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基于可视化的土地利用变化图谱分析刘俊;尤李俊;张荣群;刘秀丽【摘要】土地利用/土地覆被是地理环境内部相互作用的结果,集中体现了人地关系的特征、属性和作用机制.传统对土地利用/土地覆被的监测研究方法仅能够反映不同时期土地利用类型面积的数量变化,无法实现对变化信息的定位分析与可视化表达.采用图谱分析的方法,借助RS和GIS技术,对山西省滹沱河流域忻州段1995-2005年、2005-2015年两个时间段内土地利用类型的时空演变特征进行分析,实现了对土地利用类型转换的定量分析和空间的定位描述.结果表明:受到社会经济发展和生态环境保护的双重影响,滹沱河流域忻州段土地利用格局发生不同程度的变化.该研究为土地利用/土地覆被的时空演变分析提供了一种方法,能够为滹沱河流域忻州段合理规划土地利用提供依据.【期刊名称】《农业工程》【年(卷),期】2017(007)006【总页数】6页(P118-123)【关键词】土地利用;时空演变;图谱可视化;滹沱河流域【作者】刘俊;尤李俊;张荣群;刘秀丽【作者单位】忻州师范学院地理系,忻州034000;青海师范大学生命与地理科学学院,西宁810008;中国农业大学信息与电气工程学院,北京100083;忻州师范学院地理系,忻州034000【正文语种】中文【中图分类】F301.24土地利用/土地覆被变化(land use/land cover change)是全球环境变化研究中最活跃的领域和最重要的组成部分。
土地利用/土地覆被变化对区域气候、大气成分、土壤环境通量、地球化学循环、水文循环、水文和水质量、生物多样性等方面造成影响，进而引发自然灾害、能源短缺、环境污染、粮食匮乏和经济危机等社会经济问题，严重制约土地资源的合理开发利用与可持续发展[1-9]。
因此，采用地学信息图谱模型，利用RS和GIS技术，对土地利用/土地覆被变化研究，能够为区域制定合理的土地政策和维护生态可持续发展提供参考依据[10-14]。
区域土地利用时空变化图谱分析摘要：运用地学信息图谱理论和方法，在rs 和gis 的支持下，以海河流域40a土地利用5期空间数据为基础，合成了40a变化过程图谱，并通过图谱重构，提取了海河流域40a土地利用变化的“涨势”系列图谱、40a“涨势”变化过程图谱和40a土地利用时空演变模式图谱。
通过图谱分析，逐一分析了不同时序单元、不同空间尺度土地利用格局的变化规律，并总结了40a土地利用的分异规律。
关键词：土地利用图谱；图谱分析；海河流域1.研究区概况研究区位于东经1120～1190、北纬350～420之间，西与山西高原与黄河流域接界，北与蒙古高原与内陆河流域接界，南界黄河，东临渤海。
包括河北、河南、山西、内蒙古、北京和天津四省两市，流域面积23.2万平方公里，占全国总面积的2.4%。
据1993年统计，海河流域内人口1.176亿人，约占全国总人口的10%；耕地1.63亿亩，占全国耕地的11%。
海河流域处于中国干旱和湿润气候的过渡地带，多年年平均降水量为548mm。
流域多年平均水资源总量为419亿m3，产水系数（水资源总量与降水量之比）为24%。
人均水资源占有量仅有338m3，不足全国的1/6。
流域西北高，东南低，主要地貌类型为平原、山地、丘陵和台地。
海拔最高处3059m，最低地方仅为0m。
2.数据来源及处理地学信息图谱单元的提取需要有具有一定时间间隔的土地利用状况数据作为基础。
本文以海河流域生态环境治理工程项目，海河流域5期）土地利用数据为基础，参照2000年矢量化底图，利用gis和rs软件进行地图矢量化。
对不同期影像进行配准，保证误差不超过3个像元，参照不同期遥感影像，对照统计数据，采用人机交互的方法对遥感影像进行分类，最终得到5期土地利用数据。
利用野外调研数据进行检验，并采用误差矩阵进行评价，精度都达到90%以上。
在已有各期土地利用数据的基础上，对土地利用类型进行重编码，以获取能最大反映土地利用变化的基本地物类别。
南水北调中线工程水源区土地利用类型分形研究杨爱荣;刘雯;蒋国富【摘要】The fractal theory makes it possible to study or predict the open and complicated geographic system in time order by fractal characteristics. The article analyzes the distribution structure of land use type in south-to-north water diversion central line project by using fractal