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矢量数据在多尺度栅格化中的精度损失模型探讨 总被引：14，自引：2，他引：14
在进行空间分析时,由于栅格数据便于空间分析,因而通常将矢量数据转化成栅格数据进行空间分析。在转化过程中,采用不同尺度的栅格大小会造成怎样的精度损失?精度损失、栅格大小和平均斑块大小之间的关系是否可以用模型来表达?本文正是针对这样的问题,以重庆市1∶10万的土地利用矢量数据为例,探讨了在不同尺度栅格大小(从30m×30m到1000m×1000m)的情况下,各种土地利用类型在转化过程中的精度损失情况,对精度损失与栅格大小和平均斑块大小之间的关系进行了定量分析。研究表明,精度损失与地类的平均斑块大小和栅格尺度之间的关系可以用模型来表达。该模型为:Y=5.366-0.179X-0.978ln(S)+0.0348Xln(S)。模型中Y为精度损失,S为地类的平均斑块大小,X表示栅格的大小。该模型的复相关系数为0.93。 相似文献
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分形理论对处理土地利用结构之类的非线性对象具有较强实用价值, 分维值作为该理论的重要测度指标, 其计算常基于栅格数据, 由此导致了土地结构边界信息的损失, 也减弱了分维值对土地利用空间结构特性的揭示作用。本文以苏州市1:10 万土地利用数据为例, 对研究区的土地利用空间格局进行分形分析, 通过分析不同栅格大小的土地利用分维值, 建立分维值与栅格粒度之间的定量关系, 并通过栅格数据推算矢量分维值, 分析推算误差及其原因。结果表明, 苏州市土地利用格局符合分形理论的一般规律;苏州市整体土地利用程度较高, 耕地、建设用地结构较为简单, 而未利用地、林草地结构较复杂, 水域斑块结构复杂性较低;随着栅格粒度的增加, 土地利用分维值呈现增加趋势, 且粒度与分维值之间存在二次函数的定量关系, 可以通过此关系式在一定误差范围内推求矢量数据的土地结构分维值, 斑块数量与整体规模是影响推求精度的重要原因。 相似文献
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《地理与地理信息科学》2016,(1)
数据格式(矢量和栅格)和栅格粒度的选择对准确分析土地利用稳定性、正确指导土地利用规划至关重要。该文以临沂市2010年1∶5 000比例尺土地利用现状图为基础数据源,运用分形理论和GIS技术研究不同数据源下临沂市区土地利用类型的分维值和稳定度。结果表明:临沂市土地利用总体稳定性弱,建设用地、园地稳定性较强,水体、未利用地、林地稳定性较弱,耕地、交通用地、草地属于受数据格式影响大的敏感地类;敏感地类突出反映了矢量和栅格研究结果的偏差,最佳适宜粒度下的栅格数据产生的是平稳偏差,通过采用第一尺度域内的粒度作为最佳适宜粒度降低了与矢量结果的偏差。该研究对土地利用景观格局分析中数据源的选择具有参考意义。 相似文献
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栅格化属性精度损失的评估方法及其尺度效应分析——以四川省1:25 万土地覆被数据为例 总被引：3，自引：0，他引：3
选择在600 m~30 km 16 个尺度上,在ArcGIS 中利用常用的面积最大值法(Rule ofMaximum Area,RMA) 对2005 年四川省1:25 万土地覆被矢量数据进行栅格化,并采用两种属性精度损失评估方法：传统的常规分析方法和一种新的基于栅格单元分析方法,来对比分析在这两种评估方法下RMA栅格化的属性(这里是指面积) 精度损失随尺度的变化特征。结果表明：(1) 在同一尺度下采用基于栅格单元方法分析所得的研究区平均属性精度损失大于常规分析方法分析得到的平均属性精度损失,且二者之间的差异在1~10 km内很明显,当栅格单元大于10km时,两种方法得到的平均属性精度损失的差值稳定,且其随尺度的变化曲线趋于平行;(2) 基于栅格单元分析方法不仅能够准确地定量估计RMA栅格化的属性精度损失,而且能客观地反映属性精度损失的空间分布规律;(3) 对四川省1:25 万土地覆被数据进行面积最大值法(RMA)栅格化的适宜尺度域最好不要超过800 m,在该尺度域内数据工作量适宜,且RMA栅格化属性精度损失小于2.5%。 相似文献
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基于矢量数据的土地利用类型分维数计算程序设计及其应用 总被引：2，自引：0，他引：2
当前用来计算分形维数的原始数据通常是栅格图像,但是现有的土地利用数据大多以矢量形式存放,若将其转为栅格形式后计算分维数,则将面临基于栅格图像所得到的分形维数的计算精度与像元尺寸以及图像自身大小有较大关系,并且在对栅格图像进行不规则形状提取时容易造成数据丢失等问题。鉴于此,本文利用Visual C#完成了基于Windows平台的矢量数据分形维数计算程序设计,并利用该程序对20世纪90年代三个时期的秦岭中段和鄂东南地区土地利用类型的分维数进行了求算。结果表明该程序是一种方便、实用而且精确的分维数计算方法。此外,从三期各类土地利用类型的稳定性指数来看,在秦岭中段地区表现为：居民点及工矿用地>未利用土地>水田>旱地>草地>林地>水域,而鄂东南地区则表现为：水田>未利用土地>居民点及工矿用地>旱地>林地>草地>水域,这说明在上述两个地区,林地、水域、草地的稳定性都相对较差,它们的潜在变化趋势也较大。 相似文献
