蒙古国克鲁伦河流域土地利用与土地覆盖现状分析

为构建我国北方疆域生态安全防御体系提供理论依据,以蒙古国克鲁伦河流域作为研究区,利用Path-Row=130-27的TM遥感影像数据,采用PCI、Erdas、ArcGIS等遥感及地理信息系统软件,对近年的土地利用与土地覆盖现状进行分析。通过非监督分类及目视解译,得到调查区林地、草地、灌木林、湿地、农田、水体、城镇七大土地利用类型及其分布特征;探讨了蒙古国克鲁伦河流域土地利用与土地覆盖变化的空间分布规律,得出草地占据主要类型,面积为44.8%,城镇、工矿用地占极小比例,畜牧业是该地区的主要经济活动方式。

砒砂岩区土地利用与土地覆盖动态变化分析

本文应用TM影像,采用决策树方法进行遥感信息提取,对晋陕蒙砒砂岩区1998、2003和2008年的土地利用与土地覆盖格局进行了分析,结果表明,各景观类型中沙地景观面积变化最显著。研究结果为进一步开展研究区域景观动态变化模拟与预测提供了科学依据。

豫西煤仓土地利用与土地覆盖变化研究

从土地利用与土地覆盖变化的角度出发,阐述了渑池县1993-2005年土地利用与土地覆盖在数量、结构和空间上的特点和变化,分析了单一地类土地利用变化指数、综合土地利用动态度和土地利用程度,并对土地利用与土地覆盖变化的驱动力进行了主成分分析.

基于随机森林的土地利用与土地覆盖分类

利用遥感影像进行城市土地利用与土地覆被分类(LULCC)是遥感的主要应用之一,但由于城市景观的不均匀性和光谱响应的混杂性,对土地利用分类提出了挑战。随着人工智能的惊人创新进展,机器学习在遥感图像开发中越来越受欢迎。使用目视判读和经过修改的美国地质调查局(USGS)土地利用与土地覆被1级分类方案选择训练区域;输入数据包括10波段10m或20m可见光,近红外和SWIR SMI波段图像,导出NDVI和纹理层;基于随机森林算法创建模型并生成土地利用类别预测。根据时间匹配的高分辨率谷歌地球Pro历史图像,评估得到的LULCC栅格地图的准确性。结果发现,基于随机森林的土地利用及土地覆被分类表现较好。

张家界市武陵源区土地利用/土地覆盖变化分析

土地利用与土地覆盖变化（LUCC）已成为全球变化研究中的核心问题。本文利用以卫星遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）等技术和方法为支撑，通过面向对象的分类提取方法得到的1996～2005年张家界市武陵源区的土地利用数据，分析了该地区土地利用／覆盖的时空变化规律与机制，揭示了导致该变化发生的自然、人文驱动因素，并且提出了应对包括自然因素、经济社会发展的土地利用／土地覆盖变化对策，为该地区的土地利用规划提供了合理的参考依据。

土地利用遥感分类方法研究进展

遥感技术已经广泛的应用于土地利用与土地覆盖数据获取中。现综合分析了目前主要的遥感图像分类方法, 将遥感图像分类方法归纳为:基于传统统计分析的分类方法、神经网络分类方法、模糊分类方法、决策树分类方法、专家系统分类方法,并对各种方法的应用情况进行了综述,并总结出各种分类方法应用特点。

中国土地利用变化遥感研究的回顾与展望——基于陈述彭学术思想的引领

20世纪80年代以来中国社会经济快速发展带来的工业化、城市化正深刻影响着中国土地利用空间格局并影响到区域和国家生态与环境状况。在陈述彭先生指导下,1992年以来中国科学院建立起了完整的土地利用/覆盖变化遥感监测与数据分析技术路线,以及独特的分类体系和动态区划体系,奠定了中国LUCC信息平台的基础。本文在系统回顾陈述彭学术思想指导中国LUCC研究的基础上,面向国家需求与国际科技前沿梳理了我国LUCC研究的核心科学问题,并总结了中国科学院团队在最近20年LUCC研究取得的成果,包括土地利用/覆盖动态时空表征与分析模型、土地利用/覆盖变化过程及驱动机制、基于大数据和云计算的土地利用/覆盖变化探测方法、城市土地利用变化的区域气候/生态效应、气候变化与土地利用变化对农田生态系统的影响、林业活动的区域气候/生态效应,在此基础上对未来LUCC研究的前景进行了展望。

