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。     

Remote Sensing Monitoring and Comparison of Urban Land Cover Changes in Typical Cities in China-Kazakhstan Arid Region based on Cloud Platform

Urban land cover composition is the key factor affecting the living environment and urban ecosystem service. Based on the Google Earth Engine platform, Landsat 5/8 remote sensing image data were used to adopt the improved "Vegetation-Impervious Surface-Soil" model and linear spectral mixed decomposition method. The variation characteristics of land cover in Nur-Sudan, Almaty, Urumqi cities from 1990 to 2015 were compared and analyzed. The results show that the urban built-up area of Urumqi city expanded the largest area of the three cities from1990 to 2015, with an expansion of 349.81 km², followed by Nur-Sultan, with a city expansion area of 158.16 km². As the capital of Kazakhstan was relocated from Almaty to Nur-Sultan, the city of Almaty expanded the slowest during the entire period, with a total expansion of 126.23 km². In the urban built-up area, the urban surface in Urumqi increased by 7.10% from 1990 to 2015, and the Nur-Sultan and Almaty decreased by 14.9% and 4.49%，respectively. The green space component of the built-up area, Nur-Sultan increased by 6.68% from 1990 to 2015, while Urumqi and Almaty decreased by 6.65% and 2.75%，respectively. The different surface cover patterns of cities are different for different reasons. Urumqi is mainly supported by national policies, and Almaty is known for its historical background and urban planning, while the rapid development of Nur-Sudan was affected by the relocation of Kazakhstan.     

Remote Sensing Monitoring and Spatiotemporal Pattern of Land Use/Cover Change in Built-up Area of Tianjin in the Past 70 Years

Urban land use/cover changes have an important impact on urban ecosystem services functions and the environmental quality of human settlements. This study mapped urban expansion process using the historical data, remote sensing images and urban planning maps, and acquired the urban impervious surface and green space fraction based on big data platform. We analyzed the process of Tianjin urban expansion rate, intensity and urban land cover change since 1949, and revealed the driving factors in the process of urban expansion with social economic and policy factors. The results showed that the built-up area increased from 49.15 km² in 1949 to 663.39 km² in 2015. The expansion has undergone four stages of "acceleration – deceleration – acceleration - deceleration"; the urban expansion mode presents the filled with built-up area and along with the neighboring transportation trunk lines. The proportion of green space in the built-up area is increasing, indicating that the urban ecological greening in the main urban area of Tianjin has been improved.     

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。     

基于遥感影像不透水层估算的震后城区损坏面积评估

地震灾害评估对于抗震救灾具有重要的现实意义,传统的灾害评估方法大多基于震后实地的统计数据进行,在数据获取的现势性和灾害评估效率方面存在问题,针对这一不足,结合遥感数据的特点,提出了一种基于遥感不透水层估算的地震灾后城区损坏面积评估方法。该方法首先对地震前后玉树地区的两幅中分辨率遥感影像进行预处理,然后基于V-I-S模型,利用线性光谱混合分析方法,分别对地震前后震区遥感影像进行端元提取,获得不透水层的丰度图,最后通过计算地震前后不透水层像元个数,进行地震灾后城区损坏面积的评估。通过精度分析可以看出:该方法可以快速及时地获〖JP3〗取城市区域建筑物、公路等重要地物的宏观损坏面积情况,为灾后重建和震后决策提供了一定的依据。     

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。     

Study on the Pattern of Land Cover Hierarchy in Hohhot-Baotou-Ordos Cities in the Semi-arid Region of China

Taking the Hohhot-Baotou-Ordos city group in semiarid area as an example,constructs a system of surface hierarchical structure in the semi-arid area for urbanization.It reveals the urbanization process of different scales since twenty-first Century.The results show that：(1) the process of urbanization in the study area is intense in 2000~2015,especially during the period of 2005~2010.Among them,the expansion of Hohhot city presents extension type,Baotou for filling type,and ordos for enclaving type.(2) The impermeable space continued to increase (low density -medium density -high density increasing),and its proportion in urban areas increased from 62.46% in 2000 to 75.40% in 2015.The green space shows an increasing trend of fluctuation,which reflects that the urbanization process in semi-arid area focuses on the coordinated construction of urbanization and green space.Although the development of the city includes the bare soil space,the process of urbanization obviously reduces the spatial scope of the bare soil,which effectively improves the ecosystem service and human well-being.(3) the change order of impermeable components density is low,medium and high.During this period,the composition of the green space was reduced first and then increased,and the overall micro amplitude increased,indicating that the green space in the urban area was promoted.At the same time,the density of bare soil components showed a trend of high,middle and low,indicating that urbanization was expanded into a large number of bare soil.Then bare soil was further transformed into impervious surface and vegetation,and the ecological environment in the urban area was significantly improved.      

