西安市主城区土地利用时空变化及驱动力分析

城市化进程的加快以及人口持续增长,造成土地利用急剧变化,致使城市生态系统和居民生活质量受到了巨大的挑战,因此对土地利用驱动分析的研究显得尤为迫切。本文以2013年、2016年和2019年3期Landsat 8遥感影像为数据源,依托遥感技术(Remote Sensing, RS)和地理信息系统(geographic information system, GIS) 空间分析技术,对西安市主城区土地利用变化进行动态分析,并从景观格局角度对西安市主城区城市景观格局演化进行定量分析,最后利用地理探测器模型定量分析不同驱动因子对土地利用程度的影响。结果表明：（1）西安市中心城区的土地利用以建设用地为主,六年来西安市六个中心城区的绿地面积先减少后增加,建筑面积先增加后小幅减小,而耕地面积和水体面积变化不大;（2）绿地斑块个数逐年增加,建筑用地斑块个数不断减少,说明绿地景观的破碎化程度逐年加重,建筑用地的布局已经呈大面积发展。（3）2013年和2016年驱动因子中地区温度的解释能力最强,2019年驱动因子中海拔的解释能力最强;2013年和2016年驱动因子间的交互作用均表现为双因子增强,2019年的交互作用表现为其他驱动因子与地区温度的交互效果为非线性增强。基于城市景观格局动态分析和驱动力分析,以期为西安市主城区及其他城区的土地规划及城市生态环境建设提供参考。     

城市化背景下双流县景观格局变化特征及趋势预测

以成都市双流县为研究区,景观生态学为理论支持,在GIS技术支持下,分析了双流县2007~2009年间景观格局变化特征,并利用Markov-CA模型对研究区2015年土地利用空间格局进行预测.结果表明,在研究期间,双流县景观格局变化特征为:整体景观呈现破碎化趋势,斑块密度增加,平均斑块面积减少.其中,城市建设用地面积增加,建设用地斑块呈现聚集现象,绿地面积减少,绿地斑块呈现破碎趋势,绿地斑块数量上升,平均斑块面积下降.利用Markov-CA模型,选用5×5滤波器作为邻域,能够较好的模拟研究区景观格局动态.预计2015年,双流县北部和西南部区域受城市化影响较大,研究区中部和东南部地区在未来保护全县生态平衡中具有重要作用.     

桂林市主城区建设用地扩张时空动态特征分析

以快速城市化的桂林市主城区为案例,利用Landsat系列遥感影像数据源,通过构建归一化植被指数(NDVI)、归一化建筑指数(NDBI)和修正归一化水体指数(NDWI),并对这3个指数波段进行假彩色合成;运用最大似然监督分类法分别提取1991—2013年3期建设用地信息,借助ARCGIS工具对城市建设用地空间分布与扩展特征进行系统分析,结果表明:桂林市城市化扩展进程日益加快,主城区建设用地面积和扩展强度指数均呈增大趋势。不论从城市建设用地总体空间格局,还是从各个城区、城市方位、缓冲区以及地形条件等角度分析,城市后期(2006—2013年)的建设用地扩展明显快于前期(1991—2005年)。目前,随着桂林市城市化的不断推进,城乡过渡地带的高新技术产业园区、工业园区以及南部远郊区的雁山大学城和卫星城镇,都已成为城市建设用地扩张的热点区域。     

基于RS的山地城市热岛效应及其与土地覆被变化关系研究——以重庆市主城区为例

随着城市化的迅速发展,城市热岛效应及其所带来的问题对我们日常的生产生活的影响变得日益严重.文章以重庆市主城区为研究对象,利用1988年、2001年、2006年三个时相的LandsatTM/ETM+影像进行地表温度反演和土地覆被解译,并且尝试使用定量的方法来研究温度与几种指数之间的关系,包括归一化植被指数(NDVI)、归一化水体指数(NDWI)、归一化的城市用地指数(NDBI)等.结果表明:重庆市主城区热岛效应的空间分布呈现出一种混合状态,热岛与地表覆被类型关系密切,突出表现在城市建设用地区比其它类型的土地温度高;地表温度与NDVI、NDWI呈现一种显著的负相关.     

