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多尺度空间分层聚类算法在土地利用与土地覆被研究中的应用

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地理科学 2004年第4期24卷 477-483页

作者：沙占江马海州李玲琴周笃君曹广超欧立业黄华兵杨海镇中国科学院青海盐湖研究所青海西宁810008 青海师范大学地理与资源环境科学系青海西宁810008

利用遥感数据,综合最大似然法监督分类、多尺度空间分层聚类的部分监督分类方法和主成分方法,分析黄河上游龙羊峡水库库区1987～1999年间土地利用土地覆盖变化。提取专题信息,不同要素采用不同方法;具体分类中,土地利用类型的一级类型... 详细信息

利用遥感数据,综合最大似然法监督分类、多尺度空间分层聚类的部分监督分类方法和主成分方法,分析黄河上游龙羊峡水库库区1987～1999年间土地利用土地覆盖变化。提取专题信息,不同要素采用不同方法;具体分类中,土地利用类型的一级类型耕地、水体及未利用土地类型采用主成分分析和最大似然法监督分类方法;对一级类型草地采用多尺度分层聚类算法的部分监督分类方法。结果表明,草地信息利用SSHC方法提取结果较好,与Bayes分类方法相比,精度提高4.2%,SSHC所获结果数据Kappa系数为0.84,Bayes所获结果数据Kappa系数为0.78。对某专题要素分类,此方法结果较优。

关键词：土地利用与土地覆被遥感聚类算法共和盆地

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国内土地利用与土地覆被变化研究综述

合作经济与科技 2016年第5期 17-18页

作者：邱圣睿刘正康六盘水师范学院

本文在分析土地利用与覆被变化的基础上,就土地利用与覆被变化在对环境污染、土地利用改造、土地利用的模型及土地利用机制等进行综述与分析。

关键词：土地利用与土地覆被变化综述国内

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张北生态退耕遥感监测与评价

资源科学 2006年第2期28卷 104-108页

作者：张俊周成虎张永民黄满湘中国医学科学院中国协和医科大学药用植物研究所北京100094 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 河南财经学院资源与环境学系郑州450002

张北地处坝上高原农牧交错带,多年来不合理的土地开垦活动,导致本区的土壤沙化程度十分严重,加上自身的自然环境特征,构成了京津地区沙尘暴的主要沙源和运沙通道,鉴于此,我国政府将该地纳为京津风沙源治理和退耕还林工程的重点工程区。... 详细信息

张北地处坝上高原农牧交错带,多年来不合理的土地开垦活动,导致本区的土壤沙化程度十分严重,加上自身的自然环境特征,构成了京津地区沙尘暴的主要沙源和运沙通道,鉴于此,我国政府将该地纳为京津风沙源治理和退耕还林工程的重点工程区。本文通过利用高精度的遥感卫星影像对该区前3年的生态退耕情况进行了动态检测,表明目前张北县的生态退耕工作主要是还草,还草的结构主要以人工草地和改良草地为主体;还林的比例相对还草较低,目前的还林结构主要是未成林造林地。指出张北县的生态退耕是具有初步成效的,但是,生态环境的治理是以改善当地经济条件,提高人民的生活水平的为前提的,因此合理利用当地有利的自然地理条件,调整生产结构是生态退耕工作得以顺利实施的保证。

关键词：张北县遥感监测退耕还林还草土地利用与土地覆被

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GEE平台和CART方法的北京市土地解译

测绘科学 2018年第4期43卷 87-93页

作者：胡云锋商令杰王召海张千力中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 山东师范大学地理与环境学院济南250014 中国科学院大学北京100049

针对传统遥感影像解译效率较低、人力物力需求量大等问题,该文以谷歌地球引擎为依托平台,利用Landsat5TM影像,采用分类回归树算法对2010年北京市土地覆被/土地利用类型开展了解译研究,并从类型构成、类型混淆和空间一致性3个方面将解译... 详细信息

