基于GIS的土地利用时空动态变化分析
基于RS和GIS的县域土地利用变化分析

基于RS和GIS的县域土地利用变化分析1. 引言1.1 研究背景县域土地利用变化是在县域范围内土地利用类型和空间格局发生变化的现象,受自然、经济、政策等多方面因素的影响。
随着城市化进程的加快和经济社会发展的不断推进,县域土地利用变化已成为当前研究领域的热点问题。
通过对县域土地利用变化进行深入分析,可以揭示土地资源的合理利用和保护,为地方政府制定土地管理政策提供科学依据。
县域土地利用变化还对生态环境、农业生产、城乡结构等方面产生深远影响,因此对其进行研究具有重要意义。
研究背景部分需要概述县域土地利用变化的研究现状和存在的问题,提出研究的重要性和必要性。
当前,基于遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术的县域土地利用变化分析方法日益成熟,已成为研究该领域的主流方法之一。
这些技术可以有效获取和处理大量的土地利用数据,提高分析的准确性和效率,为土地利用规划和管理提供强有力的支持。
通过运用RS和GIS技术对县域土地利用变化进行分析,不仅可以揭示土地利用变化的特征和趋势,还可以为制定可持续发展的土地管理政策提供科学参考。
1.2 研究意义县域土地利用变化是一个与经济社会发展息息相关的重要问题。
随着城市化进程的加快和农村土地利用方式的不断调整,县域土地利用也发生了很大的变化。
深入研究县域土地利用变化的意义重大。
县域土地资源是农业、工业和城市建设的重要基础,研究土地利用变化可以为农业发展、城市规划和工业布局提供科学依据。
随着全球气候变化和资源环境压力的加大,土地利用变化已经成为影响到可持续发展的重要因素,研究县域土地利用变化可以为生态环境保护和资源合理利用提供技术支撑。
县域土地利用变化还直接关系到农民的经济收入和生活质量,因此研究土地利用变化对于优化资源配置、促进农村经济发展具有重要意义。
对县域土地利用变化进行深入研究,不仅具有重要的理论意义,也具有重要的实践意义。
1.3 研究目的本研究旨在通过综合运用遥感和地理信息系统技术,深入分析县域土地利用变化的特点及规律,探讨其影响因素和未来发展趋势,为地方政府制定土地利用规划和可持续发展提供科学依据。
基于GIS和RS的黄龙山林区土地时空动态变化分析

低; 有林 地和 其他 林地 面积 将继 续增加 , 乡用地 和水域 等也 有增 减但 幅度 不 大。 城
关 键 词 : 地 利 用 ; 移 矩 阵 ; 态 变 化 ; 尔柯 夫 模 型 ; 感 ; 理 信 息 系统 土 转 动 马 遥 地
中图分 类号 :7 8 5 S 1. 1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ文献标 志码 : A
西 北林 学 院 学 报 2 1 ,2 ( ) 7 ~ 1 9 0 2 7 3 :1 4 7
J u n l fNo t wetFo e ty Unv riy o r a o rh s r sr iest
d i1 . 9 9 j is . 0 17 6 . 0 2 0 . 5 o :0 3 6 /.s n i 0 ~ 4 1 2 1 . 3 3
文章 编号 :O 17 6 (0 2 0 —1 40 1 0 —4 1 2 1 ) 30 7 — 6
A n l ss o nd U s n m i a y i fLa e Dy a c Cha ge n H u n l n o t i ou n si a g o g M un a n s Fo e tAr a s d o S a d RS r s e s Ba e n GI n
M a k v p o e s wa p l d t n l z n r d c h a i t n t n e c f t e l n s . Th e u t r o r c s s a p i o a a y e a d p e it t e v ra i e d n y o h a d u e e o e rs l s
A b t a t Ba e n T M m a s i he y a s of 9 0, 2 0 a 0 sr c : s d o i ge n t e r 1 9 0 0 nd 2 08, t a u e dy m i c n s f o he l nd s na c ha ge r m 1 9 o 2 0 n H ua gl g M o nt i ou o e ta e s w e e a a y e i S a d GI e ho . The 9 0 t 0 8 i n on u a n s f r s r a r n l z d by usng R n S m t ds