快速城市化地区景观格局对地表热环境的影响研究

以杭州城区为例,基于Landsat8数据完成土地利用分类和地表温度反演,并利用Fragstats软件完成景观格局分析,实现了城市地表温度与绿地景观格局的关联分析.结果表明:1)典型地物的地温均值呈现"林地草地水体裸土建设用地"的趋势.2)建成区绿地破碎度最大、面积最小;林区较为规整,绿地破碎度最小、面积最大.二者景观多样性均偏低.3)绿地景观格局对地表温度影响作用不一.其中,绿地破碎度与分维数普遍与地表温度呈现显著正相关关系;而绿地面积与地表温度均呈现显著负相关关系.由此可见,通过降低城市区域绿地景观的破碎程度,提升其连通完整性,适当降低绿地景观边界的复杂程度和增大绿地面积,可有效缓解城市热岛效应.     

基于BP网络研究城市扩张中的道路因素:以张家港市为例

结合GIS和BP神经网络等方法,将多幅TM遥感影像和土地利用图栅格化和数字化,抽取了道路距离、NDBI（归一化建筑指数）和NDVI（归一化植被指数）等影响因子,利用BP神经网络仿真了张家港市城市扩张侵占农用地的变化规律,以定量描述城市化过程中道路对农用地的影响.结果表明：距道路约500 m内的农转非概率高达12%,道路对周边农地减少的影响最远辐射至2 000 m处;-0.3相似文献   

武汉市主城区土地利用/覆被变化及其对土壤有机碳储量的影响

利用武汉市主城区1996年、2000年、2005年和2010年的TM遥感影像数据以及土壤样品的实测数据,分析了武汉市主城区1996年～2010年的土地利用/覆被变化(LUCC)及其对土壤有机碳储量的影响.结果表明：武汉市主城区的LUCC表现为水域、耕地、林地、草地和未利用地减少,城乡居民用地增加;有机碳密度为林地>草地>耕地>城乡居民绿化用地>水域>未利用地;武汉市主城区土壤有机碳总储量先递减后上升,各时期都是耕地和水域的有机碳储量最高,且城乡居民绿化用地的土壤有机碳储量年年增加,而水域的有机碳储量年年减少;土壤有机碳储量增加的来源主要是水域转化为耕地和城乡居民绿化用地,减少的来源主要是耕地转化为城乡居民绿化用地和水域.     

广州市主城区建筑立体形态的圈层分异及其影响因素

利用广州市主城区1960、1990、2017年的单点建筑物数据,结合地价与人口密度,通过同心圆概括方式,分析主城区建筑立体形态主要指标的圈层分异及其影响因素. 研究结果表明,广州市主城区的建筑立体形态近似圈层分异, 其形成与演变依赖于依山傍水的平原型城市的地理格局、城市规划以及市场力量三方面的共同作用:(1)1960年以来,尽管广州市主城区的范围大小不同,中央商务区(CBD)中心向东持续迁移,但建筑高度、建筑密度、建筑高度离散度三指标均由主城区中心向四周降低,但斜向建筑比例增多,圈层分异明显;同时,三指标整体增加,幅度逐渐增强,中心区增幅高于外围. (2)立体形态的演替速度具有以荔湾、越秀老城区为核心向外圈层增加的特点;以地价指数、人口密度、建筑高度和建筑密度4个指标,主城区在1 000 m格网尺度上可聚集成围绕老城区向外逐步过渡的圈层结构. (3)综合地价指数与人口密度的圈层格局,决定了立体形态的圈层分异;由主城区中心向北,海拔高度的提高引起了建筑平面形态上斜向建筑比例的增加.     

