Daily Changes of Spatial Patterns of Meteorological Elements over Pearl River Delta Based on GIS and MM5

The spatial distribution of meteorological elements is important for understanding the regional meteorology and climate changes. However, previous studies rarely focused on the daily changes of the spatial patterns of meteorological elements due to the limitation of remote sensing （RS） techniques and traditional meteorological methods. In this paper, the regional meteorological elements were simulated by the fifth-generation non-hydrostatic Mesoscale Model （MM5）, and the spatial patterns of meteorological elements and their diurnal variations were analyzed in landscape level over the Pearl （Zhujiang） River Delta （PRD）, China. The results showed that there were several centers of urban heat islands, cold islands, dry islands, wet islands, high wind over the PRD at noon. The diurnal changes of Moran I of meteorological elements were obvious and they reached the extremum at noon and 2-3 hours after the sunrise. The landscape indices of meteorological elements, such as area-weighted mean Fractal Dimension Index （FRAC_AM）, Landscape Shape lndex （LSI）, Shannon＇s Diversity Index （SHDI） and Contagion lndex （CONTAG）, were more variable at about the sunrise, noon and sunset. The occurrence of wave crests and vales of landscape indices was affected by the surface net radiation, turbulence and local circumfluence. The spatial patterns of meteorological elements correlated well with the land surface, thermal exchanges and local circumfluence. A new approach combining GIS, RS and numerical simulations technologies and the landscape ecology method was presented to analyze spatial patterns of meteorological elements, which may be useful for studying global and regional climate changes.

RS和GIS技术在湿地景观生态研究中的应用进展

湿地景观生态研究是一个基于景观生态学理论的对湿地研究的新兴领域,RS与GIS技术的发展为湿地景观生态研究提供了新的方法和技术支持。综述了近年来RS和GIS技术在湿地景观生态研究中的应用情况。总结了RS技术在景观格局研究、景观功能研究、景观动态研究、景观尺度研究等4个方面的应用现状。同时论述了GIS技术在辅助景观分类、景观制图及景观指数统计、景观动态信息提取与分析、景观规划管理中的应用。分析了RS与GIS技术在湿地景观生态研究中的优势,指出了目前存在的问题,最后展望了湿地景观生态研究中遥感和地理信息系统技术的应用前景。

基于RS、GIS的矿区生态景观修复研究——以徐州市城北煤矿区为例

研究目的:探讨矿区景观生态修复策略和技术,以改善矿区景观格局和矿区生态环境质量,保证矿区可持续发展。研究方法:利用RS数据,采用GIS技术和生态景观指标分析方法。研究结果:1987—2008年间,斑块连通度、斑块密度、香农多样性指数、均匀度指数增大,优势度指数减低,表明景观破碎化程度提高,多样性增大,生态系统稳定性降低,但耕地面积和最大斑块指数减小最大,耕地的边缘密度增大和连通度降低;水域用地的面积增大,最大斑块指数增大,斑块边缘密度增大和连通度降低,主要原因是采矿造成农地塌陷、地表积水、部分塌陷地被复垦为鱼塘用地等。为此,提出一系列的生态修复模式和生态修复措施,加大对矿区景观生态的斑块—廊道—基底的构建。

基于RS和GIS的黄河口湿地景观变化研究——以垦利县为例

研究以垦利县为例,在遥感和地理信息系统的技术支持下,将马尔柯夫模型引入湿地景观格局分析和预测中,利用1987年和2004年2个时期的卫星影像研究黄河口湿地景观格局的动态变化。研究结果表明,至2010年,湿地总面积不断减少,尤其是天然湿地,其中河流水面、苇地、滩涂和滩地,较1987年分别减少了2 724.7、19 629.1、23 737.2和3 269.1 hm2。人工湿地总面积也有所减少,但水库水面面积却增加了10 213.8 hm2。在现有的人类作用强度的情况下,黄河口湿地景观格局可达到一个相对稳定的状态,天然湿地面积仅占研究区总面积的6.8%,而人工湿地的面积是研究区总面积的19.17%。

基于RS和GIS技术的京郊西北地区土地利用变化的景观过程响应

应用遥感与地理信息系统技术,对3期TM影像(19891、996、2005)进行解译判读,获取北京西北地区的土地利用数据.同时应用土地利用时空演变模型、土地利用动态度模型和景观生态学方法,从景观格局的角度定量分析1989—2005年间区域景观过程对土地利用变化的响应.结果表明:近16年来耕地、沙荒地和未利用地的面积明显减少,而城市及建筑用地和林地的面积在连续增加;各景观组分间的转移过程频繁,其中耕地斑块向城市及建筑用地斑块的转移数量最大,沙荒地向林地的转变最为明显;1989—1996年间的综合土地利用动态变化率较1996—2005年间的大,变化集中表现在西北城郊过渡区域;各景观类型的平均斑块形状趋于简单,景观多样性、均匀度指数和破碎度指数呈现增加趋势,而优势度指数在逐渐减小;城市及建筑用地的不断扩张,林地景观平均斑块面积持续减小,并呈现破碎化,是土地利用变化的景观生态过程响应.要实现区域土地资源的可持续发展和景观生态功能的良性发挥,须注重土地利用格局优化,维护景观生态过程与格局的连续性.

