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文章以松嫩平原为例,开展土地利用格局空间变化研究。该区包括白城市、松原市等10个市县,土地面积46930km2。半个世纪以来,该区的土地利用格局发生了较大的变化,湿地萎缩、草地退化、土地沙化、土地盐碱化,荒漠化迅速发展,制约该区的可持续发展。本文以多元遥感数据为空间数据源,以3S技术为支持,以1km×1km的栅格单元为最小信息图谱单元,构建地学信息图谱－空间分析模型,进行土地利用变化研究; 土地利用格局及其影响因子的空间回归分析; 及土地利用格局空间变化趋势预测。研究结果表明,到2019年该区的土地利用结构与功能将发生巨大的变化,湿地、水域、草地的面积分别减少61.37%,52.45%和45.77%,盐碱地面积增加21.76%。盐碱荒漠化将进一步扩张。因此,必须及早制订相应的对策与方案。
文章将地学信息图谱方法与空间分析方法相融合,构成地学信息图谱－CAMarkov耦合模型,以栅格图谱数据－元胞图形数据进行模型运算,将复杂的、变化的生态景观特征以图谱的形式展现出来。从而使研究的全过程实现了栅格化、数字化、空间化、动态化和图谱化。 相似文献
文章将地学信息图谱方法与空间分析方法相融合,构成地学信息图谱－CAMarkov耦合模型,以栅格图谱数据－元胞图形数据进行模型运算,将复杂的、变化的生态景观特征以图谱的形式展现出来。从而使研究的全过程实现了栅格化、数字化、空间化、动态化和图谱化。 相似文献
2.
区域土地利用变化驱动力研究前景展望 总被引：29，自引：0，他引：29
区域土地利用变化驱动力研究旨在从典型区域角度揭示土地利用变化背后的真正动因及其作用机理，进而动态模拟、预测区域土地利用变化过程。土地利用系统的自组织性及其内驱动因子作用的复杂性，决定了其研究必须与某一特定区域相联系，以便确定合适的可定量指标来体现外生驱动因子的驱动效果。系统地识别土地利用系统在不同控制状态下的驱动因子及其多种时空尺度效应，建立具有综合模拟的区域土地利用变化动态模型，能减少土地利用系统通常受临界值域和突变所左右的局面。区域土地利用变化驱动因子识别、区域土地利用变化驱动机制分析、区域土地利用变化驱动过程模拟等的研究现状表明，为更好地理解区域土地利用变化的机制和原因，测度现有及未来土地利用变化的速率、过程和地点，支持政府相关决策的制定与实施，促使区域土地利用变化向有利于人类的方向发展,区域土地利用变化驱动力分析应优先考虑以下研究领域：①驱动力因子识别及其作用效应的尺度依赖性；②驱动力因子的贡献量化及其在具体区域的非均一分布；③驱动力因子作用过程的自然反馈机制模型化。
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研究城乡土地利用变化规律与驱动机制，有利于实现区域土地资源可持续发展。本文以长春市为例，以监督分类与人工解译相结合的方式对1997、2007和2017年Landsat卫星影像进行分类，总体精度分别为93.06%，90.70%和94.12%。1997-2017年，草地、耕地和其他土地面积分别减少354.74、922.11和55.35 km2，建设用地、水域和林地面积分别增加1 154.14、70.38和107.54 km2，整体表现为建设用地向周边扩张，侵占其他用地类型面积。利用未来土地利用模拟（future land use simulation，FLUS）模型，以2007年分类数据为基础，结合地形、交通区位和社会经济等土地利用变化驱动因子，仿真2017年土地利用格局，仿真结果与真实情况吻合较好，仿真精度达85.10%，Kappa系数为0.821 2，验证了模型和驱动因子精度可靠，符合土地利用变化趋势。以此模型因子预测2027年土地利用格局，结果表明：在城镇周围，建设用地将持续侵占耕地、林地、草地和其他土地的面积，但趋势减缓，同时林地面积和水域面积增加。 相似文献
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以黑河山区为研究区域,利用Logic回归模型和空间分析技术对山区土地利用进行适宜性评价.以2011年土地利用现状数据作为背景值,构建气温、降水、海拔、坡度、人口密度、水系、交通网、村镇分布8种因子的评价指标体系.采用多尺度训练的方法确定适宜性评价最佳模拟尺度,对土地利用数据和评价因子进行Logic回归分析,得到评价因子对土地利用适宜性的影响程度.利用Spatial Analyst模块对对黑河山区土地适宜性进行评价,为区域土地资源合理利用提供科学参考.结果表明:(1)适宜性评价最佳尺度为210 m(ROC=0.79).(2)Logic回归结果显示,坡度、气温(βTemp=1.11)、降水对林地、草地的影响程度较高,同时距道路距离、人口密度(βPop=-0.555)对其分布也有重要影响.(3)山区土地利用适宜性排序为:Max_(林地)=M ax耕地Max_(建设用地)Max_(裸地)Max_(草地)Max_(水域),林地与耕地最高,适宜性达到0.99. 相似文献
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以滦河流域为研究区,利用1985和2000年土地利用数据,结合SWAT分布式水文模型定量评价了流域土地利用/覆被变化的水文效应,并分析了流域地表径流变化与主要景观类型的响应关系。结果表明:SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型可以较好地模拟滦河流域的月流量过程,在研究区具有较好的适用性;1985—2000年流域林地向草地和耕地的转变导致流域年均地表径流和总径流量分别增加了12.6%和5.1%;并使得流域年均地表径流变化空间差异显著,整体呈增加趋势,且主要受到林地变化的影响,而在三道河子以上集水区地表径流的变化则主要受到耕地景观的影响。合理规划土地利用格局,对于流域水资源可持续利用具有重要意义。 相似文献
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以滦河流域为研究区,利用1985和2000年土地利用数据,结合SWAT分布式水文模型定量评价了流域土地利用/覆被变化的水文效应,并分析了流域地表径流变化与主要景观类型的响应关系。结果表明:SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型可以较好地模拟滦河流域的月流量过程,在研究区具有较好的适用性;1985—2000年流域林地向草地和耕地的转变导致流域年均地表径流和总径流量分别增加了12.6%和5.1%;并使得流域年均地表径流变化空间差异显著,整体呈增加趋势,且主要受到林地变化的影响,而在三道河子以上集水区地表径流的变化则主要受到耕地景观的影响。合理规划土地利用格局,对于流域水资源可持续利用具有重要意义。 相似文献