针对传统遥感影像解译效率较低、人力物力需求量大等问题,该文以谷歌地球引擎为依托平台,利用Landsat5TM影像,采用分类回归树算法对2010年北京市土地覆被/土地利用类型开展了解译研究,并从类型构成、类型混淆和空间一致性3个方面将解译所得LUC-2010产品与Globeland30-2010产品进行空间一致性分析。研究表明,谷歌地球引擎(GEE)平台通过编程运算,数据处理速度极快,大幅提高工作效率。解译产品与训练样本交叉验证的学习精度为94.2%。两套产品总体对比发现,林地、水体和耕地的空间一致性比率分别为84.28%、74.75%和73.56%;林地、水体和人工地表的地类纯净度分别为87.23%、77.04%和72.97%;总体分布空间一致性为74.0%。两套产品局部对比发现,LUC-2010产品分类结果更准确和精细,精度更高。

关键词：谷歌地球引擎分类回归树遥感土地解译土地利用与土地覆被

基于GEE平台的1990年以来北京市土地变化格局及驱动机制分析

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遥感技术与应用 2018年第4期33卷 573-583页

作者：胡云锋商令杰张千力王召海中国科学院地理科学与资源研究所资源环境信息系统国家重点实验室北京100101 山东师范大学地理与环境学院山东济南250014

针对传统的遥感影像解译速度缓慢、效率较低、人力物力需求量大等问题,基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)平台,利用Landsat TM/OLI遥感影像,采用分类回归树(Classification and Regression Tree,CART)方法,对1990~2016年北京... 详细信息

针对传统的遥感影像解译速度缓慢、效率较低、人力物力需求量大等问题,基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)平台,利用Landsat TM/OLI遥感影像,采用分类回归树(Classification and Regression Tree,CART)方法,对1990~2016年北京市土地覆被/土地利用变化(LUCC,Land Use and Land Cover Change)开展了遥感解译研究,分析了北京市土地覆被/土地利用时空动态变化特征和耕地、人造地表面积变化的驱动机制。研究表明:(1)GEE在区域尺度遥感数据分析和处理等方面具有方便快捷的优势。(2)CART方法进行遥感分类精度较高,研究所得的6期土地覆被/利用数据产品与训练样本交叉验证的学习精度均在93%以上,方法可靠有效。2010年的分类产品与测试样本混淆矩阵的验证精度为88.67%,Kappa系数为0.86。2010年的分类产品与GlobeLand30-2010数据的空间一致性为74.0%,其中林地一致性高达84.28%;两套产品中,人造地表、草地和水体面积比重相差不足1%,各地类面积构成一致性较高。(3)北京市主要土地类型为耕地、林地和人造地表,面积比重为90%左右;1990~2016年期间人造地表和林地面积呈增加态势,耕地和水体呈萎缩态势,其中,人造地表面积增加1 371km2,增幅高达87%以上,耕地萎缩幅度近40%;1990~2016年北京市平原地区人造地表由圈层状的"摊大饼"扩张态势向"遍地开花"扩张态势转变;人造地表的扩张主要通过对耕地的侵占实现。人口快速增长、经济快速发展以及政策等社会经济发展因素驱动北京市土地覆被/土地利用的演化进程。

关键词： GEE CART 遥感土地解译土地利用与土地覆被时空格局北京

主体功能区视角下的碳负债与碳补偿研究 ——以江苏省为例

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主体功能区视角下的碳负债与碳补偿研究 ——以江苏省为例

作者：封雅静中国测绘科学研究院

学位级别：硕士

碳排放量的逐年增加打破了全球碳收支平衡,致使气候变暖,从而严重威胁到人类的生存发展。中国作为目前的碳排放大国,致力于为应对全球气候变化做出贡献。因此,本文基于高精度的地理国情监测数据、主体功能区划数据、社会经济及能源消耗... 详细信息

