土地利用变化对石羊河流域径流影响分析

土地利用和土地覆被变化(LUCC)对流域可持续发展和水资源管理至关重要。运用SWAT模型,采用1980、1990、2000、2010、2020年5个时期的土地利用矢量图,定量评估了石羊河流域LUCC对径流的时空动态影响。结果表明,1980~2020年耕地和建设用地面积逐年增加,林地、草地和水域覆盖面积整体减小;5个时期模拟的年均径流量分别为97.3、101.8、84.4、77.1、71.5 mm;SWAT模型在石羊河流域有较好的适用性,在率定期和验证期,不同土地利用情景下模拟结果均具有良好的一致性;在过去约40年(1976~2014年),石羊河流域地表径流减小,地下水补给增加,雨季地下水补给和径流量最大。

青川县LUCC遥感动态监测及驱动力分析

四川广元市青川县是国家生态试点县和退耕还林实施县,查明该区土地利用/覆被现状及其时空动态变化信息,为政府有关部门规划决策提供科学依据具有重要意义。应用RS和GIS技术,基于2000年、2005年和2010年3个时相的陆地卫星TM图像,通过图像处理和信息提取,获得了该区3期土地利用/覆被数据。在此基础上,分析了青川县近10 a土地利用/覆被动态变化过程,查明了引起动态变化的主要驱动力因素,最后,对该区2015年和2020年土地利用/覆被的面积比例进行了预测。研究结果表明:青川县2000—2005年间,耕地、水域和未利用地面积减少,林地、草地和建设用地面积增加;2005—2010年间,耕地和草地面积减少,林地、水域、建设用地和未利用地面积增加;两段时期耕地面积持续减少,但减幅减小,林地面积持续增加,增幅减小,建设用地持续增加且增幅增大,水域和未利用地先减后增,草地先增后减。究其原因,认为政策、经济发展和人口增长及自然灾害等因素是研究区土地利用变化的主要影响因子。经过预测,在相关政策不变且没有自然灾害发生的情况下,2015年林地面积占全县总面积的比例将由2010年的58.57%增长为59.01%,到2020年将继续增长为59.44%,耕地面积比例到2020年将减少至29.13%,建设用地面积比例继续增加至0.22%。

基于LUCC的汤浦水库流域生态价值变化过程研究

[目的]探究水库开发建设及管理活动对汤浦水库流域土地利用及生态环境效应的影响,为水源地水库污染防治及运行管理提供参考。[方法]通过ENVI遥感解译水库流域从建库前至今5个不同时期的土地利用状况,分析水库流域LUCC转移矩阵和生态价值指数,并基于ArcGIS空间分析,对流域内主要污染监测控制区进行识别,同时对水库流域内现有居民搬迁后流域生态价值指数变化趋势进行预测。[结果]流域主要LUCC表现为林地—草地—林地;近20 a流域生态价值指数呈N字形趋势,在2008年达到最高,流域中部山地林区的生态价值指数高于其他区域且生态价值较为稳定;流域重点监控区应设在沿S212省道东西走向一段及王坛镇区域;逐步实施流域生态搬迁以后,流域相对生态价值指数上升趋势先慢后快。搬迁地的生态价值指数由0.015增加至0.081,相应的,全流域的生态价值指数提高11.2%。[结论]水库流域近20 a生态环境保护良好,退耕还林工程的实施以及人类活动是影响水源地水库保护区生境质量变化的主要原因。

基于GIS与RS下的1990—2015年塔里木河流域LUCC及景观格局时空分析

针对西北干旱区流域生态环境恶化、人-地关系矛盾突出等问题,以新疆塔里木河流域为例,以Landsat卫星影像为主要信息源,通过解译数据分析了研究区1990-2015年土地利用变化特征。结果表明:1990-2015年研究区土地类型变化综合动态度3.16%,土地利用格局变化明显,土地利用类型单一动态度依次为耕地(2.11%)、建设用地(0.64%)、水体(0.06%)及未利用地(0.002%),林地(-0.25%)与草地(-0.21%)面积25 a间持续减少。耕地的持续扩张导致流域内草地和水体斑块个数成倍增加,斑块破碎化程度进一步加剧:通过对遥感解译数据、公开统计面积及相关普查成果等多源数据的比较印证,得出2015年塔里木河流域较为准确的流域耕地面积37531 km^2,25 a间流域耕地面积增加12940.92 km^2。研究成果为未来改善流域生态环境、促进流域生态文明建设、土地资源可持续利用及其管理等决策提供基础信息支撑,对我国西北干旱区土地利用管理规划和生态环境保护具有实际意义。