基于GIS的农田土壤养分时空变异性分析

收稿 日期 :2013—04—25 基金项 目:国家“863”计 划项 目(2012AA101902);兵 团青年科 技创新 资金专项 (2012CB012);石河子 大学校 级课 题 (kjegzh2011一O2,
Abstract:【Objective]The objective of this research was to analyze the temporal—spatial variability of
farm land soil,the variables of organic m atter,available N ,available P and available K data determ ined in the
topsoil(0—30 em)samples that were collected as data sources in the past over 10 years.【Method】Statisti—
ca l analysis was done on the basis of the data of soil nutr ients,function of statistics and spatial analysis of geo— graphic infor m ation system were used for wend analysis and model f itting,and t he optimal spatial distribution
map of soil nutrients was obtained through spatial interpolation-【Result】The results showed that the content
基于GIS的土地利用动态变化分析及预测——以焦作市高新区为例

基于GIS技术和信息熵的宜兴市城乡土地利用空间结构变化分析

利用地三个一级类 , 下分 l 4个二级类 , 其中, 农用地包括 耕地 、 园地、 林地、 草地和其他农用地 ; 建设用地包括城市 用地 、 建制镇用地、 农村居民点 、 交通运输用地 、 水利设施
用地 、 独立工矿用地和特殊用地 ; 未利用地包括未利用土 地和其他土地。
1 研究区概况与数据来源
用地面积增加 , 尤其是耕地 , 这与宜兴市近年来的土地利
用政策和措施是分不开的。一方面 , 宜兴市实行了复垦
地面积的增幅居前 2 , 位 分别从 2 .0 7 3 %和 60 %增加 .0 到 3.8 12 %和 9 9% ; .4 其次是建 制镇用地 和其他农用地 有一定程度的增加 , 林地和园地略有增加 。独立工矿用 地的减幅最大 , 76 %减少到了 15 % ; 从 .8 .7 其次是草地 、 交通运输用地和其他土地面积有所减少 ; 城市用地 、 水利 设施用地 、 特殊 用地和未利用土地面积 的变化很小 , 较 稳定 。
摘
要 : 于 GS技术和信息熵原理 , 基 I 根据宜兴 市2 0 0 5年土地利 用现状图和 20 第二次全 国土地调查数据 , 0 9年 对宜兴市
城 乡土地利用空间结构的变化进行 了分析 。结果表 明: 2 0 从 0 5年至 2 0 , 09年 宜兴 市城 乡土地利 用结构的信息熵和均衡度均
s .该区域的土地利用类型可分为 n种, i , 第 种类型的土
地面积为 J( = ,, s f 12 ……,)则有 : /, 7 ,
. s =S
( ) 中: 为均衡度, 4式 . , 是实际熵值与最大熵值之比, 表示土地利用的均衡程度 。由于 口≤
地利用类型达到理想的平衡状态。 相应地 , 土地利用结构的优势度的表达式为 :
基于GIS的土地利用及碳汇量时空动态研究——以奇台县为例

一
步 调整 土地 利用 规划 以增 加碳 汇量 , 降低碳 排放 提供 了决 策依 据 。
收 稿 日期 : 2 0 1 3—0 8—1 0
基金项 目: 国家 自然科 学基金 ( 4 1 2 7 1 1 5 9 ) ; 西安科技大学科研培 育基 金( 2 0 1 1 0 3 ) ; 西安科技 大学博士启动 金( 2 0 1 1 Q D J 0 3 6 ) ; 国家级
角, 进而使人们采取一定 的技术方法措施提高碳汇潜力 , 缓解全球变暖趋势 。奇 台县地处我国西北干旱
区, 地 势南 高北 低 , 南部 为天 山山地 , 中部 是 冲 积 一洪积 平 原 , 北 部 是古 尔 班 通 古 特 沙 漠 。近年 来 随着 人 为 因素对 自然 环境 的影 响 , 导致该 地 区土地 利 用发 生 明显 变化 , 不 少 学者 对奇 台 的人 工 绿洲 、 水 资 源和 气
.