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研究大型矿业基地土地利用动态变化过程可间接评估矿产开发对区域生态环境的影响。采用2005年、2010年和2015年3期SPOT-5和GF-2卫星影像数据,通过人工目视解译与计算机自动提取相结合的手段,提取宁东煤炭基地土地利用信息,并收集2000年土地利用遥感解译信息,构建土地利用程度综合指数、动态度等,定量研究宁东煤炭开发引起的土地利用变化,结合经济社会发展指标,构建驱动土地利用变化的定量评价体系,分析了宁东煤炭基地土地利用格局变化的驱动因素。结果表明,2000—2015年宁东煤炭基地一直处于土地持续开发利用阶段,主要表现为草地、林地及耕地向工矿用地为主的建设用地转变,但土地利用程度综合指数的增幅有所下降,表明基地建设逐渐进入稳定期,土地利用压力趋于下降;主成分分析表明,人类活动驱动着宁东土地利用格局的变化,主要有封山禁牧政策、产业化和规模化、人口增长、城镇化等因素。该研究结果可为宁东煤炭基地未来生态环境保护提供科学依据。 相似文献
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《新疆地质》2018,(4)
为研究乌鲁木齐地区土地利用变化特征并预测未来变化趋势,通过对乌鲁木齐地区1989年、2016年2期的遥感影像进行判读和解译,运用GIS技术分析研究区1989年、2016年土地利用时空变化特征。在此基础上,利用CA-Markov模型对乌鲁木齐地区2043年土地利用格局进行预测。结果显示,2016—2043年乌鲁木齐地区土地利用变化明显,城镇及工矿用地和交通运输地面积继续增加,耕地及草地面积继续缩小,但变化速率变缓。预测结果与乌鲁木齐市城市规划实行"南控北扩,东延西进"的空间发展规划一致,可为乌鲁木齐地区土地资源的合理利用、管理、规划及生态保护提供科学依据和技术支持。 相似文献
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不同水资源情景下干旱区未来土地利用/覆盖变化模拟——以黑河中上游张掖市为例 总被引：6，自引：0，他引：6
应用回归分析方法确定对研究区土地利用/覆盖变化有重要贡献的10种驱动因子,用线性规划方法确定模型输入文件中模拟期间每年的各种土地利用类型面积.用ArcView空间分析的方法建立驱动力文件,利用SPSS13.0软件分析每种驱动力的权重(β值),建立Logistic方程,并将其作为模型输入文件.建立可利用水资源总量分别为18.0×108m3,26.5×108m3,35.0×108m3的3种情景假设,应用CLUE-S模型模拟张掖市2001—2020年土地利用/覆盖变化变化.模拟结果显示:1)三种情景下,耕地的面积都在减少,耕地面积的减少量与可利用水资源总量呈负相关;2)林草地面积在3种情景下均增加,林草地面积的变化与可利用水资源总量呈正相关;3)在3种情景假设下,水域面积的变化都不明显;4)城镇用地面积变化与水量也呈正相关;5)未利用地面积持续减少. 相似文献
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基于CA-Markov模型的吉林省西部土地利用景观格局变化趋势预测 总被引：4，自引：0，他引：4
Markov模型与CA模型均为时间离散、状态离散的动力学模型,CA模型具有模拟复杂系统空间变化的能力,Markov模型具有长期预测的优势。CA-Markov耦合模型既可进行长期预测,又可有效地模拟空间变化。以吉林西部为例,以RS-GIS技术为支撑进行土地利用遥感解译,得出1989年和2004年两期土地利用景观格局分布图;在此基础上利用CA-Markov耦合模型,进行了土地利用景观格局变化趋势预测。结果表明:与1989—2004年的变化趋势一样,到2019年,水田、旱田、居民地和盐碱地面积分别比2004年增加,高、中、低覆盖草地、水域和湿地面积分别比2004年减少。增加的盐碱地主要是在原盐碱地的基础上扩张,侵占草地、水域和湿地,其分布主要集中在中部的地势低洼地带,大安市、通榆县、长岭县和乾安县的盐碱地将连成片,生态环境被严重破坏。修正的Lee-Sallee指数为0.64,表明CA-Markov模型模拟精度较高,该模型预测土地利用景观格局变化是可行的。 相似文献
11.
Spatial relations between land use and groundwater quality in the watershed adjacent to Assateague Island National Seashore,
Maryland and Virginia, USA were analyzed by the use of two spatial models. One model used a logit analysis and the other was
based on geostatistics. The models were developed and compared on the basis of existing concentrations of nitrate as nitrogen
in samples from 529 domestic wells. The models were applied to produce spatial probability maps that show areas in the watershed
where concentrations of nitrate in groundwater are likely to exceed a predetermined management threshold value. Maps of the
watershed generated by logistic regression and probability kriging analysis showing where the probability of nitrate concentrations
would exceed 3 mg/L (>0.50) compared favorably. Logistic regression was less dependent on the spatial distribution of sampled
wells, and identified an additional high probability area within the watershed that was missed by probability kriging. The
spatial probability maps could be used to determine the natural or anthropogenic factors that best explain the occurrence
and distribution of elevated concentrations of nitrate (or other constituents) in shallow groundwater. This information can
be used by local land-use planners, ecologists, and managers to protect water supplies and identify land-use planning solutions