基于情景的关中平原土地利用和生态系统服务预测及变化分析

结合气候情景和政策情景设置了16种未来情景,在2000年和2010年土地利用数据的基础上利用IDRISI软件中的LCM模块模拟了2050年关中平原地区的土地利用,并估算了2050年各情景的3种生态系统服务(固碳、保土和保水)。结果表明:全球气候变化对未来土地利用有显著影响,生态系统服务主要随着土地利用变化而变化。碳税政策的实施对林地影响较大,对土壤保持和固碳有积极作用,对产水有消极作用;人口政策实施对城镇用地影响较为显著,降低固碳与土壤保持能力,增加产水能力。固碳量和保土量总量高的情景中,产水量通常较低;而固碳量和产水量低的情景中,产水量通常较高。     

基于坡度视角的黄土高原退耕还林(草)工程碳汇效应分析

【目的】探究退耕还林(草)背景下黄土高原不同坡度退耕地的固碳效应及存在的差异,根据不同坡度碳储量的变化优化新一轮退耕还林工程。【方法】基于2000—2020年黄土高原固碳数据和2000—2015年土地利用数据,运用GIS空间分析法,分析了近20年黄土高原固碳量的时空变化,以及不同坡度退耕地的碳汇效应。【结果】2000—2020年黄土高原固碳量前期增幅较大,后期增幅较平缓,固碳量变化与森林覆盖面的走向基本一致,呈现南高北低的现象;2000—2015年黄土高原土地利用结构发生明显改变,耕地显著减少,林、草地覆盖率增长至56.42%,且各土地利用类型单位面积固碳量呈增加态势,林地单位面积上固碳量最多;此外,坡度15°～25°林地单位面积上固碳量最大,约716.93 g/m²,8°～15°草地的单位面积固碳量最大,约748.65 g/m²。【结论】黄土高原退耕还林还草工程带来了巨大的碳汇效应,不同坡度林、草地的固碳能力存在明显差异,缓坡度地带草地固碳能力最强,中高坡度地带林地固碳能力最强。     

南京市绿地结构变化的遥感监测及驱动力分析

城市绿地景观是城市自然生态系统的主要组成部分.其数量、结构与城市发展和生态环境质量有着极其重要的关系.通过对南京市1988年、2000年和2002年3个时段的Landsat/TM遥感影像加工处理,将绿地景观分为生态绿化用地和农业用地,并通过景观指数的方法对其在15年间的景观格局和动态进行分析.结果表明:1988-2000年,南京市绿地景观总面积增加9.60%,斑块数减少,平均斑块面积增加,斑块形状趋向简单.聚集程度增加,总体破碎程度下降.而不同绿地景观类型变化不同:农业用地面积增加12.80%,在城区外围大规模聚集分布,破碎程度较低;生态绿化用地面积减少3.60%,小面积斑块数量大幅减少,景观形状变得更加规则,主要生态绿化用地斑块形成"孤岛"分布,破碎度呈下降趋势,景观异质性和多样性下降,绿地生态质量下降.与2000年比较,2002年城市生态绿地面积减少0.63%,农业用地减少14.60%,生态绿地景观趋向于面积较大的斑块数量减少和景观破碎化程度增加.城市绿地景观格局变化的主要原因是南京市城市化进程的加快以及城市所处自然环境变化的影响.     

北京地区陆表温度空间分布特征与下垫面的关系

利用北京地区1999年7月1日的Landsat 7/ETM＋数据,在RS和GIS技术的支持下,以陆表温度（LST）的遥感定量反演以及土地覆盖分类为基础,用热岛比率指数（URI）表征LST的空间分布差异,用土地覆盖类型、归一化建筑指数（NDBI）、归一化植被指数（NDVI）表征下垫面性质,对北京地区LST空间分布特征与下垫面的关系进行研究.结果表明：不同土地覆盖类型的LST不同,林地、水体的LST较低,城市建设用地和裸壤的LST较高;LST变化的幅度与土地覆盖类型所占比例有关,其变化的频率与土地覆盖类型的变化的复杂程度有关;LST值与NDBI呈正相关（r=0.648 6）与NDVI呈负相关（r=-0.704 4）.     