基于景观格局的城市热岛研究进展

首先对城市热岛效应的研究历史、大气城市热岛(AUHI)和地表城市热岛(SUHI)等概念、以及数据获取方式等方面进行简要地概述;随之着重综述从景观格局角度对城市热岛效应进行的研究。统计描述、传统景观格局指数分析和模型模拟法是目前该方向研究的主要方法,统计和景观格局指数分析的研究方法相似,主要统计地表参数或地表景观格局指数与地表温度的相关关系,在SUHI的研究中用得较多;AUHI和SUHI的数据源和机理不尽相同,其研究方法也不同;AUHI一般使用固定气象站点的数据和精细的局部移动气象站数据,较难和景观格局指数结合;模型模拟法则既可以使用地表温度也可以使用大气温度,其结果具体可靠,但目前模型模拟中涉及的景观格局参数,尤其是二维或多维的格局参数并不多;最后从数据源和景观格局参数的参与两个角度讨论了该方向研究存在的问题并提出今后研究的重点,包括(1)针对研究目标,选取或生产最合适的高质量数据;(2)深入从景观格局角度模拟城市热岛效应的研究,尤其是二维和三维景观格局的模拟,并发展多维度的景观格局指数;(3)中尺度上充分利用多光谱遥和热红外遥感数据,结合小尺度的测量和模拟,建立基于机理的景观模型或格局指数以评价中尺度的城市热岛效应;(4)多领域数据的融合和多学科方法的交叉研究和应用。

生态环境脆弱区的景观动态监测与预报研究

作为干旱半干旱区农牧交错带的典型代表 ,晋陕蒙接壤地区在自然地理上有其独特的空间分布格局 ,在生态上具有显著的脆弱生境特征和演化规律 .该文运用景观生态学的基本理论与方法 ,选取分维数、分离度和景观优势度等指标 ,对该区脆弱环境的景观格局进行了分析 ,并探讨了景观格局的形成过程 .同时 ,运用马尔柯夫链模型对未来土地利用的景观格局进行了预测 .

滨海滩涂全极化SAR影像相干斑滤波方法研究

自2009年江苏省沿海地区发展上升到国家战略层面以来,江苏沿海地区土地利用与土地覆盖发生了较大的变化,滩涂湿地围垦与滨海湿地保护的矛盾愈发突出。极化合成孔径雷达(SAR)具有全天候、全天时以及可穿透性等特点,为江苏省滨海滩涂的动态监测提供了一种新型和快速的监测手段。不同的极化SAR相干斑滤波方法具有不同的适用性,它们直接影响到滨海滩涂的提取效果。本文主要研究顾及滨海滩涂特征的极化SAR影像相干斑滤波方法,从而为江苏滨海滩涂动态监测提供可用程度高的信息,也为沿海滩涂的合理开发利用和生态环境的保护提供科学依据。

新疆焉耆盆地人类活动与气候变化的效应机制

通过对新疆焉耆盆地及其周边近40a(1973—2014)的气候变化趋势检测、LUCC和生物量估算,探讨气候变化和人类活动的生态效应机制,研究区域陆地生态系统演变及其归因。分析结果表明:(1)焉耆盆地山区和平原区降水变化都有明显的突变点,并呈现增加趋势,蒸发量在山区减少,在平原区波动性减少趋势;(2)LUCC分析表明,山区裸地面积减少5.40%,冰川面积减少3.36%,高地植被面积增加8.76%;同时平原区天然绿洲面积增加1.96%,沙漠面积减少1.62%,水域面积减少1.30%,人工绿洲面积增加15.41%,湿地面积增加1.27%;(3)山区陆地生态系统对区域气候变化非常敏感,其中降水变化是决定山区地表植被生存状态和分布的重要因素;(4)人类活动的推动作用和有益气候变化的支撑是绿洲平原区生态系统好转的原因,其中人口急剧增加和社会经济快速发展,导致绿洲平原区生态系统结构及其时空分布的主要因素。焉耆盆地及其周围区域陆地生态系统的演变对气候变化和人类活动有明显的时空尺度效应,其反应程度各不相同。

