密云水库上游土地利用与景观格局变化特征

基于遥感监测的多期土地利用/土地覆盖数据,详细分析了密云水库上游地区近10年土地利用类型的时空转变,并借助Fragstats软件分析了研究区景观格局的变化。研究结果表明：灌木林、有林地、中高覆盖草地始终是研究区的优势类型,维持着景观的基本功能,但土地利用与景观格局在近10年仍发生了较大的变化,2000年前有较多的林草地转变为耕地,之后,大量的耕地实现退耕,林草植被增加迅速。研究区整体景观格局破碎化有增加的趋势,但对水土保持与水源涵养有利的景观类型也在同步增加。     

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NDVI及DEM的青海湖北岸景观格局空间自相关分析

本文以青海湖北岸为研究区,利用2006年Landsat-5 TM数据,结合植被类型图、SRTM高程数据、1∶5万地形图等数据,获取了该区12类景观类型,分类总体精度为82.91%,Kappa系数为0.81。以NDVI均值、坡向均值、高程均值为区域观测值,计算研究区景观类型的空间自相关性的Moran指数,再根据局部Moran指数的空间集聚分布特征,分析这些景观类型之间的结构稳定性,表现为如下特征:第一,较稳定景观,格局类型包括河谷灌丛、山地灌丛、高寒沼泽、高寒草甸、河流、裸岩;第二,欠稳定景观,格局类型包括湖泊、温性草原、湖滨沼泽;第三,极不稳定景观,格局类型有沙地、石砾地、裸土地,如鸟岛、金沙湾,尕海地区的沙地。     

基于RS和GIS的黄河下游沿岸县域土地利用与景观格局演变的驱动力研究——以河南省封丘县为例

以位于黄河下游沿岸的河南省封丘县为研究区域,通过遥感影像解译、地理信息系统和景观格局计算软件,分析了该区域1990、2000年土地利用和景观格局的变化特征,运用典型相关分析方法,找出土地利用和景观格局变化的驱动因子,结果如下:研究期间居民点与建设用地增加2934.87 hm2,其它类型用地减少,尤其是旱地、水体分别减少1084.81 hm2、1717.92 hm2;以种植业用地为基质(旱地、水田用地比例之和近80%)的农业景观较为稳定,但农业结构单一、景观多样性较低;人口数量、粮食生产、对优越生活条件的追求等农业社会经济条件的变化是研究区土地利用与景观格局演变的驱动因子.     

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。     

基于RS与GIS的典型地区土地利用/覆盖变化研究——以三江源生态环境重点保护区玛多县为例

典型地区和脆弱区的土地利用/覆盖变化是区域性研究的重要内容。三江源地区是国家级自然保护区,生态系统异常敏感和脆弱。以典型地区玛多县为案例,基于RS和GIS技术,系统研究了该地区土地利用/覆盖变化及其对景观格局的影响,探讨了生态环境演化过程,可为更广泛的区域性综合提供基础。研究发现:①10 a间,该地区湿地、水体和天然草地明显减少,湿地减少比例达到36.63%,大于6 hm²的湖泊减少近半数;沙地,裸地和盐碱地等明显增加,草地退化、沙漠化严重;②天然草地、裸地、沙地、水体、湿地和盐碱地之间的类型转化较为明显,且与水资源又有密切的关系。③多样性、均匀性指数和景观异质程度提高,土地趋于多样化和均匀化;裸地、沙地优势度增加,湿地、水体和天然草地优势度减少;整体破碎化程度呈缓慢减少趋势,而湿地、沙地破碎度增加。④综合土地利用动态度为0.98,天然草地、裸地、湿地、沙地动态面积变化较大。⑤研究区的土地利用/覆盖变化将深刻影响该地区的生态过程,同时还将影响三江源地区的水源涵养和供给。     

基于RS和GIS的黄河下游沿岸县域土地利用与景观格局演变的驱动力研究 ——以河南省封丘县为例

以位于黄河下游沿岸的河南省封丘县为研究区域,通过遥感影像解译、地理信息系统和景观格局计算软件,分析了该区域1990、2000年土地利用和景观格局的变化特征,运用典型相关分析方法,找出土地利用和景观格局变化的驱动因子,结果如下：研究期间居民点与建设用地增加2 934.87 hm2,其它类型用地减少,尤其是旱地、水体分别减少1 084.81 hm2、1 717.92 hm2;以种植业用地为基质（旱地、水田用地比例之和近80%）的农业景观较为稳定,但农业结构单一、景观多样性较低;人口数量、粮食生产、对优越生活条件的追求等农业社会经济条件的变化是研究区土地利用与景观格局演变的驱动因子。     