候变 化进 行 了探讨
, 但 至今 少见 奇 台地 区长 时间尺 度土地 利 用动态 研究 成果 , 缺 乏从景 观生 态学 角度
解决 该地 区生 态环 境 与可持 续发 展 的研究 成果 。土地利 用 对碳 排 放 的影 响 已 引起 了广 泛 的关 注与 研 究 ,
但相 关研 究工 作 主要侧 重 于典 型 陆地 生 态 系 统 ( 如 森林 、 草地 、 水 稻 田等 ) , 新 疆 作 为 国家生 态 脆 弱 区之
一
,
但碳源碳汇研究几近空 白。因此运用遥感与地理信息系统技术 、 生态经济理论和景观生态学理论开
基于GISGWR的湖南省土地利用碳排放时空演变及其影响因素分析

因此,为实现湖南省低碳发展目标,需要采取针对性措施:一是优化产业结 构,降低高碳排放行业比重;二是加大科技投入,提高能源利用效率;三是加强 城市规划,合理控制城市规模;四是推广低碳生活方式,减少能源浪费。
本研究虽然取得了一定的成果,但仍存在一定限制。例如,我们在计算土地 利用碳排放强度时,主要考虑了不同土地利用类型的面积和碳排放系数,而未考 虑气候条件等其他因素的影响。此外,GWR模型虽然能够揭示各影响因子对土地 利用碳排放的作用机制,但模型结果可能受到数据质量和精度的影响。
在影响因子的相对重要性方面,我们发现经济发展水平对土地利用碳排放的 影响最大,其次是人口规模和能源消耗。产业结构、技术进步等其他影响因子的 作用相对较小,但仍然具有一定的贡献。
结论
本次演示基于GIS和GWR方法,对湖南省土地利用碳排放时空演变及其影响因 素进行了分析。研究结果表明,湖南省土地利用碳排放强度总体上呈现上升趋势, 且存在明显的空间差异。经济发展水平、人口规模和能源消耗是影响湖南省土地 利用碳排放的主要因素,其中经济发展水平的影响最为显著。
未来研究方向可以包括:进一步完善数据采集和分析方法,考虑更多影响因 子的作用,以及探讨不同政策情景下湖南省土地利用碳排放的演变趋势等。
参考内容
一、引言
随着全球气候变化问题日益严重,碳排放成为了研究的热点。黄河流域作为 中国的重要区域,其土地利用碳排放的时空演变及影响因素研究对于理解全球气 候变化的区域响应和驱动机制具有重要意义。本次演示将重点探讨黄河流域土地 利用碳排放的时空演变趋势,并分析其影响因素。
文献综述
土地利用与碳排放的关系已引起广泛。国内外学者就土地利用变化对碳排放 的影响进行了大量研究。例如,李明等人(2020)研究发现,土地利用变化对碳 排放有着显著的影响,不同类型的土地利用方式对碳排放有着不同的影响程度。 另外,罗伯特等人(2021)也指出,土地利用变化是影响碳排放的重要因素之一, 不同的土地利用方式对碳排放有着不同的影响。
基于GIS的沙河市土地利用时空变化分析

村居 民点 用 地 ,3一工 、 5 交建 设 用 地 )6 ;一未 利 用 土
地 (1 6 一沙地 ,5一裸 土地 ,6 6 6 一裸 岩石 砾地 ) .
2 3 研 究 方 法 .
数 据 的采集 与 处理 采 用基 于人 工 目视判 读 的遥 感 与 地 理 信 息 系 统 及 数 理 统 计 方 法 在 A 3. R—
利 用现 状 图 、 壤 图 、 被 图 、 形 图作 为影 像 解译 土 植 地
的辅 助 资料 .
2 2 土 地 利 用 分 类 系统 .