基于RS与GIS技术的川西高原土地利用/覆盖现状调查研究

选择川西高原的部分地区为研究区,以地形图、TM及ETM+影像为数据源,通过野外调查和目视解译作为信息提取手段,运用遥感技术与地理信息系统的空间数据库进行管理和空间分析,建立了研究区12个子河段的土地覆盖/利用的地形图数据库、TM/ETM+影像数据库。解译结果图形数据库和属性数据库,并通过分析确定了各个子区的土地覆盖/利用情况,研究结果表明高覆盖高寒草甸、高寒灌丛草甸、乔木林地和灌木林地是该区的主要土地覆盖类别,它们的面积占到整个研究区面积的84.14%,这也说明该地区植被覆盖较高,同时基于GIS的空间分析发现研究区植被覆盖具有较强的高度带分布特征。     

陇中黄土丘陵沟壑区遥感调查

利用Landsat5 TM数据进行了甘肃省定西地区定西县、渭源县、陇西县和通渭四县的1990－2000年土地利用和土地覆盖遥感本底调查，对十年内项目区的土地利用和土地覆盖进行客观评价,并为今后生态脆弱区生态环境恢复提出可行性意见。     

Cognitions and Perspectives in Remote Sensing of Urban Renewal Monitoring

Currently urban renewal and transformation monitoring is a relatively new remote sensing application field. In view of current status and deficiencies in remote sensing of urban renewal, this paper introduces the basic concepts, methods and applications of remote sensing in this field. Through brief review of recent advances in remote sensing of urban monitoring, this paper interpreted the remote sensing data types suitable for urban renewal; examples of applications have been presented; for the purpose of illustrating the value of remote sensing in this field. Hopefully this paper can fill the knowledge gaps in the applications of remote sensing technology to urban renewal, and can inspire new thinking in this field. Possible future directions of remote sensing in this field are then pointed out.     

对遥感在城市更新监测应用中的认知和思考

对城市更新改造的监测是目前较新的遥感应用领域。鉴于当前城市更新领域有关的遥感监测研究现状,对城市更新中遥感监测的概念、涉及方法以及与业务应用关系等方面进行了介绍,通过简要综述城市遥感监测的研究进展,分析适用于城市更新中的遥感数据类型,给出遥感在城市更新中的应用实例,尝试论证遥感在城市更新改造中的价值和作用,填补该领域遥感应用认知上的空缺,提出遥感在该领域工作可能的发展方向和研究思路。     

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。     

基于高分辨率遥感影像的面向对象城市土地覆被分类比较研究

针对高分辨率遥感影像的城市土地覆被信息提取,根据分类目的与精度要求的不同,分别引入了优化与广义两种面向对象分类方案,并对分类的结果进行分析比较。结果表明:①优化方案的分类结果总体上要比广义方案好,前者的总体精度为86.50%,相比后者的80.50%提高了6.0%,而总体Kappa系数提高了0.0851,但是该方案效率低,可移植性差;②广义方案的分类结果虽然精度略低,但是该方案具有很强的适用性与可移植性,能够在精度可控范围内,很大程度提高分类效率,实现系统而有效的自动分类;③广义方案得到的分类结果具有一致的精度,在利用其建立城市生态模型中能够保证数据之间的系统性与鲁棒性。因此,利用优化方案能够提高分类结果的绝对精度,而广义方案对于实时精确获取城市土地覆被信息、小尺度上定量监测与评价城市化的生态后果以及有效开展城市土地规划与管理具有更重要的意义。     

三江源蒸散发遥感估算及其时空分布特征研究

蒸散发是地表水热平衡的基本变量,也是衡量植被生长水分适应性的重要指标。针对三江源地面实测资料匮乏的现状,以MODIS系列产品为主要数据源,通过对地表温度—植被指数特征空间法的改进,在日尺度实现了该地区2011～2019年蒸散发的连续遥感估算,并进一步解析其时空变化特征与影响因子,揭示不同土地覆被类型的蒸散发差异,以期为三江源畜牧业可持续发展与生态环境保护提供支撑。对比分析表明：蒸散发的估算结果达到了现有遥感蒸散发产品的精度要求,可用于分析三江源地区蒸散发的时空变化特征。近9年,三江源蒸散发总体呈现先减少后增加趋势,多年平均值为420.04 mm;受海拔与降水控制,蒸散发空间分布异质性明显,从东南向西北逐渐减少;3 194～4 620 m海拔范围内,蒸散发随海拔高度增加呈单峰型变化,站点尺度年蒸散发与降水量之间的相关系数为0.71。虽然不同土地覆被分类系统下蒸散发的统计结果存在差异,但单位面积蒸散发具有林地>灌丛/灌木林>草地/草甸>裸土地/无植被区的明显特征,像元尺度多年平均蒸散发与植被覆盖度的相关系数高达0.77。     