基于LUCC的生态系统服务供需关系研究

选取杭州市为研究区,以生态系统服务框架、生态系统服务供需为理论基础,采用专家打分法对各生态系统服务的供应与需求进行量化,运用改进的FPPSI法计算2000年和2010年各生态系统服务供需预算指数,探究杭州市区2000—2010年10年间生态系统服务供需关系变化。结果表明,不论是碳储量、水资源供给、区域气候调节、空气质量调节、粮食生产和休闲游憩6种单一的生态系统服务还是供应、调节、文化、综合生态系统服务,均呈现供不应求状况,且随着城市范围的不断扩张而愈加严峻。

基于遥感监测的城市热岛研究进展

全球正经历快速、高强度的城市化,导致城市热岛加剧,并对城市、区域乃至全球许多的生态环境要素直接或间接地产生多方面的影响,与人类福祉密切相关。遥感具有宽覆盖、信息量大、重复观测周期短等优点,已成为地表城市热岛(Surface Urban Heat Island,SUHI)监测广泛采用的一种方法。针对前人相关研究对热红外数据源、监测指标及SUHI时空变化规律尚缺乏系统总结且内容需要更新等问题,本文首先分类评述了SUHI遥感监测所采用的热红外遥感数据源。其次将现有的SUHI监测指标分为土地覆盖类型驱动型、地表温度格局驱动型及两者复合驱动型3类来述评,详细介绍了它们的计算方法、应用案例及优缺点;并从日间变化、夜间变化及昼夜对比的变化3个方面述评了SUHI的年内时空变化规律;归纳了其年际变化规律。最后,依据现有研究结论中相互冲突或尚需深化的地方,指出几个潜在的关键问题或研究方向。

基于3S的近15a新疆LUCC时空变化研究及分析

以20世纪80年代末期新疆土地利用数据库为基础,以2004—2005年度中巴资源卫星影像数据为信息源,结合多层环境要素数据库、野外定点调查分析等数据,采用多要素综合分析的解译方法,通过人机交互式解译,综合判读并提取了20世纪80年代末期至2005年近15 a来新疆LUCC时空数据。从现状、动态变化等方面对LUCC信息进行定量和定性的分析,并运用土地利用动态度进一步说明了新疆的土地利用/土地覆盖变化。结果显示,新疆的耕地、林地、水域、建设地面积都有所增加,耕地的年变化率最大;未利用地面积有所减少,草地面积减少明显。

地表城市热岛影响因素研究进展

全球正在经历快速且高强度的城市化,由此产生了更多的城市热岛现象。它会对城市、区域乃至全球许多的生态环境要素产生直接或间接的影响。掌握城市热岛的影响要素是实现对其趋利避害的前提。遥感现已成为一种被广泛接受和采用的监测城市热岛的方法。针对前人相关综述已经无法全面反映地表城市热岛影响要素的发展现状与趋势的问题,本文首先从土地利用/土地覆盖类型、地表生物物理条件、景观格局、人类活动强度、气象条件和地理位置、政策要素及综合分析七个方面对国内外地表城市热岛(Surface Urban Heat Island,SUHI)影响因素的研究进行系统评述;然后依据现有研究中或空白或结论相互冲突或尚需深化的地方指出几个潜在的关键问题与研究方向,主要包括:(1)应同时开展多类气候带上的多个不同规模城市在多个时刻或时间段内的研究;(2)细化土地覆盖/利用类型;(3)引入更多空间分析方法;(4)发展和完善地表生物物理条件、景观组分和配置、人类活动强度、气象条件或地理位置等方面的指标;(5)采用多学科方法提取大数据里的海量信息;(6)综合分析各影响因素并结合其他城市问题给出最优配置方案。

基于SAR与NL数据的建成区提取及其在WRF风场模拟优化中应用

WRF是近地面风场模拟的重要工具,其中土地利用与土地覆盖信息是WRF的重要输入,是影响WRF模拟精度的重要因素之一。WRF模式默认采用的是USGS或MODIS土地利用与土地覆盖数据,二者时效性差,空间分辨率低,在城镇化快速发展地区常导致近地面风场模拟精度差的问题。土地利用与土地覆盖信息的提取涉及很多地物类型,如果对所有地类进行更新,耗时耗力,无法满足实际应用的需求。在所有地类中,城市建成区的变化最快,对区域气候环境的影响也是最大的,因此,提出综合利用SAR数据和夜晚灯光(NL)数据提取建成区实现土地利用与土地覆盖数据的快速更新,然后利用更新后的WRF进行风场模拟,在京津冀地区的实验表明该方法可以快速准确提取建成区边界,进而使得WRF模拟近地面风速的精度明显提高。