数据 为基 础 , 利用 遥感 和地 理信 息 系统方 法 , 结合 统
计分 析 , 揭示 了沙河 市 1 8 ~2 0 9 7 0 0年间 的土 地 利用
C E GI 件环 境 下 , 据 影 像特 征建 立判 读标 VI W S软 根
志 , 行 人机 交互 判 渎 , 解 译结 果 以矢量格 式 转入 进 将 地理 信 息系统 软 件 A C/NF 中进行 变换 和 修 改 , R I O
草地 ( 1 3 , 3分 别 表 示 高 、 、 覆 盖 度 草 地 ) 3 ,2 3 中 低 ;
4 水域 ( 1一河 渠 , 2一湖 泊 , 3一水 库 , 6一滩 一 4 4 4 4 地 )5 城 乡工矿 居 民用 地 ( 1一城 镇 用地 , 2一农 ;一 5 5
部 , 西长 7 . m, 北宽 2 m, 面 积 9 7 2 8 东 1 5k 南 2k 总 9 .0
化 过程 , 是 引起 变 化 的驱 动 力 . 者 以 TM 影 像 二 笔
2 1 资料 来 源 .
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基于GIS的土地利用时空动态变化分析摘要:土地利用结构的变化对区域生态系统的稳定有着重要的影响。
分析土地利用时空变化是研究区域生态环境的重要途径。
以信阳出山店水库建设为例,运用RS和GIS技术,对研究区不同时期的遥感影进行解译处理,叠加计算和空间分析,通过生成MARCOV土地转移矩阵,构建单一动态度、综合动态度等模型,定量分析土地利用结构的时空变化特征,以揭示不同时空尺度内土地利用的变化规律。
研究结果表明:2000-2018年间,研究区在水库建成前后土地利用情况发生了显著变化。
总体特征表现为水域增加明显,增加量达到10%。
林地、建设用地略有增加,耕地显著减少,减少量达到18%。
而且不同时段,土地类型的空间动态度变化差异明显。
2000-2015年除建设用地外,其他类型土地空间动态度变化均较小。
2015-2018年水域和建设用地空间动态度变化尤为剧烈,分别达到98.7%和85.6%。
研究成果为区域生态系统健康发展提供决策依据,为未来改善区域生态环境、促进区域生态文明建设、土地资源可持续利用等提供有效基础信息支撑。
关键词:水库,生态,土地利用,转移矩阵,动态变化GIS-based Analysis of Dynamic Spatial and Temporal Changes of Land Use—take the construction of Chushandian Reservoir in Xinyang as anexampleZHANG Jun hua ,WU Qing,CHEN jing,WANG Kun ,CHENG Jun jie,LU Heng,LIZiwei(1.mapping and geographic information School of North China Universityof Water Resources and Electric Power.2.SHui fa planning and design co.LTD) Abstract:This essay takes the construction of Chushandian Reservoir in Xinyang as an example to explain the problems such as the destructive impact on the surrounding environment during the construction of the reservoir project. With the support of GIS technology, the essay conducts geographical calculation and spatial analysis of the remote sensing images and land use maps in different periods of time. Through the construction of MARCOV transfer matrix, single dynamic degree, comprehensive dynamic degree and other models, the essay aims at doing quantitative analysis of the spatial and temporal changes of the characteristics of land use structure and revealingthe changes of land use landscape pattern. The results of the study indicate that between 2000 and 2018, the land use situation in this area changed significantly before and after the completion of the reservoir. Overall, the water area, forest land and construction land has increased significantly, especially the water area. And the cultivated land has decreased significantly by 18%, Moreover, the spatial dynamics of land types vary dramatically in different periods. Except for construction land, the spatial dynamics of