Error Analysis of Change Detection based on Land Cover in High Resolution Remote Sensing Images in Urban Areas

Land use/land cover change detection using high spatial resolution remote sensing image is an important content in land monitoring.However,the problems of shadow,image registration,threshold selection,detection method selection and image post-processing are more prominent in high-resolution images compared with that in medium and low resolution images,which result in more difficulties and uncertainties.Change detection of land cover was carried out base on aerial color images between 2009 and 2012 in Xianlin District of Nanjing,and the errors were analyzed in terms of intra-class and inter-class.The results show that the inter-class error accounted for 97.6% in the omission error,and the intra-class error accounted for 87.1% in the commission error.According to the error sources,72.6% of the false negative pixels are derived from the detection method,43.6% of the false positive pixels are come from detection method while 39.7% from radiation inconsistent.The analysis results in the paper provided reference for the development of new change detection algorithm.     

遥感城市热岛提取的影响因素分析

随着城市化进程的加快,热岛效应成为当今社会热点问题,研究主要集中于热岛强度变化和景观格局影响分析.遥感热岛提取结果受到多方面因素的影响,因此影像选择尤为关键.以石家庄地区为例,选取不同季节、相同季节但植被状态不同的Landsat影像以及ASTER夜间影像,分析季节、农田生长状态、昼夜等因素对遥感热岛提取结果的影响.研究...     

1992~2013我国干旱区城市不透水遥感制图与扩张过程分析

城市不透水地表作为城市建成区的重要环境指标和物理参数,在城市管理规划、环境评估、灾害预测、城市热岛以及气候变化等领域具有重要价值。及时准确地获取区域尺度城市不透水地表信息,对于城市发展综合规划、科学研究等具有重要意义。以DMSP（Defense Meteorological Satellite Program）和MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）为主要数据,通过构建植被调节型不透水指数（Vegetation-Adjusted Impervious Surface Index, VAISI）和非线性机器学习模型支持向量回归（Support Vector Regression, SVR）,完成了1992~2013年我国干旱区主要城市不透水面的22期遥感制图与变化过程聚类分析。研究结果表明：近20 a来我国干旱区城市不透水面总体上扩张幅度较大;时间变化过程上呈现显著扩张的趋势,且这一扩张在过程在2000年前后出现了提速;空间上,干旱区城市扩展的区域异质性显著,各城市不透水面扩张速度不均衡,不同等级规模城市扩张的速度差异明显。结合城市扩张动态度和城市面积聚类分析,我国干旱区主要城市的扩张过程可分为：高速扩张型、快速扩张型、中速扩张型和低速扩张型。     

基于生态地理分区的5套土地利用覆盖数据的不确定性研究

基于生态地理分区从面积精度和位置精度两个方面定量探讨了5套全球土地利用/覆盖(LULC)数据产品在实际应用中的不确定性,为基于生态地理分区的相关研究选择合理数据集提供参考依据,同时为中国生产全球LULC产品提供有关信息。选择中国地区20个典型生态地理分区为研究对象,采用最小误差频率法,分析5套数据集对各个类型面积估计的不确定性大小及原因;采用混淆矩阵法,基于位置分析5套数据集在类型混分方面的不确定性大小,原因及空间分布规律。结果表明:在生态地理分区尺度,MODIS,Meris300以及Glc2000这3套数据集明显优于Umd和Usgs这两套数据集,并且随着生态地理分区自南向北\,自东向西的空间分布,这3套数据集的不确定性呈减小趋势。对所有生态地理分区而言,Meris300数据集整体估计的稳定性最高,但是估计精度不是最高,并且它对建设用地和水域的估计最有优势。MODIS数据集整体估计精度和稳定性次之,对耕地的估计最有优势。 Glc2000数据集更适用于土地利用/覆盖简单的生态地理分区。研究还发现地形和土地利用/覆盖的复杂程度是引起数据集不确定性的两个重要因素。     

基于SPOT5影像的山东南四湖地被覆盖分类研究

以南四湖2006年6月中旬的两景SPOT5多光谱卫星影像为数据源,借助ERDAS Imagine和ArcView软件,运用非监督分类与人工目视解译的方法对影像进行分类处理。运用实地调查记录检验分类结果,符合率达到83.3%。依据分类结果绘制了南四湖地被覆盖图,并且计算了各种地被类型的面积。南四湖大堤内总面积为1206.9 km²,其中开阔水域占总面积的45.54%,湿地植被面积占21.06%,围网养殖区面积占15.6%,无水区的村庄、农田和林地占17.8%。南四湖地被覆盖格局主要受人为因素影响,为保护南四湖生态环境,必须禁止湖内土地围垦,控制围网养殖区,逐步恢复湿地植被。