基于中分辨率遥感影像的厦门城市绿地信息分析

采用2006、2009年Landsat5 TM和2013年Landsat8 OLI 3个时相的遥感影像,结合以往的相关数据、资料和实地调查,对厦门岛及周边区域的城市绿地进行提取分类,并采用监督分类方法,将绿地遥感影像划分为林地和其他绿地,分析区域内绿地面积和空间分布的变化情况。结果表明:利用中分辨率遥感影像,结合NDVI和K T变换可以更简便、大面积地提取绿地信息;2006—2013年,厦门岛及周边区域城市的绿地面积逐年增加,但绿地空间分布不均匀,结构不合理。建议厦门市应对城市绿地进行系统规划与建设,合理分布绿地空间,推进垂直绿化,合理配置绿化物种,以本地物种为主,提高景观稳定性和多样性。     

重庆市2号线轻轨沿线景观格局空间分异研究

在RS和GIS的支持下,运用景观生态学原理,利用重庆市1986年、2000年Landsat TM遥感影像资料和2007年中心城区用地现状图作为信息源,选取破碎化指数、多样性指数等4项景观指数,对重庆市城市轨道交通2号线沿线2km范围内景观格局变化进行定量分析.同时运用缓冲区分析方法,沿2000年和2007年轨道交通以0～0.5 km,0.5～1 km,1～1.5 km,1.5～2 km建立双侧缓冲区,提取住宅用地、城市水域、商服用地、工业用地、公园绿地5种重要景观要素信息,通过计算各缓冲区内各项要素的景观指数,分析重庆轨道交通2号线沿线景观类型的空间分异状况.结果表明,轻轨2号线建设对住宅用地和工业用地表现出较强的吸引效应,景观破碎化指数趋于减小,空间集聚不断加强;商服用地破碎化指数、景观形状指数和分维数随着缓冲区距离增大呈现降低趋势;公园绿地分维数和形状指数较低且变化不明显;城市水域景观形状较简单,稳定性强.     

基于TM的重庆市主城区热岛效应及其影响因子分析

利用2008年TM影像,提取重庆市主城区土地利用信息;提取NDVI(植被归一化指数),结合野外调查,获取反映地表植被覆盖状况的植被覆盖度数据;根据第6波段(热波段)获取地表亮温数据,分析重庆市主城区热岛效应.利用GIS空间分析及数理统计方法,对土地利用类型、城市绿地和城市水体3种影响因子进行分析.结果表明重庆市主城区热岛效应明显,在空间上呈大片、连续分布状态,土地利用类型数据显示这种现象与城市快速扩张密不可分.不同地表覆被类型对地表温度的响应不一致,建设用地最容易产生热岛效应,植被和水体则有着明显的减缓效应.热岛效应与植被覆盖度成呈明显负相关,随着植被覆盖度的提高而降低,试验结果显示它在植被覆盖度高于50%后消失;城市绿地面积越大,内外温差也越大,从而形成热岛中的"冷岛".水体均温比绿地低2℃,表明对于热岛效应的缓解,它比植被更有效,是最直接、有效的影响因子.     