and monitoring programs in vulnerable areas. 相似文献
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Qiuping Huang Jiejun Huang Yunjun Zhan Wei Cui Yanbin Yuan 《Earth Science Informatics》2018,11(4):567-578
Quantifying land use patterns and functions is critical for modeling urban ecological processes, and an emerging challenge is to apply models at multiple spatial scales. Methods of determining the optimum scale of land use patterns are commonly considered using landscape metrics. Landscape metrics are quantitative indicators for analyzing landscape heterogeneity at the landscape level. In this study, due to their widespread use in urban landscape analyses and well-documented effectiveness in quantifying landscape patterns, landscape metrics that represent dominance, shape, fragmentation and connectivity were selected. Five metrics include Patch Density, Contagion, Landscape Shape Index, Aggregation Index and Connectivity. Despite a wide application of landscape metrics for land use studies, the majority mainly focuses on the qualitative analysis of the characteristics of landscape metrics. The previous models are limited in exploring the optimum scale of land use patterns for their lack of quantitation. Therefore, taking the City of Wuhan as an example, the land use unit was treated as a patch, and the landscape pattern metrics at different spatial scales were calculated and compared so as to find the optimum one. Furthermore, a mathematical model of landscape metrics was proposed to quantify the scale effect of urban land use patterns, generating a complementary tool to select the optimum scale. In addition, Analytic Hierarchy Process (AHP) was introduced to determine the respective weights of the chosen landscape metrics in this model. Fractal dimension was ultimately applied to verify the chosen optimum scale of our study region. The results indicated that 60 m is confirmed to be the optimum scale for capturing the spatial variability of land use patterns in this study area. 相似文献
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为揭示大连城市用地扩张的空间分布特征，基于DSMP/OLS夜间灯光数据提取1998—2013年大连地域边界,并得到各地区的灯光阈值及地域边界分区统计面积。通过计算不同时期不同区域的城市用地增长景观格局指数，研究该市16年来的城市用地扩张方向、强度和空间景观格局变化,以揭示大连20年来城市用地扩张的空间分布特征。结果表明，城市用地扩张主要集中在沙河口区、中山区和西岗区,并以其为中心向甘井子区、旅顺口区、金州区等区域扩张。城市用地空间格局总体基本稳定，受地理条件、空间距离、经济发展和政策指引等因素的影响，城市用地扩张在不同方向上差异化显著。研究成果可作为大连城市规划的依据。 相似文献
14.
历史时期土地利用变化研究方法综述 总被引：3，自引：0，他引：3
历史时期土地利用/覆盖变化一直是国际关注的热点问题之一。研究历史时期土地利用/覆盖变化,不但可以认识和理解陆地表层景观环境在过去的变化过程,而且对当前的土地利用方式或预测未来土地利用/覆盖变化和发展都有重要的指导意义。依据使用的主要数据源、处理方法和研究思路,从历史文档资料、古地图、考察/调查报告、模型模拟与综合多源信息和多学科知识的方法等5个方面综述国内外历史时期土地利用变化研究方法的现状。根据不同数据源的特性,探讨分析利用不同方法开展历史时期土地利用变化研究的优缺点及其不确定性:①历史文档资料种类繁多,包含的信息量巨大,但存在很多噪音和遗漏,且缺乏直观的空间信息;②古地图可以提供比较直观的空间位置信息,但是历史时期的绘图技术落后,且土地利用类别划分较粗;③过去的野外考察/调查资料记录比较规范,但时空尺度较小,难以满足较早时期的研究需要;④利用模型进行模拟研究可选择的时空尺度范围较大,但模型的选择和建立比较复杂,对驱动数据和初始值要求较高。最后,提出只有综合多源信息和多学科的知识才能比较完整地理解历史时期土地利用变化过程,融合多源信息和多学科知识的方法将是今后进行历史时期土地利用变化研究的主要思路。 相似文献
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《Proceedings of the Geologists' Association. Geologists' Association》2022,133(6):589-602
