主,面积为1 493.1km2。京津风沙源治理工程区土壤风蚀侵蚀模数整体呈下降趋势,生态工程实施后改善趋势明显(P0.01);总体上,东部、南部地区以高覆盖、中覆盖草地类型为主的地区土壤风蚀量小;浑善达克沙地治理区土壤风蚀量较大,但总体呈减少趋势。不同土地利用/覆盖类型对土壤风蚀强度影响较大,土壤风蚀模数依次为沙地低覆盖度草地中覆盖度草地旱地灌木林水田高覆盖度草地其他林地疏林地有林地;低覆盖度向高覆盖度草地类型转化有效抑制土壤风蚀量(减少66.12%),植被覆盖度的增加有效降低土壤风蚀模数;沙地周边区域,高/中覆盖度向低覆盖度草地类型转换过程中,土壤风蚀量呈增加(58.26%)态势,草地转化为沙地、旱地土壤风蚀量增加。     

ArcGIS软件在土地利用分析中的应用

本文基于2000年、2010年、2020年的GlobeLand30数据集,运用ArcGIS10.4软件对数据集进行处理,结合转移矩阵、土地利用变化幅度、土地利用变化动态度,分析宿州市2000～2020年土地利用时空变化特征。分析得出,宿州市2000～2010年土地利用变化缓慢,2010～2020年土地利用变化明显,主要变化为耕地面积减少550.43km2,人造地表面积增加501.96km2,变化主要发生在主城区附近及部分农村村落。     

基于2030可持续发展目标的珠三角土地消耗率与人口增长率协调关系评价

量化联合国可持续发展目标SDG 11.3.1“土地消耗率与人口增长率的比率（LCRPGR）”有助于了解城市扩张与人口增长之间的关系,为城市国土空间规划和人口城镇化调控提供数据支撑,并且对指导决策者制定城市增长计划至关重要。基于土地利用产品、夜间灯光数据和人口普查数据,提取了城市建成区,利用地理加权回归模型测算了珠三角地区1 km×1 km格网尺度人口密度。依据SDG 11.3.1指标元数据中定义和公式,对珠三角地区可持续发展进行了可靠评价。结果显示：①1990~2010年珠三角建成区面积扩张4.6倍,城区人口增长3.7倍;②1990~2010年珠三角的LCRPGR值由0.71增长到2.01;城市扩张速度与人口增长速度并非是成比例协调增长关系;③建成区的扩张主要是由耕地和农村居民用地转换而来。综上,自2000年后珠三角地区土地消耗率已经超过人口增长率,城市扩张速度与人口增长速度并非是成比例协调增长关系,二者的差异在增大,应当引起一定注意。     

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。     

基于面向对象分类的土地利用信息提取及其时空变化研究

基于面向对象的影像分类技术与土地利用变化模型,选取处于剧烈变化环境下的东江流域为研究对象,对其1980~2008年的土地利用变化特征进行了研究。结果表明:(1)面向对象的遥感分类方法在SPOT5高分辨率遥感影像分类中具有较高的精度(总体精度达87.7%),可以有效避免"椒盐现象"发生;(2)1980~2008年东江流域的土地利用方式和空间格局发生了显著变化。耕地面积急剧减少了2 854.4km2,流失的耕地主要转化为了林地、城镇建设用地;园地面积减少了667km2,流失的园地主要转化为了林地;林地面积增加了1 988.7km2,呈波动变化;草地面积比由4.9%缩减为2.0%;水域面积先减少后增加;城镇用地呈快速增长趋势,年增长率高达186.23%。加强耕地保护和适度限制城镇用地增长对区域可持续发展至关重要。     

基于随机森林的遥感土地利用分类及景观格局分析

2009年福建平潭综合实验区设立,作为闽台合作及国家对外开放的窗口,其土地利用变化主要受社会经济因素的影响和自然地理环境的制约,也与未来的土地利用规划密切相关.本文利用1990、2000、2010和2017年4期Landsat遥感影像数据,定量分析近27年的土地利用变化对景观格局的影响.结果表明:(1)在选择合适训练样本的情况下,利用随机森林方法可获得较高的遥感土地利用分类精度(4期遥感影像分类的总体精度均在87%以上,Kappa系数均在0.84以上);(2)1990~2017年,水域面积急剧减少31.04 km2,流失的水域主要转化为建设用地和林地;建设用地增加40.98 km2,年平均增长1.52 km2.近十年呈快速增长趋势,年平均增长3.87 km2;(3)在斑块类型级别上,逐年增加的建设用地导致最大斑块占景观面积比例(LPI)、聚合度(AI)和边缘密度(ED)呈上升趋势,其中LPI受到建设用地增加的影响最显著.在景观类型级别上,多样性(SHDI)和景观形状(LSI)呈下降趋势.     