theory. It demonstrates that the land use type in the research area has fractal structure, in which the fractal dimension of cultivated land, residential land and timberland diverged dramatically from random value. The land use condition is relatively stable and close to regular state. The complicated and instable water-body shows a slight divergence from random value. The comparative study of the present situation of land use type in south-to-north water diversion central line project finds a new reference to evaluate whether the land use type is scientific and reasonable by using fractal theory.%分形理论为开放复杂的地学系统在时间序列上进行分形特征的研究、预测提供了可能.运用分形理论,对南水北调中线工程水源区土地利用类型的分布结构分析表明:研究区的土地利用类型具有分形结构,其中耕地、居民用地、林地的分维值偏离随机值较大,土地利用状态相对稳定,比较接近规则体;布局复杂且不稳定的水体偏离随机值较小.对比南水北调中线工程水源区土地利用类型现状,为分形理论在评价土地利用类型是否科学合理方面找到了新的参考指标.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2011(029)004【总页数】4页(P457-460)【关键词】南水北调中线工程;土地利用类型;分形【作者】杨爱荣;刘雯;蒋国富【作者单位】焦作师范高等专科学校政史法律系,河南,焦作,454001;焦作师范高等专科学校政史法律系,河南,焦作,454001;南阳师范学院环境科学与旅游学院,河南,南阳,473061【正文语种】中文【中图分类】F323.211由法裔美籍科学家曼德尔布鲁特（B.B.Mandelbrot）于20世纪70年代创立的分形理论，加强了人们对自然界不规则几何体的认识，并通过计算机更加直观的来观察研究事物[1].分形理论作为一门新兴学科，在地学等领域内已得到广泛的应用，在自然现象及人文现象的研究中已取得一定成效，尤其在研究事物的不规则性、不稳定性以及复杂性等方面成效明显.目前分形理论在地理学上的研究主要集中在山系、水系、断层、地震以及旱涝灾害研究等自然地理学方向，而在土地利用方面的研究较少[2-7].本文以南水北调中线工程水源区——南阳境内的土地利用类型为例，探索分形理论在土地利用中的应用。
第30卷第10期干旱区资源与环境Vol．30No．10 2016年10月Journal of Arid LandＲesources and Environment Oct．2016文章编号：1003－7578（2016）10－116－05doi：10．13448/j．cnki．jalre．2016．327土地利用回归模型模拟京津冀PM2．5浓度空间分布*许刚1，焦利民1，2，肖丰涛1，赵素丽1，张欣1（1．武汉大学资源与环境科学学院，武汉430079；2．武汉大学地理信息系统教育部重点实验室，武汉430079）提要：PM2．5污染暴露评估需要浓度空间分布数据，而稀疏的地面监测点无法满足要求。
土地利用回归（LUＲ）模型是模拟大气污染物浓度的有效方法，本研究拟探讨LUＲ模型在中国区域尺度的适用性及精度。
选取土地利用、道路交通、人口密度、工业污染源、高程、气象共6类变量建立区域LUＲ模型模拟京津冀地区2013年PM2．5浓度空间分布。
以研究区80个监测点为中心建立0．1km 10km共22个系列缓冲区，表征不同尺度下各变量对PM2．5浓度的影响。
双变量相关分析得出161个影响因子与PM2．5浓度的相关性水平，筛选出13个影响因子与PM2．5浓度进行逐步多元线性回归，得到区域LUＲ模型。
交叉验证显示模型拟合精度（Ｒ2）达到78．7%，模拟结果显示京津冀PM2．5污染南北差异明显。
关键词：土地利用回归；PM2．5；空间分布；京津冀中图分类号：X531文献标识码：APM2．5指空气动力学当量直径小于等于2．5μm的颗粒物，也称细颗粒物，由于其易吸入性且易粘带有毒物质，严重危害人体健康；而PM2．5污染暴露评估需要连续一致的浓度空间分布数据，但稀疏的地面监测点无法满足要求。
