Tupu methods of spatial-temporal pattern on land use change:a case study in the Yellow River Delta

Comprehensive study on land-use change of spatial pattern and temporal process is the key component in LUCC study nowadays. Based on the theories and methods of Geo-information Tupu (Carto-methodology in Geo-information, CMGI), integration of spatial pattern and temporal processes of land-use change in the Yellow River Delta (YRD) are studied in the paper, which is supported by ERDAS and ARC/INFO software. The main contents include: (1) concept models of Tupu by spatial-temporal integration on land-use change, whose Tupu unit is synthesized by "Spatial·Attribute·Process" features and composed of relatively homogeneous geographical unit and temporal unit; (2) data sources and handling process, where four stages of spatial features in 1956, 1984, 1991, and 1996 are acquired; (3) integration of series of temporal-spatial Tupu, reconstruction series of "Arising" Tupu, spatial-temporal Process Tupu and the spatial temporal Pattern Tupu on land-use change by remap tables; (4) Pattern Tupu analysis on land-use change in YRD during 1956-1996; and (5) spatial difference of the Pattern Tupu analysis by dynamic Tupu units. The various landform units and seven sub-deltas generated by the Yellow River since 1855 are different. The Tupu analysis on land-use in the paper is a promising try on the comprehensive research of "spatial pattern of dynamic process" and "temporal process of spatial pattern" in LUCC research. The Tupu methodology would be a powerful and efficient tool on integrated studies of spatial pattern and temporal process in Geo-science.

基于GIS的时空复合体-土地利用变化图谱模型研究方法

本文以地学信息图谱理论、地球空间信息认知理论、地球系统科学与地理综合体理论、地理信息系统中的时空复合体模型为依据 ,提出了研究土地利用 /土地覆被变化的基本单元 ,即“图谱单元”,它是记录时空复合信息的基本单元 ,由“相对均质”的地理单元和“相对均质”的时序单元复合而成 ,并提出了研究土地利用 /土地覆被变化图谱的概念模型。

近30年来喜马拉雅山脉西段纳木那尼峰地区冰川变化的遥感监测研究

本文从1976,1990,1999的Landsat及2003年ASTER系列数字遥感影像上提取了喜马拉雅山脉西段纳木那尼峰地区的4期冰川空间分布数据,在Arc/Info中综合各期数据,建立研究区1976—2003年冰川变化图谱,定量分析了纳木那尼峰地区冰川的空间变化。图谱这种数据集成的方法明显优于直接将各期影像分类结果进行比较的传统研究方法。研究结果表明,纳木那尼峰地区的冰川以广泛退缩为主,但北部也有少量前进冰川存在。自1976年到2003年,冰川面积从84.41km2减少到77.29km2,各时段分别以平均0.17km/a,0.19km/a和0.77km/a的速度在退缩,冰川退缩明显加速。冰川退缩面积占研究区总面积的8.4%,明显比高亚洲冰川平均退缩比例(7%)大,表明西喜马拉雅山脉的冰川退缩比较严重。

黄河三角洲东营市土地利用“涨势图谱”的时空特征分析

本文在分析黄河三角洲环境生态特征的基础上 ,以 4 0年 (1 95 6～ 1 996年 )来 4期土地利用数据合成的土地利用系列图谱及其“涨势”变化图谱为基础 ,研究不同行政单元上“涨势图谱”的时空分布变化规律 ,并分析了耕地、盐碱地以及居民工矿用地在“涨势图谱”

绥化市土地利用变化图谱分析

为了定量了解研究区土地利用类型转换关系及其变化强度与剧烈程度,基于地学信息图谱分析,运用ERDAS8.5和ARC/INFO9.2软件,以马尔柯夫空间概率模型为基础,结合土地利用动态度模型及土地利用综合动态度模型,利用绥化市31年(1980—2010年)土地利用格局4期的空间数据(1980年、1995年、2000年、2010年)合成一系列土地利用格局变化图谱,通过图谱分析来了解绥化市的土地利用格局变化规律。结果表明:耕地大幅度增加,其净增面积346.4km2,占研究区总面积超过13%,未利用地(滩地和沼泽地)面积急剧减少,净减少面积为440.9km2,沼泽地完全消失。草地面积略有增加,增加面积12.1km2,林地面积减少,减少面积为11.4km2。城市建设用地净增加面积为29.7km2。在过去的31年间,综合土地利用动态度急剧上升,土地利用格局发生剧烈变化,土地利用类型单一化明显,城市化进程加快,本研究区中部的滩地与沼泽地变化最为剧烈。