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土壤碳库研究中土壤数据从矢量到栅格的等精度转换 总被引：1，自引：1，他引：0
矢量数据转换成栅格数据是多数区域土壤碳库研究中数据准备的关键步骤。本研究以太湖地区1:5万、1:50万、1:400万3个比例尺土壤矢量数据库为基础,分别转成不同分辨率的栅格数据;基于不同比例尺和栅格分辨率数据,研究水稻土表层(0～20cm)的土壤类型数量、面积、有机碳储量以及有机碳密度变化,并以矢量数据获得的这4个指标为基准,用相对变异百分数(VIV)来判别不同栅格数据与其对应比例尺土壤矢量数据之间的精度差异。结果表明,在4个指标的|VIV|<1%前提下,3个比例尺矢量数据分别转换成0.2km×0.2km、1km×1km、9km×9km的栅格数据,既保证数据转换过程中精度要求,又避免了数据冗余。土壤数据比例尺与栅格分辨率等精度转换对应关系可描述为y=0.0225x-0.01233(R2=0.999),对区域土壤碳循环研究具有重要参考价值。 相似文献
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土地利用/覆被变化(LUCC)模拟及其尺度效应一直是土地变化科学的研究内容与难点。本文选择西南沿边山区县域——云南省勐腊县为试验区,利用LCM、FLUS、CA-Markov和CLUE-S探究该县域LUCC模拟的最适模型和栅格尺度。结合1994年、2004年两期Landsat TM影像分类生成的土地利用/覆被数据,以及自然与社会经济数据,在60、90、120、150、180、210和240 m七个栅格尺度下模拟该县域2014年土地利用/覆被空间格局,并以同期土地利用/覆被遥感分类数据为参考来评价模型模拟精度,筛选出最适模型和栅格尺度,进而模拟该县域2024年土地利用/覆被格局。研究表明:四种模型均能较好地模拟该县域土地利用/覆被变化(K_(standard)=0.67～0.84),其中以LCM模型模拟精度最高(K_(standard)=0.77～0.84);各模型对不同土地利用/覆被类型的适用性不同,LCM模型模拟林地、园地和耕地效果最好,而FLUS模型模拟建设用地更佳;四种模型模拟LUCC的最适栅格尺度均为120 m,其K_(standard)0.70。整合不同地类的最适模型和栅格尺度模拟结果有利于提高山区县域LUCC模拟精度。 相似文献
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青藏高原土地资源人类活动适宜性评价方法及实证应用 总被引：1，自引：0，他引：1
针对中国现有土地资源人类活动适宜性评价方法存在的问题,搭建了适用于青藏高原的评价流程框架,建立了基于栅格单元的建设用地和耕地适宜性定量评价模型,提出了空气密度、气温、坡地适建、坡耕地土壤抗蚀等关键参数的普适性算法,并以藏东南米林县为例进行了实证研究。结果表明：① 米林县建设用地和耕地适宜性可划分为适宜、较适宜、一般适宜、欠适宜、不适宜5个等级类型,30 m精度建设用地各适宜性等级面积占土地面积比例依次为1.26%、2.92%、2.12%、2.77%和90.93%;50 m、100 m各等级面积较30 m误差±0.34%,250 m误差 ±1.11%,500 m、1000 m误差较大。30 m精度耕地各适宜性等级面积占土地面积比例依次为0.72%、3.07%、2.62%、1.35%和92.25%;50 m、100 m、250 m与30 m误差±0.52%,500 m、1000 m误差较大;② 米林县现状城镇村及工矿用地主要分布在建设用地较适宜、适宜和一般适宜等级类型,30 m精度三者合计占比达95.96%,50 m、100 m占比分别为95.96%和94.74%。现状耕地和种植园用地主要分布在较适宜、一般适宜和适宜等级类型,3种栅格精度下三者合计占比大于96%;③ 业已建立的评价方法、定量模型及参数算法是可行的和适用的,青藏高原建设用地和耕地适宜性评价的适宜栅格精度为100 m,最大不超过250 m;④ 建立了可应用于青藏高原的土地资源建设用地和耕地适宜性等级类型与地形高程及坡度对应谱系。 相似文献
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基于GIS和DEA的三峡库区城镇建设用地变化与效益评价 总被引：1，自引：0，他引：1
城镇建设用地空间扩展是城镇化发展的首要体现,建设用地结构和数量的变化都会对建设用地的使用效益带来一定的影响.本文利用2000和2005年三峡库区土地利用图,采用ArcGIS技术,分析了三峡库区城镇建设用地与其他地类在空间上的转换情况.由于城镇建设用地扩展,耕地面积锐减,耕地向城镇用地转换面积达到6004.77 hm2,并且平均图斑面积达到115.48 hm2.本文对比了城镇建设用地在扩展过程中占用农用地的区域差异,城镇扩展年占用农用地的面积较多的区域是巴南区、江北县和重庆市区.以河流为中心,建立缓冲区分析城镇建设用地扩展的强度,在缓冲区半径0~10 km范围内是库区城镇建设用地扩展的重点区域.结合城镇建设用地的变化分析,采用DEA模型,从库区城镇建设用地效益值、DEA有效性、规模效益的角度,对建设用地效益展开了评价,并采用ArcGIS技术将效益值、DEA有效性、规模效益空间化,研究表明库区城镇建设用地效益值较高的区域分布在库区下游区、重庆市区,城镇建设用地效益整体上在提高,并且区域之间的差距在逐渐缩小.并根据评价情况,对库区城镇建设用地效益提出了建设性建议. 相似文献