基于ArcGIS ModelBuilder的LUCC转移矩阵自动计算模型研究

作为描述土地变化转移总体结构与数量的基础性模型,转移矩阵已广泛应用于土地利用/覆被变化领域。现有文献大多直接给出所研究区域的LUCC转移矩阵计算结果,但很少讨论分析其具体计算方法与步骤。针对这一情况,文中在界定总结转移矩阵概念和性质的基础上,详细描述ArcGIS平台下基于土地利用/覆盖栅格分类数据人工手动计算转移矩阵的过程及工具,并采用ModelBuilder技术通过集成现有工具设计实现一个转移矩阵自动批量计算工具模型。最后,以南京市、郑州市、徐州市三地的土地利用分类数据为例,对常规人工方法和批量自动方法进行对比实验。实验结果表明,所集成设计的批量计算工具平均可缩短计算用时10倍以上,能够有效克服常规人工方法中出现的人机交互频繁、效率低、易出错的不足。

新疆地区近15年来土地利用时空变化及驱动力分析

以20世纪80年代末新疆土地利用数据库及2000年、2005年两期新疆遥感影像为信息源,结合土地利用变化数量和空间分析模型及马尔科夫过程,分析新疆近15年来的土地利用变化强度及各地类间的转移变化状况,揭示该区域土地利用的时空变化特征和规律。最后采用马尔科夫过程预测各土地利用类型的变化趋势,并对土地变化的驱动力进行分析。结果显示:耕地面积处于上升状态,其年变化幅度最大;林地面积总体呈减少趋势且减少部分主要被开发为耕地;草地面积总体呈下降趋势。水域面积不断增加。工矿居民建设用地增加迅猛。由马尔科夫过程预测结果显示自2000年以后,草地、林地面积逐年增加,耕地面积呈下降趋势。人口增长,农业科技进步和农业结构调整,政策因素,社会经济发展等是驱动新疆土地利用变化的主要因素。

基于RS与G IS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G IS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。

土地利用/土地覆盖变化及其景观格局分析——以徐州市睢宁县为例

采用地理元胞自动机进行土地利用/土地覆盖(LUCC)变化研究,并以徐州市睢宁县为例,采用1995年、2000年和2005年3个时相的LandsatTM或ETM+图像作为数据源,分析了徐州市睢宁县在研究期内的动态变化。并基于地理元胞自动机进行了2010年LUCC变化的分析预测与景观格局分析,为徐州市睢宁县的区域协调发展提供了参考与依据。

四川省广安市土地利用/覆盖遥感动态变化研究

随着社会工业化进程的加快,经济发展同生态环境之间的矛盾越来越突出,因此开展典型地区生态环境遥感动态监测分析是认识全国土地利用变化现状的重要途径。在遥感和GIS技术支持下,通过建立广安市土地利用数据库,对广安市2000-2007年间土地利用/覆盖类型的动态度变化和转移变化进行了分析,确定了土地利用/覆盖类型的初始状态矩阵和转移概率矩阵,并且用马尔科夫模型预测了该区2014-2021年间土地利用/覆盖的演变趋势。结果表明:该区域耕地、草地的面积逐年减少,林地的面积增长速度较快。虽然广安市退耕还林工程取得了显著成绩,但却造成了耕地和草地的剧烈减少,不利于生态环境的平衡发展,因此应该保护耕地和草地,注重经济和环境的可持续发展。

2000—2008年晋西北地区土地利用/覆被变化研究

利用晋西北河曲、保德、偏关地区2000,2008年2个时期TM遥感影像数据,在Erdas,Arc GIS等地理信息系统支持下,解译影像处理数据并建立土地利用变化转移矩阵,对研究区域近8 a的土地利用/覆被变化进行研究。结果表明,2000—2008年间,河曲、保德、偏关地区土地利用类型变化表现出草地、森林和居民工矿建设用地明显增加,农田、未利用地呈减少趋势,水域面积变化不大。农田大量转化为草地、森林和居民工矿建设用地,反映出研究区域生态环境有所改善和城镇化进程加快的趋势,土地利用/覆被变化幅度大且流转方向一致,结构调整趋于合理,退耕还林还草政策以及林业生态工程建设成效显著。

黄土高原藉河流域近35年来土地利用/覆被变化过程

基于1975年、1990年、2000年、2008年的4期遥感影像数据,利用RS和GIS空间分析功能,得到藉河流域4期土地利用情况,分析了流域土地利用/覆被类型的结构、变化方向、变化速度等特征.结果表明:流域1975年土地利用/覆被以坡耕地和草地为主,到1990年土地利用结构发生了明显变化,坡耕地急剧下降而梯田大量增加;土地利用转移矩阵显示坡耕地转出概率达85.7%,主要流向梯田和草地,并且在1975—1990年间变化速度最大,其他土地利用/覆被类型变化不大.近几十年来流域水土保持工程对土地利用方式和数量产生了重大影响.