地理信息科学技术的发展为大气污染物浓度模拟提供了新的技术手段，如空间插值模型、土地利用回归模型、遥感方法等［1］。
Briggs等（1997）利用多元线性回归模拟了欧洲阿姆斯特丹等城市NO2浓度空间分布，并将该方法称为回归制图（Ｒegression Mapping）［2］。
第7 卷第3 期遥感学报Vol. 7 , No. 3 2003 年5 月JOURNAL O F REMOTE SENSIN G May , 2003文章编号: 100724619 (2003) 0320214207SPOT42VEGETATIO N 中国西北地区土地覆盖制图与验证卢玲1 ,李新2 ,董庆罕3 ,Else Swinnen3 ,Frank Veroustraete3 ,王建华2 ,王一谋2(11 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室,兰州730000 ;21 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,兰州730000 ; 31 比利时V I TO 研究所)摘要: 利用S POT42V EG ETATION 的遥感数据产品生成的NDVI 与NDWI 植被指数时间序列图像集,通过IS ODATA 非监督分类方法,编制中国西北地区土地覆盖图。
以TM 影像人工解译结果作为真实值,通过对西北五省共计47 个均匀分布且异质性强的25km ×25km 样本区内的土地覆盖类型及其面积进行统计分析,修正了S POT42V EG ETATION 的土地覆盖分类系统,建立了各省验证结果的样本统计直方图并计算其回归系数。
结果表明S POT42V EG ETATION 中国西北地区土地覆盖图在总体上具有较高的准确性。
影响遥感数据自动分类精度,造成土地覆盖误判的原因主要来源于两个方面:即异物同谱和混合像元问题。
对于前者通过叠加各种辅助数据如DEM 等可以降低误判的机率;对于后者运用混合像元分解的各种算法可以提高分类精度。
关键词: 土地覆盖制图;S POT42VEG ETATION 数据集; ISODATA 分类方法;遥感分类验证;中国西北地区中图分类号: TP302. 4/ TP79文献标识码: A1 引言土地覆盖是研究各种生物圈过程模型和陆地生态系统动态变化的最基本变量之一。
因此全球和区域尺度上的土地覆盖制图精度将首先影响这些过程模型的计算结果。
土地利用变化的数学模型解析鲁春阳1 ，齐磊刚2 ，桑超杰3（1. 西南大学地理科学学院，重庆北碚400715 ；2. 河南中化地质测绘院有限公司，河南郑州450011 ；3.南昌有色冶金设计研究院，江西南昌330002 ）摘要：本文归纳了目前在研究土地利用变化中广泛采用的一些数学模型，并对每种模型的涵义和意义进行了解析。
按照模型反映的内容不同，将其分为三大类：（ 1）土地资源数量变化模型；（2 ）土地资源质量变化模型；（3 ）土地资源空间变化模型。
总结了每类模型的特点和不足之处。
关键词：土地利用变化；模型；解析区域土地利用变化已成为全球变化研究的热点问题，国际地圈- 生物圈计划（IGBP ）和全球变化中的人文领域计划（HDP ）在1995 年联合提出了“土地利用和土地覆盖变化”研究计划［1］。
地学界利用遥感与GIS 技术对不同区域的土地利用变化现象进行了大量的案例研究［2 ，3 ，4］，在这些案例的基础上，陆续提出了一系列分析区域土地利用变化的模型与模型框架［5 ，6］。
这些模型从不同的角度反映土地利用的数量、质量和空间格局变化。
我国学者在这方面也进行了大量研究，但大多是引进外国学者的模型成果，而且有些数学模型还有待于完善。
1 土地资源数量的变化1.1 土地利用动态度在区域土地利用变化过程中，耕地、林地等用地类型由于关系到区域食物安全与生态安全而备受关注。
为了反映这些类型用地面积的变化幅度与变化速度以及区域土地利用变化中的类型差异，利用土地利用动态度模型分析土地利用类型的动态变化，可以真实反映区域土地利用类型的变化剧烈程度。
单一土地利用动态度的表达式：式中, Ｋ为研究时段内某一土地利用类型动态度; Ｕa, Ｕb 分为研究初期及研究末期某一土地利用类型的数量; Ｔ为研究时段长,当Ｔ的时段设定为年时, Ｋ的值就是该研究区某种土地利用类型年变化率。
综合土地利用动态度：式中：LC 为土地利用变化率，反映土地资源数量变化程度；LC i 为测量开始时第i 类土地利用类型面积，是测量时段内第i类土地利用类型转化为非i 类土地利用类型面积的绝对值；T 为监测时段长度，当T 的时段设为年时，LC 的值就是该研究区土地利用年变化率。