黄浦江上游水源保护区土地利用动态及驱动力分析

基于0.25 m分辨率航空遥感数据和土地利用及地形图等资料,通过人工目视解译,得到2000年、2005年、2010年和2015年上海市黄浦江上游水源保护区土地利用数据,进一步分析了各类土地利用面积变化、相互转化以及驱动力.结果表明,从2000—2015年,随着工业用地的增长,农业用地及水域面积都出现了缩减,城镇用地面积比例上升. 15年间,农业用地中,耕地、畜禽养殖用地面积大幅减少,降幅分别为44.17%、71.65%;水域面积降幅为6.44%;绿地林地面积大幅增加,增幅为645.94%.城镇用地面积大幅增加,增幅为53.53%,其中各类城镇用地面积都有所增加,工业仓储面积增幅最大,为21.77%.从土地转出情况来看,15年间耕地转出面积最大,为22 839.96 hm2;畜禽养殖用地的转出率最高,为91.23%.从土地转入情况来看, 15年间绿地林地转入面积最大,为16 190.32 hm2;其次是工业仓储用地转入面积,为7 979.12 hm2.综合2000—2015年研究区域发展情况、人口变化、政策影响等多种因素,分析可知城市化、工业化作为驱动力增加城镇用地面积,环境政策影响绿地林地面积、畜禽养殖用地面积,市场调节影响水产养殖用地面积,而水源保护区土地利用类型受环境政策以及城市化双重作用影响.     

重庆主城区产业聚集与扩散及其对策探讨

探讨重庆主城区产业聚集与扩散的态势,在此基础上提出设想和对策措施,具有其现实意义;分析了重庆主城区产业聚集与扩散的态势是:主城区工业布局区域化;商贸格局呈组团分布;功能显著的五大中心业已形成;基础建设与房产业随交通线向城郊扩散.提出了使主城区产业以渝中半岛为中心,沿长江、嘉陵江分布,形成组团式多中心格局的构想.并对实现这一构想的对策措施作了探讨.     

基于改进的NDBI指数法的遥感影像城镇用地信息自动提取

针对目前遥感影像城镇用地信息提取存在精度不高、不够客观等问题,在分析Landsat ETM影像上各主要地物光谱特征的基础上,提出了一种基于改进的归一化建筑指数(NDBI)的遥感影像城镇用地信息自动提取方法.利用南京市主城区的Landsat ETM影像对该方法进行了验证,结果表明:该方法能够有效提取研究区的城镇用地信息;相对于常规的NDBI指数法,改进后的方法消除了稀疏植被对城镇用地提取精度的影响,大大提高了城镇用地信息的精度,并具有快速、客观等优点.     

近20年土地利用/覆被变化及其对景观格局影响——以重庆市北碚区为例

基于景观格局指数的空间格局分析是当前景观生态学研究的重要基础内容,土地利用类型对景观格局指数具有显著的影响.利用1988年的TM遥感影像和2008年的中巴资源卫星数据(CBERS-02),运用RS和GIS技术,对近20年来北碚区土地利用/覆被变化及景观格局影响进行了分析,发现北碚区土地利用变化的总趋势是耕地和其他用地面积呈减少趋势;住宅用地和工矿用地、林地、水域及水利设施用地及水利设施用地呈增长趋势.从景观形状指数看,居住、工矿用地和其他用地形状趋于复杂;林地、耕地和水体,由于人类的干预趋于简单;从景观分维数和破碎度来看,居住、工矿用地等建筑用地分维数增加,其他类型分维数减小.该区域应该严格控制新建建设用地,加强生态规划,切实保护耕地.     

基于高分辨率遥感及马尔科夫链的济南市土地利用变化研究

以济南市为例,基于GIS、FRAGSTATS软件平台,采用景观组成结构特征指数和多样性指数定量分析了1996-2009年济南市城市土地利用变化,特别是建设用地的空间格局及变化特征;并使用马尔科夫链预测其未来几十年的变化趋势.研究结果表明,济南市研究时间段内城市建设用地迅速增加,而城市绿地和农业用地明显减少;济南整体景观格局的破碎度加大.在未来的几十年里,济南市建设用地面积呈增加的趋势,绿地和农业用地持续减少.研究结果将为城市土地利用的规划和城市自然景观的管理与保护提供参考和依据.