基于RS与GIS重庆都市区土地利用/覆盖变化过程及预测分析

以重庆都市区为例,借助GIS和RS技术,运用土地利用/覆盖类型的动态度、转移矩阵和马尔柯夫过程研究方法,以重庆都市区1997年和2006年两期的TM数据作为研究对象,对重庆都市区近年来土地利用/覆盖的动态过程分析和未来土地利用/覆盖演变趋势进行了预测。为重庆都市区的土地规划、管理和决策提供依据,同时也为该区土地资源可持续发展提供借鉴。结果表明:1997—2006年间,都市区土地利用类型主要以耕地和林地为主,两者之和占总面积的70%以上;转移数量最大的是耕地,其面积净减少506.67km2,主要转化林地和建设用地;用马尔柯夫过程对2006年土地利用进行检验与预测,总体误差范围在卡方检验范围之内;2006—2024年的预测结果耕地面积百分比从2006年的62.24%降低到2024年的52.46%;建设用地面积百分比从2006年的8.99%增加到2024年的15.91%;林地、草地、水域变化相对较小。

基于GIS与RUSLE模型的喀斯特地区土壤侵蚀研究--以贵州省为例

[目的]对贵州省土壤侵蚀进行快速定量研究,为土壤侵蚀治理工作和土地利用决策提供科学依据。[方法]在GIS技术的支持下,利用日降雨量、土壤类型、土地利用、DEM,MODIS-NDVI等数据,结合RUSLE模型估算研究区土壤侵蚀量。[结果]研究区的2010年年均土壤侵蚀模数为880.81t/(km^2·a),属轻度侵蚀。大部分区域主要以小于500t/(km^2·a)的微度侵蚀为主,占研究区总面积的59.60%。土壤侵蚀面积(轻度侵蚀以上)达71 164.14km^2,占总面积的40.40%。强度以上土壤侵蚀面积达10 431.60km^2,占总面积的5.91%,主要分布在研究区西北部和东北部,以及北部大楼山、武陵山、东南部苗岭以及西部乌蒙山等地势较高以及中东部乌江,西南部北盘江等河流流域。[结论]林地、耕地和草地以及海拔在600~1 600m之间的区域是今后水土流失防治的重点区域。

2001年～2010年重庆地区植被NPP时空变化特征及其与气候因子的关系

以2001年～2010年MOD17A3的年均NPP数据为基础,利用GIS技术定量分析了重庆地区植被NPP的时空变化特征及与气候因子的相关性,结果表明:2001年～2010年重庆地区植被NPP整体呈微弱上升趋势,植被覆盖略有增加,且总体分布呈现从南到北递减的趋势;重庆地区植被NPP增加幅度由南到北递减且整体变化幅度较小,仅部分区县变化幅度较大.不同的植被类型的NPP存在差异,其NPP大小顺序为:常绿阔叶林＞草地＞农田植被＞混生林＞常绿针叶林＞落叶阔叶林＞落叶针叶林＞灌丛.就气候因子与植被NPP的相关性而言,NPP与气温的相关性不明显,NPP与降水的相关显著性存在空间差异.

基于SPI指数的近50年重庆地区干旱时空分布特征

[目的] 揭示重庆地区年和季度干旱发生的频率和强度的演变特征，为该区应对干旱灾害，制定针对性减灾措施提供科学依据和参考。[方法] 基于重庆地区34个气象观测站1964-2011年逐月降水数据，采用标准化降水指数（SPI）干旱指标方法进行研究。[结果] 干旱强度频率方面，重庆地区干旱发生的频率具有较明显的区域性和季节性；其中年、春、夏和冬季干旱发生频率相差不大，在25.9%~35.1%范围，秋季的发生频率范围幅度较大，介于16.7%~40.0%之间。干旱强度方面，在年和季节尺度上整体呈现一定的增加趋势，其中秋季和年度相对趋势更明显，近50 a研究区年度和四季主要以轻旱和中旱为主，整体上夏季和秋季干旱强度比另外两个季度和年度表现更强一些。[结论] 标准化降水指数（SPI）适用于重庆地区，可以作为气候变化的监测指标；重庆地区干旱发生的频率具有较明显的区域性和季节性。