新开河流域土地利用格局变化图谱分析

基于地学信息图谱分析方法,运用ARC/INFO软件,以马尔柯夫空间概率模型为基础,利用新开河流域33年(1969-2001年)土地利用格局4期的空间数据(1969年、1979年、1992年、2001年),合成了一系列土地利用格局变化图谱,通过图谱分析来了解新开河流域的土地利用格局变化规律。结果表明:在过去33年期间该流域土地利用格局发生了显著变化。耕地大幅度增加,其净增面积1357.2km2,占流域总面积超过32%,其主要来源于草地、沙地、沼泽地、林地;沙地变化有所起伏,占流域总面积不低于23%,虽然总体呈减少趋势,但流域的草地沙化、耕地沙化还比较严重;草地大幅度减少,其净减面积1582.6km2,占流域总面积由36.2%缩减为18.5%,其主要来源于开垦草地为耕地、草地退化成沙地、沼泽地、盐碱地以及草地改造种植林地;居民地、盐碱地呈增加趋势,湿地、林地呈减少趋势。

吉林省西北部1990～2010年土地资源结构研究

采用地学信息图谱分析法,优化土地资源结构,在RS、ARC/INFO的支持下,以马尔柯夫空间概率模型作为辅助,利用吉林省西北部地区2期土地资源数据（即1990年与2010年）,从而合成一系列土地资源结构的空间格局演化图谱,在此基础上,通过对土地资源变化图谱分析,以此来分析吉林省西北部地区土地资源结构的空间变化规律.研究结果表明：1990-2010年吉林省西北部地区的土地资源结构发生了明显变化,主要表现在：耕地面积大幅度增加,净增面积为3 329.7 km^2,占该区域总面积的7%以上,主要来源为湿地及未利用土地（主要指盐碱地与沙地）、草地;草地大面积减少,净减面积达到3 467.7 km^2,占该区域总面积的7.3%以上,未利用土地（盐碱地、沙地）、工矿用地与居民用地增加;湿地与水域呈明显减少的态势.

Geospatial-temporal analysis of land-use changes in the Yellow River Delta during the last 40 years

Comprehensive study on land-use change of spatial pattern and temporal process is the key component in land use/land cover changes (LUCC) study nowadays. According to the theories and methods of Geo-information Tupu (Carto-methodology in Geo-information, CMGI) for geospatial and temporal analysis and integration models of spatial pattern and temporal processes in GIS, the paper puts forward Tupu methodology of land-use change and names the basic synthetic unit of spatial-temporal information Tupu unit. Tupu unit is the synthetic unit for geospatial-temporal analysis, which is synthesized by “space·attribute·process”features and composed of relatively homogeneous geographic unit and temporal unit. Based on the spatial features of 4 stages of land-use change in 1956, 1984, 1991, and 1996, a series of Tupu on land-use change in the Yellow River Delta (YRD) are created and studied in the paper, which includes 3 temporal units of spatial-temporal Tupu, process Tupu of land-use changes during the last 40 years, and reconstructions of a series of “arisen”Tupu, “arisen”process Tupu and pattern Tupu on land-use changes in the last 40 years by remapping tables of a reclassifying system. There are 3 methods of Tupu analysis on land-use change that are used to disclose change processes of land-use spatial conversion in YRD, such as spatial query and statistics, order of Tupu units by area and land-use conversion matrixes. In order to reveal the spatial pattern of land-use change processes, we analyze spatial-temporal changes of each Tupu above in various temporal units and spatial difference of pattern Tupu in the last 40 years by dynamic Tupu units. Tupu analysis on regional land-use is a promising trial on the comprehensive research of “spatial pattern of dynamic process”and “temporal process of spatial pattern”in LUCC research. The geo-information Tupu methodology would be a powerful and efficient tool on integrated studies of spatial pattern and temporal process in geoscience.

沂河流域土地利用时空变化图谱特征分析

基于沂河流域1995年、2005年和2015年土地利用空间数据,运用地学信息图谱方法构建1995-2005年和2005-2015年两个时序单元的土地利用转移图谱和涨落势图谱,分析了沂河流域近20年来的土地利用时空变化规律及发展过程。结果表明:(1)1995-2015年,沂河流域土地利用结构以耕地和林地为主,其中耕地和草地减少,林地和建设用地增加是主要变化趋势。(2)土地利用转移图谱以耕地与林地、草地之间的相互转换以及建设用地占用耕地为主,林地、草地转变为耕地主要发生在费县和平邑县中部地势平缓的山前平原,耕地转变为林地、草地则主要分布于研究区北部和西南部土壤侵蚀较为严重的山区,耕地转变为建设用地主要集中在各县市城区周边经济相对发达的区域。两个时序单元中,发生变化的主要图谱单元类型及面积存在显著差异,2005-2015年土地利用发生转换的空间进一步扩张。(3)土地利用涨势图谱中新增耕地面积最大,占新增面积的比例为33.87%;落势图谱中耕地萎缩面积最大,占萎缩面积的比例为51.38%。两个时序单元中,各县市涨落势图谱变化存在明显差异。该研究可为沂河流域土地资源的可持续利用及生态建设提供科学依据。