基于RS和GIS技术的黄骅湿地景观动态分析

以黄骅湿地为例,利用GIS技术对遥感影像进行湿地信息提取,并采用景观类型转移矩阵、动态变化率等模型对黄骅湿地景观变化进行分析。研究表明,黄骅湿地的总面积减小,人工化程度加重,湿地正处于退化状态,湿地的生态环境遭到破坏,应立即采取措施加强湿地保护。

基于RS和GIS的公路生态影响研究

针对公路生态影响评价缺乏定量方法的现状,提出基于遥感(RS)和地理信息系统(GIS)公路生态影响评价的全新体系和方法,从大尺度、中尺度和小尺度上阐述和验证了该体系和方法的科学性和有效性,并以甘肃省山丹—临泽高速公路和兰州—海石湾高速公路为例,利用该方法体系进行了分析评价。研究结果表明:公路沿线景观碎裂化程度增加,景观稳定度有所下降,同时蔓延度的下降,使动物迁徙受到了一定程度的影响;公路沿线植被在公路修建过程中整体呈下降趋势,后期的影响要高于公路修建前期的影响;公路的修建会对林地、湿地等产生影响,但积极的生态措施会将这种影响降至微弱和不显著。

基于RS和GIS的城市绿地评估系统的一种模式

从RS和GIS的结合出发,在对城市绿地评估系统的总体框架阐述的基础之上,对数据源的选取和预处理、城市绿地评估数据库的建立、景观格局分析和生态效益评价实现的流程和关键技术作了介绍。

基于GIS/RS的滨海湿地景观格局多尺度分析——以辽宁省大洼县为例

以辽宁省大洼县滨海湿地为研究对象，基于GIS技术，采用2000、2009年两个时相ETM／TM影像数据，选取了斑块类型水平和景观水平上有代表性的27个景观指数来定量研究滨海湿地景观格局的多尺度特征，分析了两个时间尺度上8种空间粒度的滨海湿地景观指数的尺度规律与景观格局的时空分异。研究表明：大洼滨海湿地的斑块密度（PD）、斑块数（NP）和蔓延度（CONTAG）等指数与空间粒度有很明确的函数关系（幂／对数函数等），可预测性强；最大斑块指数（LPI）、最大形状指数（LSI）等总体呈增大趋势，但无明显函数关系；而Shannon多样性、均匀性指数（SHDI、SHEI）等则无空间粒度变化效应。2000～2009年，斑块类型百分比（PLAND）、景观分维数（FRAC_MN）等指数在增大，Shannon多样性（SHDI）等指数减小。说明了人类活动对大洼滨海湿地景观格局的干扰明显．景观破碎度增加，总体湿地景观结构向简单化方向发展。2000、2009年两个时相的重要景观指数斑块数（CA）、边界密度（ED）、聚集度（AI）等与空间粒度呈相似的函数关系，具有较好的预测性。

RS与GIS在城市绿地景观生态规划中的应用研究

在简要介绍RS与GIS和景观生态规划等的基础上,论述关于城市绿地景观生态规划的研究内容与现状,并就RS与GIS在国内外城市绿地景观生态规划中的应用优势与现状做了综述,提出了RS与GIS在城市景观生态规划中的应用前景与问题。

基于RS-GIS的生态环境影响评价研究——以神农架滑雪场为例

采用GIS和RS技术手段,运用景观生态学的原理和方法,从景观结构、植被净第一性生产力和植被分布的空间异质性三个角度,对神农架牛场坪滑雪场景观生态体系的结构和功能状况进行评价,通过景观多样性指数、景观聚集度指数、优势度等量化计算及比较分析,预测神农架牛场坪滑雪场建成后对所在区域生态完整性的影响程度,评估项目建设对区域生态系统的影响.

基于RS和GIS的九寨沟景观格局动态分析

以整个景观为研究对象,着重分析研究九寨沟的景观格局,景观之间的相互关系以及人类活动对景观的影响。从景观生态学的角度,结合遥感和地理信息系统技术,综合景观分类原理绘制出九寨沟景观分布矢量图,并建立景观空间数据库。运用景观生态学数量分析方法,选取斑块大小、斑块数、平均斑块面积、最大斑块指数、斑块形状指数、景观多样性、景观破碎化等景观指标,对九寨沟景区进行综合的、多层次的景观空间结构分析,从而对景区内景观格局变化的内在规律进行探讨,并针对景观破碎化现况,提出九寨沟生态旅游可持续性发展建议。

基于RS,GIS技术下的震后唐家山堰塞湖景观生态格局研究

对汶川大地震后北川县唐家山堰塞湖区域的地形地貌、土地质量、植被覆盖、工程建设及生态环境等基本情况进行详细调研,运用RS,GIS等技术结合景观格局指数分析法,对唐家山堰塞湖区域的整体景观生态格局指标进行研究,分析唐家山堰塞湖区域内斑块和廊道等景观格局因子的变化数据,总结区域内景观生态格局的各类特征,为地震灾区生态修复及环境破坏评价提供参考。