快速经济发展下县级土地利用/覆被空间变化分析

土地利用/覆被变化(LUCC)是人类活动对自然环境施加影响的显著表现形式。本文以案例的形式,运用LUCC度量模型和LUCC转移矩阵分析研究区清新县2001-2007年的LUCC空间格局变化,并对全县土地利用/覆被进行了分区。研究结果表明,清新县2001-2007年面积增加最多的为林地,而减小最多的为耕地,期间全县综合土地利用/覆被动态度为2.77%、土地利用/覆被强度从2.163增至2.172;同时,清新县土地利用/覆被存在着较为明显的空间差异,全县土地利用/覆被区划可分为南部综合服务中心区、中部产业转移区和北部生态脆弱区三个功能区。

合肥市土地利用/覆盖变化对景观格局影响的研究

利用两个时期的Landsat TM遥感影像,结合RS和GIS技术,对安徽省合肥市土地利用/覆盖变化及其对景观格局影响进行了分析。发现城镇建设用地的快速扩展使耕地和水域锐减。人类活动对水域、耕地和林地产生了较大影响,使得这些景观要素的斑块形状趋向简单,而城镇建设用地和未利用地的斑块形状趋向复杂。

近30年乌伦古河流域土地利用与生态系统服务价值变化研究

[目的]识别新疆乌伦古河流域近30 a土地利用/覆被变化及生态系统服务价值响应,为指导该区水土资源优化配置提供科学依据。[方法]选取研究区1989,1998,2006和2017年4期Landsat系列遥感影像,综合利用3S技术,监测并分析研究区近30 a LUCC时空演变特征,采用修正后的生态系统服务价值当量因子,计算并分析生态系统服务价值响应。[结果]①近30 a乌伦古河流域耕地和建设用地面积呈持续增加扩张趋势,水体和湿地面积呈微增加趋势,未利用地呈显著减少趋势,林地面积呈波动增加趋势,草地面积1989-2006年呈减少趋势,2006-2017年呈微弱增加趋势。其中,耕地净增加量最大(847 km 2),未利用地净减少量最大(744 km 2),各土地利用类型转移显著区域主要位于福海县、杜热乡和齐干吉迭乡;②乌伦古河流域土地利用综合指数由1989年的146.75增加至2017年的168.29,生态系统服务价值(ESV)由1989年的2.635亿元增加至2017年的2.915亿元,净增加0.28亿元。[结论]近30 a乌伦古河流域各土地利用类型面积均发生不同程度变化及相互转换,研究区土地资源总体处于高强度发展期,生态系统服务价值做出相应响应,总生态系统服务价值增加。

曲靖市2006—2015年土地利用/土地覆被变化研究

基于中国西南部中小城市曲靖市2006、2011、2015年TM影像图,依托Arc GIS10.2和ENVI5.1,采用最大似然法,结合转移矩阵和各时段单一用地类型对比图,定性定量地研究评价土地利用变化情况及驱动力,从土地利用现状、土地利用转移情况以及土地利用变化驱动力3个方面研究曲靖市土地利用/土地覆被变化(LUCC);研究结果表明:在研究年限内曲靖市土地利用情况总体科学合理,其中耕地、灌草主要受限于气候和政策原因变化较为剧烈,在2006—2011年和2011—2015年时段均接近其总量的50%;建设用地以城市中心向四周扩张,在两个时段向其他用地转移维持在20%左右,主要集中于麒沾马一带人口密集区;研究可对曲靖市该时段的发展情况评价提供依据,对曲靖市土地利用和发展规划有一定的指导作用。

基于RS/GIS的长沙市土地利用和稳定性分析

土地利用/覆被变化(LUCC)模型的核心内容是研究LUCC时空变化格局,但多数模型只重视空间变化机制研究,忽略了模型的时间变化机制。本文利用长沙市1995、2000、2005和2010的土地利用适量数据图,结合2015年Landset 8遥感影像图,利用监督分类和人工解译相结合的方法得到土地利用现状图,并进行叠加分析得到土地利用类型的变化数据,并建立土地利用转移矩阵;利用土地利用变化强度得到土地利用在时间变化过程中的稳定性指标。结果表明:长沙市土地利用类型变化速度在1995-2005年较低,而2005-2015年间土地利用变化速度加快,土地利用变化在时间间隔层次上不稳定,土地利用类型转换速度加快。