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RS、GIS支持下高寒草原退化过程中土壤流失及治理模式仿真研究 总被引：1，自引：0，他引：1
利用GIS的栅格数据空间分析功能,将研究空间离散化为25 m×25 m的栅格;在对土壤流失方程RUSLE进行实例化的基础上根据各算法生成各因子栅格图,借助GIS地图代数运算,实现了该区的土壤流失估算.研究区2002年土壤流失轻度以上面积为1 203.574 3 hm2,占研究区总流失面积的18.02%.总土壤流失总量为91 397.506 t/a,年平均流失模数为l 369.070 5 t·km-2·a-1,按照流失等级划分标准,属于轻度流失.对该区三种治理模式-加速治理型、传统经营型和稳步发展型进行仿真研究,结果表明:土壤侵蚀过程与土地利用和治理强度密切相关,轻度与中度侵蚀面积有明显的滞后增加趋势,加速治理型模式是促进该区农牧业发展和水土保持良性循环的最佳模式.在RS、GIS支持下可以掌握土壤流失面积和流失量,为高寒草原退化过程中土壤流失模拟控制研究提供了方法和科学依据. 相似文献
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栅格化属性精度损失的评估方法及其尺度效应(英文) 总被引：2，自引：0，他引：2
Rasterization is a conversion process accompanied with information loss, which includes the loss of features’ shape, structure, position, attribute and so on. Two chief factors that affect estimating attribute accuracy loss in rasterization are grid cell size and evaluating method. That is, attribute accuracy loss in rasterization has a close relationship with grid cell size; besides, it is also influenced by evaluating methods. Therefore, it is significant to analyze these two influencing factors comprehensively. Taking land cover data of Sichuan at the scale of 1:250,000 in 2005 as a case, in view of data volume and its processing time of the study region, this study selects 16 spatial scales from 600 m to 30 km, uses rasterizing method based on the Rule of Maximum Area (RMA) in ArcGIS and two evaluating methods of attribute accuracy loss, which are Normal Analysis Method (NAM) and a new Method Based on Grid Cell (MBGC), respectively, and analyzes the scale effect of attribute (it is area here) accuracy loss at 16 different scales by these two evaluating methods comparatively. The results show that: (1) At the same scale, average area accuracy loss of the entire study region evaluated by MBGC is significantly larger than the one estimated using NAM. Moreover, this discrepancy between the two is obvious in the range of 1 km to 10 km. When the grid cell is larger than 10 km, average area accuracy losses calculated by the two evaluating methods are stable, even tended to parallel. (2) MBGC can not only estimate RMA rasterization attribute accuracy loss accurately, but can express the spatial distribution of the loss objectively. (3) The suitable scale domain for RMA rasterization of land cover data of Sichuan at the scale of 1:250,000 in 2005 is better equal to or less than 800 m, in which the data volume is favorable and the processing time is not too long, as well as the area accuracy loss is less than 2.5%. 相似文献