基于RS和GIS技术的尕海湿地景观变化趋势分析

利用遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术对尕海—则岔自然保护区湿地自1998年建立以来的主要景观格局变化情况进行信息提取和定量分析,并通过转移概率矩阵和马尔可夫模型对尕海湿地景观变化趋势进行分析。结果表明,尕海湿地在保护区建立以后得到了良好的发展,湿地总面积逐年增加,其中尕海湖在当地政府的合理规划和保护下,湖区面积分布更加合理。河流湿地和沼泽湿地也得到了较好的增加,其中沼泽湿地的增加速度最快,并在增加的过程中很好地保持了天然湿地的特点。通过马尔可夫模型预测分析,2011～2015年尕海湿地仍会继续增加,湿地面积将会继续扩大。

基于RS与GIS的黑青乔沼泽湿地景观格局分析

在ERDAS8．7和ArcGIS9．0支持下，对若尔盖黑青乔沼泽1977年Landsat-2MSS、1994年Landsat-5 TM和2001年Landsat-7 ETM遥感数据进行解译，选取斑块形状、多样性、优势度、均匀度、破碎度和分维数等景观指数分析了该区景观格局。结果表明，24a间研究区湖泊总面积缩小82．43km^2，草地扩大70．87km^2，半沼泽扩大52．97km^2，沼泽缩小43．00km^2；景观斑块数增加83块，平均斑块面积减少1．8375km^2；湖泊、沼泽、半沼泽和草地之间的类型演替较为明显；景观斑块形状指数整体上递减；景观优势度指数和破碎度指数增加，景观破碎化程度不断加深；多样性指数降低。

基于GIS和RS的郑州黄河湿地生态健康评价

基于遥感影像数据、基础地理数据和湿地监测数据,以郑州黄河湿地为研究区,选取归一化植被指数、景观多样性指数、景观形状指数、斑块密度指数、聚合度指数、平均弹性度、水体面积等7个评价指标,建立生态系统健康评价模型,对其健康状况进行评价。结果表明,郑州黄河湿地生态健康状况中等,湿地格局基本完整并具有一定的恢复能力。

基于RS和GIS的2010年南瓮河自然保护区景观格局分析

利用2010年Landsat TM遥感影像作为基本信息源,在RS和GIS技术的支持下,建立空间数据库,制作出南瓮河自然保护区景观格局分布图。研究区内包括7种景观类型:草本沼泽、灌丛沼泽、森林沼泽、永久性河流、道路、森林、沼泽化草甸。结果表明:各景观类型所占比例差异较大,森林和草本沼泽两种景观类型占主导优势,占所有景观类型面积比例高达93.52%;景观的破碎化指数较高,影响景观格局的主要因素是火灾,道路的修建也影响了区域景观格局,加大了景观的破碎化程度。

基于GIS的济西国家湿地公园生态敏感性评价

本文以遥感(RS)和地理信息系统(GIS)为技术支撑,通过特尔斐专家评价法,建立了湿地公园生态敏感性综合评价指标体系,对济西国家湿地公园进行了生态敏感性评价。结果表明:水域湿地、植被类型为高度敏感因子,高程、植被覆盖度、景观格局、景观生态价值为中度敏感因子,坡度为弱度敏感因子;湿地公园综合生态敏感度划分为高度敏感、中度敏感、弱度敏感、不敏感4个等级,面积占比分别为32.5%、18.2%、28.2%、21.1%,高敏感区与中敏感区集中分布于水库、滩涂、水渠及周边区域内;湿地公园综合生态敏感度属于中度敏感。

景观信息流及GIS对脆弱生态异质性制图的分析

分析了依信息学确立的景观信息流在景观异质性制图的意义，及景观信息流的测度、特征和遥感与ＧＩＳ对其获取的方法，探讨了景观信息流转换的表达方式。其次，把景观信息流反映在地学异质信息中，着重分析脆弱生态景观地学的异质性特征、响应以及利用ＧＩＳ建立脆弱生态景观异质性制图的方法，对科尔沁沙地东南部的景观异质性特征作了分析。

基于遥感和GIS的景观尺度的区域生态健康评价——以海湾城市新区为例

依据PSR概念模型,建立了景观尺度的区域生态健康评价指标体系.以2004年SPOT5影像及其派生数据作为基础信息源,在遥感和GIS技术支持下获取了生态健康评价相关宏观生态指标,评价的指标体系划分为5个等级.采用空间单元网格(2km×2km)作为评价单元,借助GIS的空间分析功能制作出各单项指标和综合指标的空间分布图,并完成对区域生态健康的综合评价.得到了区域生态健康的空间分布,综合评价结果划分为很健康、健康、亚健康、不健康和疾病5个等级.结果表明,生态健康处于亚健康及其以下类型的面积占整个区域的52.76%,生态系统退化有在整个研究区域蔓延的趋势.