我国西北干旱区湖泊变化时空特征

以西北干旱区1990、1999、2007和2015年4个时期Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像为基础,运用水体指数获取104个面积大于1km2湖泊数据,并分析湖泊变化的驱动机制。研究表明:(1)1990~2015年西北干旱区湖泊面积整体呈"增加"的状态,其中1999~2007年湖泊面积扩张速度最明显;(2)西北干旱区湖泊整体呈扩张趋势,存在明显的区域差异,面积呈先减少后增加趋势的湖泊数量最多,分布也最广。面积持续减少的湖泊数量较少,团状分布在腾格里沙漠腹地;(3)降水和温度是影响湖泊变化的两个重要因素。高山湖泊面积变化稳定,湖泊面积变化与降水、温度和蒸发量具有较好的一致性,人类活动对湖泊面积变化影响微乎其微。而平原湖泊面积变化则受自然因素和人类活动共同影响。沙漠湖泊面积则是气候变化与地下水补给源变化共同作用的结果。研究整体提高西北干旱区湖泊时空变化特征的认知,并将为本区湖泊变化研究和环境保护提供合理依据。     

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。     

安徽省土地利用地形梯度格局变化分析

针对研究土地利用变化方面基于非空间属性数据库的数据研究方法在空间位置和形象思维方面的不足,综合分析高程、坡度等多重因素研究不足的问题,提出了一种基于地形梯度的土地利用格局变化分析方法。以安徽省2000年、2005年和2010年Landsat TM影像为主要数据源,利用遥感和地理信息系统方法,探讨了安徽省2000~2010年,不同地形条件下自然因素以及人文因素对土地利用格局时空演变过程中的影响;基于数字高程模型,结合地学信息图谱理论,通过等间距(Equal Interval)分类方法,计算土地利用图谱类型的地形梯度分布。研究结果表明:安徽省土地利用结构以林地、耕地和建设用地为主,2000~2010年,未利用地和耕地面积呈不断减少趋势,建设用地面积由2000年的26 270.67km2增加到2010年的38 996.49km2,呈现不断增加的趋势,且增加幅度较大,破碎度也随之加重。前期变化型的优势分布区是地形位等级1~2级,后期变化型的分布指数总体呈增加趋势,持续变化型的分布指数变化呈现波动起伏的曲线,稳定型分布指数在1~6级呈现减小趋势,在6~10级呈现增加趋势。     

基于TM影像近十年来喀什地区地表水遥感监测与分析

根据喀什地区2000年和2010年的TM影像数据,采用图像处理和人工判读方法,统计并获得面状水体(河流水体、湖泊湿地、冰川)面积和线状水体(河流水系、人工沟渠)的长度信息。结果显示:2000年～2010年期间,河流水体面积减小20km2(4.7%),湖泊湿地面积减小14km2(1.9%),冰川面积则萎缩了约252km2(3.1%),细小河流水系的长度缩减了约306km(5.7%),而人工沟渠长度显著增加214km;据近20年数据表明,该区年平均气温增加了1.01℃,平均降水量增加了约10mm,区人口迅速增加30万人,国内生产总值增加了307亿元。综合分析表明:10年来,该地区气温升高趋势明显,夏季冰川表面面积开始减少,喀什地区冬季总体水量也呈减少趋势,而降水的增加趋势微弱,且季节性明显,并没有及时补给喀什地区地面地表水而使该地区地表水增加;人类生产生活等活动的增加进一步加剧了对地表水的需求,加快了对下游平原区河川和湖泊湿地的改造。     

基于GeoSOS-FLUS模型的乌鲁木齐主城区扩张情景模拟分析

乌鲁木齐市作为新疆首府、“一带一路”中的中亚区域经济中心,其土地资源的合理利用、城市形态的健康发展则显得尤为重要。本研究首先基于乌鲁木齐主城区1990～2018年遥感影像解译出的土地利用分类对其土地利用时空演变情况加以分析,1990～2018年乌鲁木齐主城区急剧扩张,2010年以来交通网络铺设完善,主城区快速扩张,周遭耕地、林地、草地等萎缩95.12 km²、6.49 km²、52.37 km²,重心呈现出向东与向北扩张趋势,主城区农用与绿化面积萎缩,无法兼顾经济与生态效益协调可持续发展。接着,遴选自然与社会经济等影响主城区扩张的驱动因素,结合乌鲁木齐主城区扩张历史特点设计第一产业优先、第二三产业优先、生态优先情景,利用Geo SOS-FLUS模型对不同情景下的主城区扩张情景进行模拟预测,研究发现第二三产业优先情景下建设用地明显增加1 142.94 km²;生态优先情景下生态效益高的林地、草地、水域面积显著增加281.59、651.38、7.29 km²;第一产业优先情景下,建...     