1990—2020年波曲流域冰川冰湖时空变化及其对气候变化的响应

基于Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像和数字高程模型(DEM)数据,结合比值阈值法与目视解译提取了1990—2020年波曲流域冰川边界,同时利用归一化水体指数与目视解译提取波曲流域冰湖数据,分析近30 a波曲流域冰川冰湖空间分布与变化特征以及母冰川-冰湖相对位置变化关系,探究波曲流域冰川冰湖协同演化及其与气候变化的响应关系。结果表明:(1)1990—2020年波曲流域冰川加速退缩,尤其是近10 a来冰川加速退缩趋势更为显著;波曲流域冰川主要分布在海拔5500~6100 m范围内,规模上看,大规模(≥10 km^(2))冰川数量保持稳定,小规模(≤0.5 km^(2))冰川数量呈增加趋势。(2)近30 a波曲流域冰湖数量、面积均不断增加,冰湖面积扩张率为74.24%;冰湖主要分布在海拔4900~5300 m之间,大冰湖(≥0.07 km^(2))面积不断扩张;小冰湖(≤0.03 km^(2))数量增加显著。(3)与母冰川相连冰湖是最重要的冰湖扩张类型,该类型冰湖面积增长量占总冰湖增量的72.08%。(4)近30 a波曲流域气温缓慢上升,降水量总体略微下降。气温上升和降水量下降是造成冰川退缩重要因素,同时冰川融水促进冰湖扩张。通过波曲流域冰川-冰湖分布面积、变化特征及其协同演化关系的探究为流域冰川面积变化趋势和冰湖溃决灾害的预测及防治提供数据支撑。

基于GIS的区域人口统计数据空间化——以重庆都市区为例

人口分布空间化是解决统计数据与自然要素数据融合分析的有效途径。本文基于2009年重庆市的人口统计数据,以居民点为指示因子,使用GIS空间分析与统计学分析方法分析居民点分布与影响因子之间的相关性,相关性分别为-0.608、-0.902、0.94、0.994、0.952、0.995、0.957。利用居民点缓冲区的概念,用因子分析法得到海拔高度、土地利用、道路交通及河流水系4个因子对人口分布的影响权重,分别为0.726 75、0.000 6、0.026 7及0.248 0,然后通过数据融合实现研究区人口统计数据的空间化。结果表明,通过数据融合产生的人口密度与各区县实际平均人口密度的相关系数大于0.85。最终生成的栅格人口密度数据在一定程度上反映了研究区内部人口分布的空间化。

武陵山区旅游资源空间格局及生态旅游适宜性——以铜仁市域为例

以武陵山区腹地城市铜仁市149处旅游资源(含A级景区)数据为基础,利用ArcGIS平均最近邻指数、泰森多边形、核密度分析以及空间分析技术,开展旅游资源的空间分布格局研究,构建区域生态旅游资源开发适宜性评价体系,探讨铜仁市生态旅游开发适宜性特征及其空间差异。研究结果表明:①铜仁市旅游资源在各区县间分布差异较大,江口县、碧江区、石阡县、德江县和思南县的旅游资源数量占到整个研究区数量的70%以上,整体上呈现“南密北疏”的特点,ArcGIS空间最近邻指数为0.55,泰森多边形检验其变异系数达99.34%,旅游资源呈现显著的集聚空间分布特征。②铜仁市生态旅游开发适宜性指数在1.31~6.03,生态旅游适宜性划分为四级,其中高度适宜区占铜仁市国土总面积20.85%,最适宜区占比7.65%;一般适宜区占比37.72%,不适宜区占比33.78%。③各个等级适宜区域空间分布差异较为明显,最适宜区和高度适宜区主要分布在乌江国家风景道沿线和武陵山国家风景道沿线区域;研究结果有助于为武陵山区域生态旅游产业战略规划与开发提供科学依据。

1990—2020年冬克玛底流域冰川变化遥感监测

冰川变化是气候变化的重要体现,对全球水资源和生态环境有着深远影响。本文基于Landsat系列遥感影像,运用目视解译法提取了近30年冬克玛底冰川边界,分析了1990—2020年冬克玛底河冰川面积变化特征;同时基于大气校正法反演了冰面温度,探究了冰川变化与气候变化的响应关系。结果表明:(1)1990—2020年冬克玛底冰川面积持续减退,总面积退缩1 km^(2),年均变化率为-0.21%。(2)冬克玛底冰川在海拔[5600,5800)m处分布较广泛,海拔[5300,5400)m处冰川退缩最强烈。近30年来大、小冬克玛底冰川分别后退382.89和141.39 m。(3)2017—2020年冬克玛底冰川表面形变速率介于-233.192~172.512 mm/a之间,高海拔区冰面整体呈积累状态,冰舌和部分区域呈减薄趋势。(4)冬克玛底冰川表面温度较高区域主要分布于大冬克玛底冰川西部到南部边缘和小冬克玛底冰川西部边缘与部分东部边缘,较低温度区域主要分布于整个冰川东部,气温上升可能是导致冬克玛底冰川消融的主要因素。