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空间尺度上推方法的精度评价——以内蒙古锡林郭勒盟土地利用数据为例 总被引：2，自引：0，他引：2
不同的空间尺度上推方法会导致不同程度的信息丢失、信息歪曲等后果;但目前少有研究在较长的尺度序列上、对不同尺度上推方法所得成果开展精度分析。本研究首先提出尺度上推方法精度评价的三个准则,即:保持土地类型构成特征、保持土地面积精度、保持土地空间分布格局和斑块形态;继而使用格点中心值、最大面积斑块、最大聚合面积斑块等3种尺度上推方法,配合100 m～50 km土地利用数据开展尺度转化实验;最后基于上述评价准则和尺度上推实验所得的系列输出结果,分析了不同尺度上推方法的精度。研究表明:(1)格点中心值上推方法能更好地保留区域土地类型构成、土地面积精度等特征;(2)锡林郭勒盟地区土地研究的适宜尺度应小于10 km,最大不应超过30 km;(3)在尺度上推过程中,土地斑块的平均面积、形态以及空间分布格局对尺度上推成果精度有着重要影响。 相似文献
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气候和土地利用变化对径流变化影响研究——以伊洛河流域伊河上游地区为例 总被引：5，自引：3，他引：2
在实际调查基础上,利用遥感和地理信息系统技术,分析伊洛河流域伊河上游地区气候和土地利用变化对径流变化的影响。结果显示,在研究区域中,林地面积最大,1987-2008年,林地、库塘和建设用地面积持续增加,草地、河流和未利用地面积持续减少,耕地面积则先增加后减少。20世纪80年代以来,土地利用变化在不同阶段都使得年平均径流量减小;80-90年代,气候变化使得年平均径流量减小,而90年代到2000年以后,气候变化使得年平均径流量增加,这与90年代年平均降水量减少,而2000年以后年平均降水量增加密切相关。 相似文献
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运用自下而上的多智能体建模方法构建城市扩张模型,研究城市扩张的基本特征和规律,对新型城镇化建设具有重要的理论和现实意义。但传统的多智能体模拟大多是基于栅格数据构建,不同的格网大小、邻域形状及邻域大小将产生不同的模拟结果。为克服传统栅格数据受模拟尺度的影响,采用城市土地利用现状图,构建矢量多智能体城市扩张动态模型。智能体依据“宜居性”评价指标,并遵从个人偏好,选择合适区位,模拟城市扩张的时空动态过程。将模型应用于广州市番禺区,模拟了其2003-2008年城市扩张情况。最后将模拟结果与实际土地利用现状图进行对比,结果表明,地块的转化精度为63.09%,非转化精度为90.74%,总精度为85.83%,具有较好的模拟精度,可以为新型城镇化建设提供有效的决策支持。 相似文献
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基于最佳分析尺度的广州市景观格局分析 总被引：7，自引：0，他引：7
利用遥感、GIS技术和指数分析软件确定最佳分析尺度,对广州市景观格局进行量化研究。对14个不同粒度的栅格图分别进行35个相关指数运算,根据15个敏感指数确定最佳分析尺度为120 m;选取空间组成和空间构型两方面的系列指数,在此尺度下对研究区域进行指数运算和格局分析。研究结果表明:广州是以林地、水田和旱地为主要景观类型的复合景观结构,优势景观明显,3种主体景观类型集中连片、分布广泛;建设用地比例比全国平均水平偏高;建设用地和水库坑塘斑块密度大,平均斑块面积小,景观破碎度较高。景观格局的量化受尺度效应影响,表现出空间异质性的尺度依赖性,因此在格局分析时需选择最佳分析尺度,突出格局的尺度性。 相似文献
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珠江口海岸带地貌特征对土地利用动态变化影响 总被引：3，自引：0，他引：3
珠江口作为我国经济发展最活跃的区域,受快速城市化与工业化影响,土地资源不断减少,出现耕地流失、恶性围填海等诸多问题。文中以珠江口海岸带为研究区,借助GIS和RS技术,应用Landsat ETM数据,结合实地考察资料,对1980―2010年珠江口的土地利用变化特征进行研究,并定量分析地形地貌因素对研究区土地利用变化的影响。研究结果表明:在过去近30a期间,研究区土地利用格局发生剧烈变化,耕地减少至原有量的42.1%,城镇用地增长了近8.5倍;土地利用变化受地形地貌因素影响显著,各土地利用类型转化主要发生在海拔130m以下地区,而在这一区间内,存在0～6m和20～80m两个活跃地段,分别是大规模围填海和城镇建设的分布区;对坡度而言,土地利用变化主要分布在0°～2°区间,在1980―2000年和2000―2010年两个时期土地利用类型转化量分别占总量的63.8%和76.2%。 相似文献