基于遥感测量的土地覆盖景观格局多尺度研究

用景观格局指数来描述景观格局及结构特征,建立格局与过程之间的联系,是景观生态学最常用的定量化研究方法。在RS与GIS技术支持下,采用SPOT遥感图像作为数据源,对武汉东部城乡交错地带的土地覆盖景观进行计算,利用因子分析方法对37种常用的格局指数进行了选择并比较不同粒度上的差异。结果表明绝大多数景观格局指数都存在相关关系,故用一组不相互独立的景观指数描述景观格局则不具有说服力。通过因子分析我们把景观格局指数简化为3个主要的公因子:聚散性/多样性指标,面积、边缘指标和形状指标。这3大类指标的具体格局指数虽因粒度大小的变化有所改变,但在每个尺度层次上都呈现相似的特点,都能较好地表征研究区的土地覆盖特征,反映城乡交错地带的景观格局特点。通过本文的分析,我们认为,针对不同的数据类型和不同的研究区域有必要选择合适的景观格局指数来进行景观的空间格局分析。     

绿洲景观格局动态及其梯度分析的遥感研究

以张掖绿洲为例,利用遥感与GIS技术提取了从1987年到2002年间张掖绿洲的景观格局动态变化信息,并使用FRAGSTAS移动窗技术获取了所选景观指数的梯度变化分布图。通过分析张掖绿洲内各景观类型的时空演变及景观指数的梯度差异,研究发现荒漠绿洲过渡带、人工防护林带、河流及灌溉渠系等廊道景观是景观指数梯度变化中的峰值或谷值所在,对绿洲生态安全格局起到了关键性的控制作用。利用廊道景观的空间特性和景观结构的梯度概念,本文对张掖绿洲景观生态安全状况进行了分析与评价,并验证了景观梯度理论与遥感技术相结合在绿洲植被景观格局动态及其生态安全分析中的适用性。     

江苏省景观格局时空演变及对人为干扰度的响应

为了解江苏省近35 a来的景观格局变化特征，以1980～2015年7期土地利用数据为基础，对江苏省各景观格局指数、景观稳定性及其与人为干扰度的关系进行分析，结果表明：(1)从类型上看，江苏省建设用地的破碎化程度最高且形状最不规则，但随时间趋于完整、规则；耕地和水域的斑块聚集程度和紧凑度高，但呈逐渐降低的趋势。(2)从整体上看，江苏省整体的景观类型复杂程度增大，空间连通性逐渐降低，景观多样性和异质性增加；各景观类型面积趋于均匀化，但优势景观类型对整个景观的控制作用仍然较强。(3)江苏省1980～2015年大部分区域景观稳定性较低，人为干扰度较高，且不同时期之间的变化较小。(4)人为干扰度与斑块密度、景观分离度、香农多样性指数、香农均匀度指数、景观稳定性在15 km×15 km尺度相关性最高，与总边缘对比度指数、蔓延度指数在2 km×2 km尺度达到最高的相关性。该研究成果为解决建设用地的供需问题、优化土地利用结构、保护生态环境等提供科学依据。     

甘肃临泽荒漠景观的空间结构与生产特性

采用GIS技术对甘肃临泽荒漠景观的空间结构与生产特性进行了研究。研究结果表明:荒漠临泽景观生态系统由砾漠、沙漠、岩漠、道路4种景观组分组成;其中砾漠的面积最大,连通性最好,是荒漠景观生态系统的基质,道路为仅有的1种廊道,廊道密度为37.66 m/km2;岩漠和沙漠是荒漠景观中的两种斑块类型;基质的成因类型为环境资源型,斑块的成因类型可以分为2类:岩漠为残留型,沙漠为干扰型。在生产能力方面,砾漠的地上生物量砾漠最高,是岩漠的6.89倍、沙漠的28.81倍;岩漠次之,其地上生物量仅为砾漠的14.51%,是沙漠的4.18倍;沙漠的地上生物量最低,分别是砾漠、岩漠的3.47%、23.91%。在植物学成分方面,三者的差异不显著,但由于水、热因素的分布差异,植被密度的差异巨大,形成了生产力水平差异的基础。     