碳排放量的逐年增加打破了全球碳收支平衡,致使气候变暖,从而严重威胁到人类的生存发展。中国作为目前的碳排放大国,致力于为应对全球气候变化做出贡献。因此,本文基于高精度的地理国情监测数据、主体功能区划数据、社会经济及能源消耗统计数据等提出了一种碳资产负债表的编制方法、建立了一种以公里格网为研究单元的土地利用与土地覆被各类型碳收支及时空变化分析方法、叠加主体功能区明确了各县级行政单元碳补偿的分区情况,旨从空间规划的视角下提出差异化控碳思路,以支撑碳减排行动、落实中国的“双碳”目标。江苏省是长三角城市群的重要组成部分,具有社会经济发达、人口众多、城市化水平较高等显著特点,研究如何高效利用有限的土地并实现碳收支平衡,可为长三角地区乃至整个东部经济发达地区提供重要参考。本文选择江苏省为研究区,具有较强的示范应用价值。本文主要完成工作如下:(1)研究了区域尺度碳资产负债表的编制。基于土地利用与土地覆被各类型碳收支核算方法和市场价格法,从实物量和价值量两个角度提出了一种碳资产负债表的编制方法。编制了江苏省2015年和2019年主体功能区下土地利用与土地覆被类型的碳收支及价值明细。明晰了农产品主产区承载了全省60%以上的固碳量,是唯一在2015年—2019年间实现正增长的主体功能区类型;优化开发区2019年碳排放实物量占江苏省碳排放实物总量的52.00%,与2015年相比碳排放实物量增加了11.25%。编制了江苏省各地级市碳资产负债表,以明确2019年江苏省碳资产、固碳、碳排放和所有者权益总实物量分别为443.7130、42.0796、386.2976和99.4950×10～6 t,总价值量分别为99.5692、9.4428、86.6835和22.3284×10～6元。(2)分析了基于高精度地理国情监测数据的土地利用与土地覆被碳收支时空变化特征。以公里格网为统计单元研究江苏省2015年和2019年林地、草地、湿地、水田、旱地、未利用地、河渠、园地、设施农用地、陆地交通、居民用地、工矿用地等12类土地利用与土地覆被类型碳收支的空间分布特征。通过各主体功能区中水平碳流转移评价土地利用与土地覆被变化对区域碳代谢综合作用,结果表明江苏省在2015—2019年间产生了269.5700×10～6 t消极碳流和264.5577×10～6 t积极碳流。提出了碳收支变化分类方法以识别江苏省内亟待改善源加剧区和需要加强保护的汇提高区。(3)叠加主体功能区探索了各县级行政单元的碳补偿分区情况。选取碳排放经济贡献系数、碳排放生态承载系数、碳排放总量以及人工建筑区占比四个指标,采用SOM-Kmeans的聚类方法对江苏省的95个区县进行分区,通过叠加主体功能区划分得到22个获补区-农产品主产区、2个获补区-优化开发区、7个获补区-重点开发区、7个平衡区-农产品主产区、11个平衡区-优化开发区、12个平衡区-重点开发区、5个支付区-农产品主产区、22个支付区-优化开发区和7个支付区-重点开发区,提出了江苏省每类区县低碳发展的建议,服务于行政区及内部的国土空间规划,为增汇和减排行动提供技术支撑和参考。本文提出的碳资产负债表编制方法、基于高精度土地利用与土地覆被数据碳收支核算方法和基于格网的碳收支变化分类方法可以揭示附着于碳资源之上的各种权责关系,实现以格网为统计单元的空间直观精确表达,为指导研究区域土地利用结构的有效调整、建立适用于我国的统一规范的碳排放统计核算体系、完善双碳“1+N”政策提供参考。

关键词：固碳碳排放碳收支碳资产负债表碳收支变化分类碳补偿土地利用与土地覆被

奇台绿洲不同经营模式下LUCC过程的区域差异性研究

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奇台绿洲不同经营模式下LUCC过程的区域差异性研究

作者：杨成新疆大学

学位级别：硕士

土地利用与土地覆盖变化在全球环境变化和区域可持续发展中都具有重要的地位。区域土地利用变化及其驱动力的研究是全球LUCC研究的重要组成部分,它对于掌握土地利用变化规律进而预测土地利用变化的趋势都具有十分重要的意义。本文以... 详细信息