重庆市中心城区快递自提点空间格局及影响因素研究——基于POI数据

【目的】通过对重庆市中心城区快递站点的兴趣点(Point of interest,POI)数据的讨论和分析,为该区域快递站点的合理分布与选址提供有效的理论支持。【方法】基于2018年重庆市中心城区菜鸟驿站和邮政速递的兴趣点数据,综合运用核密度估计法、标准差椭圆法、平均最近邻分析法和缓冲区分析法,探究重庆中心城区快递自提点的空间分布特征及影响因素。【结果】1)快递自提点具有空间分布的不均衡性,主要集中在渝中半岛及周边区域,且菜鸟驿站的分布较邮政站点更为集中,绝大部分布局在两江交汇(嘉陵江和长江)的渝中区;2)快递自提点分布大致呈现沿"偏北-偏南"方向延伸的趋势;3)服务范围特征,快递自提点服务范围主要集中在两江新区,此外,菜鸟驿站还服务于大学城、北碚和南坪商圈区,而中心城区的其他区县零散的被邮政站点所覆盖。【结论】快递自提点分布的空间形态受多种因素影响,综合分析发现经济、人口、用地类型、交通对快递自提点的布局选址具有重要影响。

成渝地区双城经济圈旅游经济空间溢出效应

基于2011—2019年的城市面板数据,运用空间计量模型并构建旅游溢出的可计算模型,探究了成渝地区双城经济圈旅游经济的空间溢出效应。结果发现:①相邻区域对旅游经济发展水平的影响更大。②成都、重庆两市的旅游溢出规模最大,各城市均存在旅游溢出效应。③人均出口额的提升是促进区域旅游经济发展最显著的因素。

土地利用对流域水源涵养及水质净化的影响——以乌江流域为例

乌江流域是长江上游重要的水源涵养区和生态屏障,基于InVEST模型中水源涵养和水质净化模块,利用2000-2020年3期土地利用为数据源,对乌江流域水源涵养、水质净化服务时空变化及其土地利用变化响应进行了分析。结果表明:(1)乌江流域平均水源涵养总量达到449.13×10^(9)m^(3),在时间上呈现先减少后增加的趋势,空间上呈现由西到东逐渐递增特征。不同土地利用类型中水源涵养能力大小依次为草地>林地>耕地;(2)水质净化方面,2000-2020年总氮(TN)年均输出总量均在3.2×10^(4)t以上;总磷(TP)年均输出总量均在3.0×10^(2)t以上,高强度输出区域主要分布在耕地覆盖区域,低强度输出区域主要分布在林地、草地覆盖区域;(3)流域土地利用变化对水源涵养、水质净化的响应主要体现在作用强度、面积变化、转化类型等方面,草地、林地与水源涵养和水质净化呈明显的正相关关系,耕地与水质净化呈负相关关系。研究有助于山区生态服务研究的发展,结果可为乌江流域土地利用格局优化调整和水质保护、水污染控制、水资源配置提供科学依据。

三峡库区生态系统服务功能重要性评价

在RS与GIS技术支持下,选择研究区比较重要的生物多样性保护、土壤保持、水源涵养和营养物质保持四个生态系统服务功能,建立生态系统服务功能重要性评价模型与方法,对三峡库区重庆段生态系统服务功能进行综合研究,定量揭示了研究区生态系统服务功能重要性程度及其空间分布规律。结果表明:(1)生物多样性保护高度重要以上地区的面积比达到了15%以上;极重要地区主要呈斑块状分布在东北部、中部和东南部。(2)土壤保持极重要区占据绝对优势地位,面积比为68.80%;土壤保持极重要区主要分布在万州及其东北部地区。(3)水源涵养一般重要区面积最大,其次为极重要地区;极重要区沿江河呈带状分布,高度重要区主要分布在极重要区两侧沿江河呈环带状分布。(4)营养物质保持一般重要区面积最大;其次是极重要区;极重要区基本呈条带形分布在植被覆盖较好的山脉及江河两侧。(5)生态系统服务功能极重要和高度重要区的面积占到了研究区总面积的近50%;极重要区基本沿主要江河两侧第一层分水岭和西部平行岭谷区的山脊呈条带形分布;高度重要区基本分布在极重要区两侧层环带形分布,少部分零散分布。