Monitoring by Remote Sensing of Habitat Quality Changes in Xianyang City

With the accelerating process of society，economy and urbanization，land use and landscape changes have gradually become important to make effects on regional habitat quality.It is necessary to further investigate those two effects，the result of which can provide a scientific basis for regional habitat conservation and reasonable utilization of land，then will be of great importance in habitat protection and development of the region.In this paper，the study area was located in Xianyang city，Shaanxi Province，which had the frequent human activities and obvious land use changes.Based on the classification of land use data which interpreted by remote sensing，supported by ArcGIS software，the land use transfer matrix of Xianyang from 2000 to 2010 was analyzed.Landscape metrics were calculated by the Fragstats software，which represented for the landscape pattern changes and spatial characteristics.The InVEST model was selected to evaluate habitat quality in study area.The habitat quality changes was monitored.The results indicate that the integrated land use dynamics of Xianyang city is 2.34%，and the changes of land use rate is slow.The main transition from cultivated land and grassland to forest and construction land，which cause the area of first two land use types reduced，and the latter two types increased.The degree of fragmentation and the complexity of structure in landscape are higher than before.Habitat quality improved slightly，and its overall spatial pattern is that central and north areas are relatively higher than the south.Area percentage of excellent，good and poor grades increase，while the habitat quality of medium grade significantly decline.Among 14 districts and counties of habitat quality in Xianyang city，Xunyi County is the best，and the improved magnitude of Liquan county is the most significant.The main driving force of habitat quality change is the transform of land use pattern.Therefore，the relevant departments of Xianyang city should continue to implement the ecological protection measures，and increase the intensity about the protection and management of environment.Thereby to promote the coordinated sustainable development of land use and habitats.     

三江平原洪河自然保护区及周边地区湿地景观变化过程研究

选取我国东北地区三江平原腹地洪河国家级自然保护区及周边的3个农场作为研究区,选取1975年、1989年和2006年3个不同历史时段的研究区遥感影像,通过高精度影像的支持,应用遥感目视解译方法,提取出研究区沼泽、河流泡沼、林地、水田、旱地及其它地物类型共6种地类景观30 a来的历史变化信息。在地理信息系统方法支持下,定量分析了研究区从20世纪70年代中期单一的沼泽湿地景观随着当地农业发展逐步成为当前以农田景观为主的过程。研究表明,研究区湿地景观变化过程明显,在此过程中还伴随着水田与旱田景观结构剧烈变化,并且呈现出不同的区域内部景观变化发展过程。其中,开发最早、受人类活动影响最明显的前锋农场,沼泽湿地面积减少最多;鸭绿河农场的沼泽湿地面积减少速度最快;而洪河自然保护区由于生境栖息地狭小,尽管受到严格保护,在周边农场外部影响下还是出现了一定程度的沼泽湿地萎缩现象。     

Characterizing urban sprawl using multi-stage remote sensing images and landscape metrics

This study intends to explore the spatial analytical methods to identify both general trends and more subtle patterns of urban land changes. Landsat imagery of metropolitan Kansas City, USA was used to generate time series of land cover data over the past three decades. Based on remotely sensed land cover data, landscape metrics were calculated. Both the remotely sensed data and landscape metrics were used to characterize long-term trends and patterns of urban sprawl. Land cover change analyses at the metropolitan, county, and city levels reveal that over the past three decades the significant increase of built-up land in the study area was mainly at the expense of non-forest vegetation cover. The spatial and temporal heterogeneity of the land cover changes allowed the identification of fast and slow sprawling areas. The landscape metrics were analyzed across jurisdictional levels to understand the effects of the built-up expansion on the forestland and non-forest vegetation cover. The results of the analysis suggest that at the metropolitan level both the areas of non-forest vegetation and the forestland became more fragmented due to development while large forest patches were less affected. Metrics statistics show that this landscape effect occurred moderately at the county level, while it could be only weakly identified at the city level, suggesting a scale effect that the landscape response of urbanization can be better revealed within larger spatial units (e.g., a metropolitan area or a county as compared to a city). The interpretation of the built-up patch density metrics helped identify different stages of urbanization in two major urban sprawl directions of the metropolitan area. Land consumption indices (LCI) were devised to relate the remotely sensed built-up growth to changes in housing and commercial constructions as major driving factors, providing an effective measure to compare and characterize urban sprawl across jurisdictional boundaries and time periods.     