土地利用与土地覆盖变化在全球环境变化和区域可持续发展中都具有重要的地位。区域土地利用变化及其驱动力的研究是全球LUCC研究的重要组成部分,它对于掌握土地利用变化规律进而预测土地利用变化的趋势都具有十分重要的意义。本文以奇台绿洲为研究区,基于1986年、1990年、1999年、2006年四个时相的遥感影像,运用3S技术、LUCC指数模型对位于绿洲内部的地方管辖区和兵团管辖区20年间的土地利用与土地覆被变化幅度、变化速度、土地利用程度以及土地利用变化的区域差异性进行了分析,并运用马尔科夫预测模型预测了2010年和2020年各区的土地利用变化趋势,最后结合奇台绿洲的实际情况,对其土地优化利用和区域可持续发展提出可行性建议和对策。研究表明: （1）在地方管辖区和兵团管辖区的土地构成中,耕地和草地是两大主要的土地类型,地方管辖区耕地2006年所占份额为70.21%,草地所占份额为16.85%;兵团管辖区耕地2006年所占份额为63.64%,草地所占份额为17.94%;城镇村工矿用地、水域、盐碱地等土地类型所占比例相对较少。（2）1986-2006年间,地方管辖区和兵团管辖区所有土地类型面积变化幅度分别为29.40%和19.47%,空间变化幅度分别为48.73%和56.59%;二者的综合趋势与状态指数分别为0.60%和0.34%,前者处于不平衡状态,而后者处于准平衡状态。（3）通过土地利用程度指数对比分析得出,地方管辖区1986-1990年间土地利用程度变化幅度最大,为38.44%;兵团管辖区1999-2006年间土地利用程度变化幅度最大,为13.52%。而且各时期前者土地利用程度变化波动较大,后者波动较小。（4）预测结果表明: 2020年地方管辖区和兵团管辖区耕地面积将各自增长3.51%和1.17%,说明兵团管辖区由于受到地域限制,耕地面积已无法再继续扩大;各区草地面积比例仍呈逐渐下降。（5）由于自然因素对研究区土地利用变化的影响并不明显,而且在同一绿洲内,水资源开发和农业技术的应用程度二者相差不大。所以耕地的经营模式、政策的实施以及人口的变化是影响奇台绿洲内部两个子研究区各土地类型变化的主要因素。

关键词：土地利用与土地覆被驱动力区域性差异

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基于遥感数据的样本点空间分配方法研究

基于遥感数据的样本点空间分配方法研究

作者：肖聪辽宁科技大学

学位级别：硕士

频繁的人类活动加剧了土地利用与土地覆被变化,如何获取精度可靠的遥感分类图是最为根本和关键所在,同时遥感分类精度评价中样本点位置分布是遥感分类精度评价结果的重要影响因素。针对目前遥感分类精度评价中样本点通常难以实现属性特... 详细信息

频繁的人类活动加剧了土地利用与土地覆被变化,如何获取精度可靠的遥感分类图是最为根本和关键所在,同时遥感分类精度评价中样本点位置分布是遥感分类精度评价结果的重要影响因素。针对目前遥感分类精度评价中样本点通常难以实现属性特征和地理位置的均匀分布问题,本研究以京津冀为研究区,综合利用Sentinel-2、Landsat 8和MODIS及各类遥感数据产品,开展基于遥感数据的样本点空间分配方法研究,得到了一种遥感分类精度评价的样本点分层均匀分配方法。本文研究过程及结果如下:首先对基于多尺度遥感数据产品的空间分层进行研究。以京津冀为研究区,采用2017年的10米分辨率的FROM-GLC10、30米分辨率的NLCD和500米分辨率的MCD12Q1等遥感数据产品重分类后,考虑空间异质性和边界区域提出了结合空间异质性和八邻域算法的空间分层方法。研究结果表明:该方法考虑空间异质性和边界区域的影响,区分了类型内外边界,最终空间分层数为24层。其次对样本点属性特征和地理位置分配方法进行研究。以京津冀为研究区,采用不同大小格网选取5组数据集,各组样点总数分别为13503、6002、3368、2170、1505,依据空间分层结果的各层之间面积比值进行样本点属性特征分配;通过R语言编写的平均最短距离最小化准则构建采样点目标函数结合空间模拟退火算法的优化算法完成了样本点地理位置分配;同时完成了其他分配法的样本点地理位置分配。最后对不同样本点空间分配方法精度评价进行研究。以京津冀为研究区,设置不同样本点分配方法的对比试验。研究结果表明:本研究的分层均匀分配法的总体分类精度、相对精度、均方根误差和标准偏差分别为67.272%～67.981%、99.281%～99.876%、0.284%和0.302%,优于简单随机分配法、空间均匀分配法和分层随机分配法。论文研究的基于遥感数据的样本点空间分配方法可以应用于遥感分类精度评价、土壤污染状况详查、农用地等级质量检测、真实性检验等方面,有助于提高样本点数据质量、降低数据冗余,进而保证遥感分类精度评价的准确性和可靠性,同时为真实性检验领域提供了一种新的技术方法。

关键词：遥感土地利用与土地覆被空间分层样点分配优化布局精度评价