other types of land changed little from 2000 to 2015. From 2015 to 2018, the spatial dynamics of water and construction land changed drastically, reaching 98.7% and 85.6% respectively. The research results provide essential information support for the future improvement of the ecological environment of the reservoir area, the promotion of ecological civilization construction in the reservoir area, and the sustainable use of land resources. It also provides the basis for decision-making for the rational use of land resources and the healthy development of the ecosystem in the reservoir area.Key words: reservoir, ecology, land use, transfer matrix, dynamic change随着社会的发展,人类对自然环境的干扰日益强烈,生态恶化问题是目前人类生存所面临的严峻问题。
作为自然环境的主要因素之一,土地资源是人类赖以生存和发展的重要资源基础,集中体现了人地关系和地球表层生态系统,在可持续发展及全球环境变化中占有重要地位[1] 。
大规模的建设活动和对土地不合理的利用,导致了生态环境破坏,使得“人地”关系之间的矛盾日益突出[2]。
各种类型的土地单元及空间分布组成了土地利用景观格局,反映了人类对自然环境的干扰程度和土地利用/土地覆被变化(LUCC)的结果[3]。
土地利用结构与景观格局变化揭示了人类活动与自然环境的相互关系。
因此,分析土地利用时空变化是研究区域生态系统重要途径。
目前,很多研究都是基于区域尺度探讨土地利用时空动态变化[4-5],部分是针对省、市区级行政边界进行土地利用时空变化及其驱动机制研究[6]。
国内也有一些学者对流域土地利用变化规律进行了研究[7-9],但大多选取经济发达、人地矛盾比较突出的区域进行较短时间尺度的研究[10]。
而以水库建设区域为对象的研究较少,仍有待进一步加强[11]。
而水库工程在建设的过程中势必对其周围的土地、植被、生物等造成一定破坏,如何在进行水库建设的同时,同时加强对库区以及周边的生态环境的保护,实现其水利利用和生态保护的同时,协调水库建设和生态环境之间的和谐关系,保证人类的进步符合自然的发展规律,实现人和自然的和谐发展,是当前社会面临的一个重要课题。
1研究区域概况出山店水库位于淮河干流信阳市浉河区游河乡出山店村附近,坝址距下游信阳市约15km。
研究区位于坝址上游,信阳市西北部,面积约958km2,海拔分布范围在0~450m,低于6°坡度土地占到75%。
研究区的高程、坡度、坡向的分布充分体现了库区的地势平坦的特点。
出山店水库控制流域面积2900km2,总库容12.51亿m3(其中防洪库容6.91亿m3、兴利库容1.45亿m3),水库水面面积81.9km2,将在信阳市形成一个新的水利风景区和旅游景观。
出山店水库研究区地貌类型主要为低山、丘陵、岗地和河谷地貌;北亚热带湿润型气候,年降水量800~1200mm,多年平均气温为15.0°C;土壤类型主要为水稻土和黄棕壤,植被以落叶针阔林类型为主,常绿针阔林与落叶针阔林交替状态并存,具有南北树种草种兼备特点;研究区所在地为信阳市平桥、浉河两区,地势平坦,交通便利,人口稠密,群众相对富裕,区域内有宁西铁路(高于淹没线)、312 国道等重要道路,乡镇公路网也很发达,库区最远至信阳市不过几十公里。
社会经济传统上依赖农业以及预制厂、砖窑厂、农产品加工厂、养殖厂等村办、自办企业为主,最大规模企业年产值在500万元左右。
图1 研究区域地理位置Fig.1 Geographical location of the study area2数据来源本研究所使用的数据包括遥感数据、DEM 数据,河网、水系等均来自中国科学院资源与环境科学数据中心。
2000 年、2005年、2010年、2015年、2018年数据源分别来自于 Landsat TM 和 Landsat OLI 遥感数据,分辨率为30m*30m。
遥感数据时相均为5月中旬—9月中旬。
根据研究区的范围,首先利用ENVI软件进行图像的裁剪镶嵌、波段融合等处理[12],再结合统计资料、地形图及Google Earth同期地面资料,建立解译标志,采用人机交互的监督分类方法进行解译,最后生成可用于进行土地利用变化分析的研究区栅格影像数据。
经野外调查验证其准确率达到92%,满足本研究需要。
3 研究方法3.1生成转移矩阵生成土地利用转移矩阵是Markov模型的应用,研究不同土地利用类型间相互转化的定量方法,它不仅可以定量地表明不同土地利用类型之间的互相转化情况[13],还可以揭示不同土地利用类型间的转化速率[14]。
土地利用类型直接相互转化的初始转移概率矩阵 S 和 Markov 过程的基本方程分布为[15]:()1112112ij m m mm S S S S S S S S ⎡⎤⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦式中:m 为研究区土地类型数;ij S 为研究初期到末期类型i 转移为类型 j 的概率,Markov 过程的基本方程()1()s t s t s +=式中:系统 1+t 时刻状态向量 (1)S t +由t 时刻的状态向量()S t 和转移概率P 确定。