The spatial knowledge of the relationships between geodiversity and land use/land cover diversity may become crucial to forming modern land use policies and consequently, it may also become fruitful in regional development. But, there is no work in the literature that emphasises the relationships between geodiversity and land use/land cover diversity, especially in a country like India which has a large variety of abiotic elements and also has a large variety of land use/land cover patterns in its territory and hence, has tremendous scope for such kind of work. Therefore, in the present work to partially fill the research gap, an attempt has been made to explore the relationships between geodiversity and land use/land cover diversity of the Birbhum district, India following the principles of richness index. The spatial correlations between geodiversity and land use/land cover diversity have been examined statistically by applying both correlation and regression analyses. The result shows a linear positive correlation between geodiversity and land use/land cover diversity of the concerned district that implies the fact that the areas of high geodiversity are also associated with the areas of high land use/land cover diversity and vice versa. 相似文献
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采用GIS和地统计学研究土壤有机质（SOM）的空间分布、影响因素和预测是指导农业生产、环境治理和土壤碳储计量的重要手段。基于广西马山县北部岩溶区表层土壤 (0~20 cm)的441个SOM数据,建立普通克里格(OK)、回归克里格（RK）,以及结合辅助变量的地理加权回归克里格(GWRK)、残差均值（MM_OK）和中值（MC_OK）均一化克里格的5种模型,并比较其预测精度,旨在探讨岩溶区SOM制图中地统计学方法的适用性。结果表明:（1）SOM的变异系数为37.30%,属于中等空间变异;（2）岩溶区SOM空间变异受土地利用方式、土壤类型和地形因子等因素共同影响,SOM高值区分布在西北部、西部和东部等石灰土分布的岩溶区和水田,低值区位于北部红水河沿岸的冲积土地带;（3）RK、GWRK、MM_OK和 MC_OK对SOM解释能力均较优,可用于岩溶区SOM预测制图。结合辅助变量因子的GWRK预测模型能有效消除空间变异因素的影响,克服岩溶区SOM含量的空间非平稳性,从而提高SOM含量模型的稳定性和精度,同时MC_OK模型能提高预测的准确度。 相似文献
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Towards spatial geochemical modelling: Use of geographically weighted regression for mapping soil organic carbon contents in Ireland 总被引：6，自引：0，他引：6
It is challenging to perform spatial geochemical modelling due to the spatial heterogeneity features of geochemical variables. Meanwhile, high quality geochemical maps are needed for better environmental management. Soil organic C (SOC) distribution maps are required for improvements in soil management and for the estimation of C stocks at regional scales. This study investigates the use of a geographically weighted regression (GWR) method for the spatial modelling of SOC in Ireland. A total of 1310 samples of SOC data were extracted from the National Soil Database of Ireland. Environmental factors of rainfall, land cover and soil type were investigated and included as the independent variables to establish the GWR model. The GWR provided comparable and reasonable results with the other chosen methods of ordinary kriging (OK), inverse distance weighted (IDW) and multiple linear regression (MLR). The SOC map produced using the GWR model showed clear spatial patterns influenced by environmental factors and the smoothing effect of spatial interpolation was reduced. This study has demonstrated that GWR provides a promising method for spatial geochemical modelling of SOC and potentially other geochemical parameters. 相似文献