Remote sensing of land-cover change and landscape context of the National Parks: A case study of the Northeast Temperate Network

National park units and protected areas face critical management challenges because of changing land-cover types and variability of landscape contexts within and adjacent the park boundaries. In this study we developed and implemented a multi-scale protocol for detecting and monitoring land-cover change in and adjacent to National Parks and ten segments of the Appalachian National Scenic Trail (AT) in the northeastern United States. We used Landsat imagery from 1970 to 2002 and recent ground-based photography to evaluate changes within park boundaries and within 0.5, 1, and 5 km buffers. The study concluded that all of the studied park units, except one segment of AT in Maine, experienced increases of urban land and declines of forest cover in the immediately adjacent areas and extended buffer zones. Over 30 years and across all parks and trail segments, urban land increased 172% and 181% within 0.5 and 1 km, respectively, of the park boundary or trail centerline. Over the same time period, forested area decreased by 5% and 6% within 0.5 and 1 km, respectively, of the park boundary or trail centerline, with more loss of forest near the parks (18%) than the trail segments (2%). This study provided baseline data demonstrating land-cover alteration over the past three decades and a foundation for a land-cover change and landscape context protocol suitable for monitoring future changes of National Parks and protected areas.     

基于遥感与GIS的民勤盆地荒漠垦殖研究

通过对民勤盆地1959年航片,1973年MSS影像,1987、1994、1998和2001年TM影像的人机交互目视解译结合自动分类,制作了6个典型年代的绿洲分布图。利用GIS软件进行迭加运算处理并进行面积统计,获得民勤盆地40年来荒漠垦殖位置变化图和面积变化数据。结果表明,40年来民勤盆地荒漠垦殖发展迅速,其中尤以70年代和90年代增加显著;荒漠垦殖范围扩展的方式主要有两种:一种是原有绿洲的“摊饼式”扩展,一种是向荒漠腹地的“跳跃式”推进;荒漠垦殖扩展的原因,早期主要受“以粮为纲”政策的影响,晚期在于绿洲生态环境的恶化和经济利益的驱动。荒漠垦殖的迅猛发展极大地破坏绿洲外围的生态环境,加速了荒漠化进程。     

基于格网划分的城市区域土地利用景观格局时空变化遥感监测

城市化引起的土地利用变化已成为城市问题研究热点。多时相遥感变化检测能够监测到土地利用变化的数量,被广泛地用来进行城市扩张研究。对于城市化引起的城市空间结构变化,最新研究引入景观格局分析法,大量涌现的景观指标为景观格局定量化表达提供了基础。目前对于城市化过程中景观格局时空变化的描述过于笼统,一般是对整个研究区域提取全局景观格局及其时间变化。通过提出一种基于网格划分的景观格局提取与时空变化检测方法,并运用此方法研究了北京市城市化进程中景观格局的时空变化。结果表明:基于网格划分的景观格局变化检测方法能够检测出城市空间结构变化的数量、位置和模式,为理解城市扩张行为以及城市扩张建模提供了相比较于遥感土地利用变化检测之外的另一种知识。     

基于无人机影像的山地人工林景观DEM构建

山地人工林景观的DEM构建是对景观地形信息进行描述的基础的研究内容,也是人工林景观面积、结构、蓄积量等信息提取的重要因子,具有重要的研究意义。通过无人机平台获取影像,采用立体像对拼接的方式生成正射影像并提取DEM信息,并与GPS测量数据、ASTER GDEM、SRTM数据进行比较分析。结果表明:在该区域无人机影像构建的DEM与实测高程差距最小(RMSE=8.96),具有比ASTER GDEM(RMSE=13.68)和SRTM(RMSE=11.81)更高的精度;在每个样方内的最大高程差值与最大树高最为接近(RMSE=1.813),说明无人机DEM能够反映出更多的冠层与地面分层信息,在山地人工林景观DEM构建中表现出较大潜力。     

藏北中部地区草地退化遥感监测

为了探讨藏北中部地区近20年来的草地退化状况及主要驱动力,基于1990、2000及2010年的Landsat影像,采用混合分类方法对研究区主要景观类型进行分类,并利用景观指数分析景观格局及草地退化特征。另外,基于气象数据,利用灰色关联度方法分析草地退化的主要驱动力。结果表明:草地退化面积在1990~2000年呈增加趋势,在2000~2010年呈减少趋势,2000年之后研究区草地退化状况趋于缓和。造成草地退化的主要气候因素为降水量、气温、日照时数、平均相对湿度和蒸发量等,其中,高寒草甸草地主要受平均相对湿度及降水量的影响,高寒草原草地受蒸发量、日照时数、平均最低气温、降水量、平均相对湿度和平均最高气温的影响均较大,高寒荒漠草地与平均最高气温、日照时数和蒸发量的关系最为密切。