基于土地利用转移矩阵的吉林省中部城市群LUCC分析

基于RS和GIS方法,对吉林省中部城市群1990—2017年间4个时期的遥感影像进行分析处理,应用土地利用转移矩阵对城市群范围内LUCC进行计算和对比.研究结果表明:随着城市化进程加快,研究区耕地、林地和未利用土地逐年减少,城乡居民用地逐年增加,草地和水域面积变化不明显,在城市化建设进程中需要注重合理利用土地资源,保护生态环境,形成稳定发展的城市群生态空间系统.

安徽省土地利用/覆被时空变化及其驱动因素分析

【目的】研究安徽省土地利用/覆被变化(LUCC)及其驱动因素,为安徽省国土资源利用与管理提供理论参考。【方法】基于安徽省1995—2020年6期30 m分辨率的Landsat系列遥感影像土地利用/覆被分类数据,利用土地利用/覆被类型结构与空间分布、转移矩阵、动态变化及土地利用程度综合指数和其聚类,分析安徽省土地利用/覆被类型时空变化特征;选取13个影响LUCC的驱动因子,采用主成分分析法(PCA)进行定量分析。【结果】1995—2020年安徽省土地利用/覆被类型面积耕地排首位,其次是林地、建设用地;25年间耕地、林地、草地分别减少了3826.6、164.7和78.5 km^(2),建设用地、水域、未利用地分别增加了3895.9、160.9、16.2 km^(2),耕地与建设用地相互转移面积最大。2005—2015年耕地、林地、草地减少与建设用地增加的趋势最明显,2015—2020年建设用地转移为耕地的面积大增。从土地利用程度综合指数变化率可知,25年间经济发展较快的合肥市土地利用综合指数变化率(2.18%)、芜湖市(1.60%)及矿业城市铜陵市(3.83%)、淮北市(1.60%)等高于以山区、丘陵地形为主的黄山市(0.42%)、六安市(0.66%)等。2020年各市土地利用程度综合指数聚类结果分为3类:亳州市、阜阳市等土地开发利用程度最高,为第1类;滁州市、马鞍山市等中等,为第2类;池州市、黄山市等最低,为第3类。单一与综合LUCC动态度显示的趋势为2005年前较小,2005—2015年较大,2015年后又变小。除城镇化速度、经济发展、人民生活水平提高外,2015年以后的政策因素也是安徽省LUCC的主要驱动力。【结论】随着安徽省经济、社会的发展,LUCC急剧增大,2005—2015年间有2926.1 km^(2)耕地被建设用地侵占。2015年后,得益于相关土地利用与生态政策的推行,LUCC综合动态度减小至0.05%,但仍存在耕地减少、建设用地增加的情况。因此,今后应根据安徽省LUCC特征及经济、社会、自然资源具体情况,深入实施基本农田保护及耕地占补平衡等合理利用开发土地资源的政策,促进安徽省可持续发展。

近15年来黄河三角洲土地利用演化及成因分析

黄河三角洲是中国三大河口三角洲之一,同时也是世界上陆地资源生长最快的地区之一。在自然演替和人工干扰的相互作用影响下,该地区土地利用/覆被变化非常迅速并成为当前研究的热点。通过解译研究区1995、2004和2010年遥感影像,利用转移矩阵、土地利用变化图等从数量和结构变化两方面对该地区的土地利用变化进行了分析。同时结合现有基础数据源,从自然因素和社会因素两方面对其成因进行了探究和分析。结果表明:研究区的各类土地利用一直处于动态变化之中,建设用地、水体、盐田虾塘都呈现增加的态势,而草地、林地等在波动中下降,未利用土地比重仍然很大,土地利用类型复杂度不断增加。自然因素和社会因素的影响互为补充累积,共同影响着研究区的土地利用类型变化,其中,社会因素起主导作用,但自然因素的影响也不容忽视。

青岛开发区土地利用/土地覆盖变化分析

土地利用/土地覆盖变化研究是全球环境变化和可持续发展的热点问题。本文利用青岛开发区1995、2000、2004年三幅LandsatTM影像及辅助数据,对该地区10年间的土地利用/土地覆盖变化进行分析研究,并对分析结果作出评价,结果表明青岛市开发区的城市化进程在不断加快,建筑用地在增加。