1998—2007年三峡库区(重庆段)植被净第一性生产力及其时空特征

基于CASA模型,利用SPOT/VGT NDVI数据、植被覆盖类型图、气象数据等,对三峡库区(重庆段)1998—2007年植被净第一性生产力(NPP)进行遥感估算,并对其时空特征进行了分析。研究结果表明:1)1998年到2007年各年植被NPP的变化整体呈现波动下降的趋势;2)1998—2007年研究区植被NPP在季节变化上由高到低依次为夏季(675.705gC.m-2)、春季(368.2gC.m-2)、秋季(207.944 gC.m-2)、冬季(49.495 gC.m-2)。夏季植被NPP最高值出现在2000年(1 022.173 gC.m-2),最低值主要出现在2006年(318.321 gC.m-2);3)1998—2007年,年均植被NPP值在184.8～515.548 gC.m-2之间,高值主要出现在渝东北的巫溪县、巫山县、奉节县及渝东南的石柱县、武隆县等区域,低值主要在忠县、涪陵区及主城区大片区域;4)各年阔叶林单位面积生产力最高,其次为灌丛和灌草丛、针叶林、草甸、水生植被,水域生产力最低。

三峡库区重庆段酸雨敏感性评价及空间分异特征

三峡库区重庆段具有重要的生态地理位置,酸雨是这一地区根本性的生态环境问题之一。以酸雨敏感性机理为基础,运用GIS于RS技术分析了这一特殊生态地理区域酸雨敏感性的高低分布规律及其空间分异特征。结果表明:研究区酸雨以高度敏感为主,其次是中度敏感;各区县中石柱、武隆、万州是酸雨最为敏感的地区,都市区及周边区县主要以轻度以下敏感为主。空间上,极敏感区集中分布在研究区中、南部;万州(含万州)以下的研究区东北部是高度敏感的集中分布带;万州以东除石柱、武隆等区域外主要为中度敏感集中分布区;江河河谷及两侧,研究区东北端的巫山、云阳部分地区为轻度以下敏感分布区。研究区酸雨敏感性程度较高的地区主要分布在黄壤、黄棕壤、紫色土分布区和常绿针叶林、常绿针阔混交林分布区。

基于GIS技术的黔中地区人居环境自然适宜性评价

以黔中地区作为研究区,采用GIS与RS技术,选取地形、土地、植被、气候、水文与石漠化等自然因子,以250 m×250 m栅格为基本单元,在评价单因子人居适宜性的基础上,构建人居环境指数(HEI)模型,探讨黔中地区人居环境自然适宜性特征及其空间差异。研究结果表明:(1)黔中地区人居环境指数介于14.16~88.97之间,平均值为50.02,空间分布上从西北向北、东、南,从中山地貌区域向低中山、河谷、槽坝区域递增,地形起伏度是区域人居环境自然适宜性空间分布差异的主要限制因子;(2)整个黔中地区以一般适宜区为主,占黔中地区总面积的31.76%,其次是临界适宜区,占25.16%,然后是比较适宜区23.13%,不适宜区为10.19%,高度适宜区最少,仅占9.76%;(3)最适宜居住区域主要分布在地形起伏度较小,植被覆盖度高,海拔高度适中,且降雨丰富、地表水资源丰富的中东部区域,不适宜区域分布在毕节市境内七星关区、大方县以及织金县等,平均海拔高度在1 700 m以上的区域,其余零星分布在研究区。

1990—2015年喜马拉雅山冰川变化的遥感监测

基于Landsat系列遥感数据,运用比值阈值法(B3/B5)和目视解译,研究1990—2015年喜马拉雅山冰川面积的分布与变化特征。结果表明:25年间研究区冰川面积共减少2553.10 km2,年均退缩率为0.44%/a,研究时段冰川加速退缩。研究区冰川主要分布在西段地区,中段次之,东段最少,近25年来西段、东段和中段地区冰川均表现为退缩趋势,其中东段地区退缩最快,中段最慢。从地形分布和变化特征看,5°~25°范围内冰川的分布面积较多,近25年来各坡度等级冰川均在退缩,其中25°~30°之间冰川面积退缩较快,在极平缓/极陡峭地区退缩较慢。尽管8个坡向上冰川均表现为退缩趋势,但退缩幅度有所差异,北坡与西北坡冰川退缩较慢,其他坡向退缩较快。研究时段表碛物覆盖型与非表碛物覆盖型冰川均在退缩,但后者的退缩幅度较大,表明研究区表碛物在一定程度上抑制了冰川消融。