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。     

基于Landsat影像的连云港1984-2018年海岸线时空变化分析北大核心CSCD

连云港是国家首批对外开放的滨海城市。针对当前对连云港海岸线变化研究存在成果较少、时间序列不足以及缺乏土地利用与海岸线的相互作用关系探究等问题,基于1984-2018年Landsat 5、7和8影像数据,解译连云港近35年海岸线空间分布,从长度、分形维数两个方面分析了海岸线的时空变迁,并结合GlobeLand 30土地覆盖数据,从土地利用程度、转移矩阵两个方面探究海岸线时空演变特征。结果表明:1984-2018年间,连云港海岸线总长度共增长了36 km,从2000-2010年到2010-2020年海岸线年平均增长率由0.14 km/a增长至0.95 km/a;海岸线分形维数由1.05增至1.08,海岸线复杂度和曲折度均有所增加;土地利用强度的变化率由2.48%增至5.46%;发生土地利用转移的面积由208.56 km^(2)增加至939.11 km^(2),耕地和人造地表的增加很大程度上使海岸线向海推进。     

近26年赣州地区陆表环境遥感与变化分析

针对在大范围区域中,地表覆盖结构存在多样性、复杂性,影像的时相信息难以统一,较为单一算法解译的全球尺度产品在地形条件较为复杂的丘陵地区较难达到高精度提取要求,该文选用1988年至2014年近26年间共6期卫星遥感数据资料,对赣州地区的森林、灌草、耕地、荒地、水体和人造地表6类地表信息进行提取。结果表明,赣州地区森林覆盖面积呈现先减后增的趋势,从1990年的32 589.62km2减少到2000年的30 846.55km2,后逐渐恢复至2014年的31 150.05km2;26年来,裸地、陆表水和人造地表(城市不透水层)面积呈线性增加,相比1990年时期,裸地增加了约5倍,陆表水体增长了78%,人造地表呈快速线性增长,增率达5倍多。研究表明,赣州地区的水域、植被等生态资源发展态势良好,社会经济和城镇化发展速度快,综合分析发现赣州地区在海拔201~500m上生态干扰最为严重、受人类活动影响大。     

辽河口国家级自然保护区湿地时空演变遥感评估

以1980年、1990年、2000年、2010年和2020年Landsat遥感影像作为数据源,结合野外实测数据和Google Earth的高分影像,采用面向对象的决策树分类方法,得到1980～2020年辽河口国家级自然保护区土地覆盖变化情况。结合土地利用转移矩阵、景观格局分析法以及等扇方位分析法,研究近40 a辽河口国家级自然保护区内的人工类型用地时空动态演变特征。结果表明：1980～2020年间,研究区内自然湿地减少了270.12 km2,主要转化为耕地、油井、建设用地及交通用地等人工土地覆盖类型。由于受人类活动干扰较大,研究区内景观趋于破碎化、均衡化,景观异质性降低。近40 a来,研究区内人工土地覆盖类型主要沿北西北方向扩张。国家政策和经济发展对辽河口湿地的演变过程影响极大,农田开垦、城镇建设、油田开发和海水养殖等人类活动是自然湿地演变的主要驱动力。     

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     

基于时序遥感数据的福州市耕地非农化特征及驱动因子分析

耕地是粮食生产的基本载体,及时准确地获取耕地非农化信息,对于耕地资源管理和政策实施具有重要意义。为探究福州市近30 a耕地非农化变化规律,基于谷歌地球引擎（Google Earth Engine,GEE）和随机森林方法,利用多时相Landsat遥感影像提取了福州市1989、2000、2010和2019年耕地空间分布信息,并在此基础上利用土地转移矩阵、网格单元法和地理探测器等方法,分析了福州市耕地非农化的重要特征及其驱动因子。结果表明：(1)基于GEE平台的随机森林方法可有效提取南方多云多雨地区的耕地信息,土地利用分类总体精度高于90%,Kappa系数大于0.85;(2)福州市耕地空间分布不均匀,呈现东多西少,耕地面积随时间推移不断减少,耕地非农化呈现“快—慢—平”的特征。耕地非农化主要发生在高程100 m和坡度10°以下区域,耕地非农化类型主要为园林地和建设用地,其中西部地区主要为园林地,中东部地区为建设用地;(3)耕地非农化是由自然和社会因素共同驱动的结果,自然因素是耕地非农化的先决条件,城镇化增长率与人口数量增长率是导致耕地非农化主要驱动因素,其中城镇化增长率和第一产业比重增长率是...     

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。