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Ana Rita Oliveira Cristina Branquinho Maria Pereira Amílcar Soares 《Mathematical Geosciences》2013,45(4):437-452
This paper presents a study in which the lung cancer risk in males was characterized based on a simulation model of mortality rates. Block sequential simulation of mortality rates, measured in counties of different sizes, was implemented and applied to a normal grid of continental Portugal with high spatial resolution. The uncertainty in the mortality rate measurements, directly related to differences in the population size of each county, was integrated in a block direct sequential simulation through Poisson kriging of local means and variances. Three age groups were examined: 50–59, 60–69, and 70–79 years. After the continuous geographic patterns of lung cancer risk were obtained, factors potentially associated with the main areas of risk were analyzed for southern Portugal. Thus, a defined class of land use and dry weather events, related to airborne particulate matter, were found to be associated with high-risk areas, resulting in high local spatial correlation patterns in all three age groups. 相似文献
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Yuyu Zhou Yeqiao Wang Arthur J. Gold Peter V. August Thomas B. Boving 《GeoJournal》2014,79(2):155-166
In this study, we investigated the relationship between watershed characteristics and hydrology using high spatial resolution impervious surface area (ISA), hydrologic simulations and spatial regression. We selected 20 watersheds at HUC 12 level with different degrees of urbanization and performed hydrologic simulation using a distributed object-oriented rainfall and runoff simulation model. We extracted the discharge per area and ratio of runoff to base flow from simulation results and used them as indicators of hydrology pattern. We derived percentage of ISA, distance from ISA to streams, and stream density as the watershed characteristics to evaluate the relationship with hydrology pattern in watersheds using ordinary least square, spatial error and spatial lag regression models. The comparison indicates that spatial lag regression model can achieve better performance for the evaluation of relationship between ratio of runoff to base flow and watershed characteristics, and that three models provide similar performance for the evaluation of relationship between discharge per area and watershed characteristics. The results from regression analyses demonstrate that ISA plays an important role in watershed hydrology. Ignorance of spatial dependence in analyses will likely cause inaccurate evaluation for relationship between ISA and watershed hydrology. The hydrologic model, regression methods and relationships between watershed characteristics and hydrology pattern provide important tools and information for decision makers to evaluate the effect of different scenarios in land management. 相似文献