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基于地学信息图谱的土地利用时空演变分析

中国水土保持科学 2022年第4期20卷 109-117页

作者：于海鹏杨翔惟黎家作张春平袁希功黄昱楠刘霞南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏省水土保持与生态修复重点实验室南京210037 淮河水利委员会淮河流域水土保持监测中心站安徽蚌埠233001

开展土地利用时空变化研究,对把握土地资源调配方向,以及分析生态环境的影响程度具有重要意义。以山东省蒙阴县为研究区,基于动态度模型和地学信息图谱理论,探讨2009-2013年和2013-2018年2个时序单元土地利用时空变化特征和图谱变化原... 详细信息

开展土地利用时空变化研究,对把握土地资源调配方向,以及分析生态环境的影响程度具有重要意义。以山东省蒙阴县为研究区,基于动态度模型和地学信息图谱理论,探讨2009-2013年和2013-2018年2个时序单元土地利用时空变化特征和图谱变化原因。结果表明:1)10年间研究区土地利用结构以耕地和园地为主,占土地总面积大于56%,其次为林地;土地利用变化速率差异明显,10年间土地利用数量减少速率表现为草地>林地>耕地,增加速率为建设用地>交通用地>水域>园地。2)2个时序单元中,主要图谱单元类型、数量和面积均存在显著差异。2009-2013年图谱特征主要为林地和耕地互换、耕地转变为建设用地,占变化面积的71.01%;空间上林地→耕地、耕地→建设用地最为显著,林地衰减,建设用地扩张。2013-2018年图谱特征主要为建设用地对耕地的占用与补充、耕地转化为林地以及建设用地对草地的占用,累计转化比率59.80%。空间上耕地→建设用地、耕地→林地最显著,耕地萎缩明显,建设用地进一步扩张。3)研究区耕地利用变化模式以前期变化型和后期变化型为主,占其变化模式的95.98%;林地变化模式主要为前期变化型,占74.01%。

关键词：土地利用时空变化地学信息图谱沂蒙山区

基于地学信息图谱的中缅泰老“黄金四角”地区土地利用变化分析

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云南农业大学学报（自然科学版） 2023年第2期38卷 333-342页

作者：陈潇菡张磊史丽杨冉黄燕寿中信银行昆明东风东路支行云南昆明650500 泰山学院旅游学院山东泰安271000 保山学院经济管理学院云南保山678000

【目的】以中缅泰老“黄金四角”地区为例,基于地学信息图谱理论,对其土地利用变化态势进行分析。【方法】运用土地利用动态度、景观质心平移度及地图代数运算等模型剖析研究区土地利用时空演变特征及图谱类型与涨落态势。【结果】(1)... 详细信息

【目的】以中缅泰老“黄金四角”地区为例,基于地学信息图谱理论,对其土地利用变化态势进行分析。【方法】运用土地利用动态度、景观质心平移度及地图代数运算等模型剖析研究区土地利用时空演变特征及图谱类型与涨落态势。【结果】(1)研究区土地利用以林地、耕地和灌丛为主,形成了以林地、耕地和灌丛为基质,水体为廊道,园草地及建筑用地为斑块的用地景观。(2)随着时间演进,研究区土地利用结构发生了较大变化,建筑用地和裸土与未利用地等人类活动相关型地类面积增加,林地和灌丛等自然主导型地类面积总体减小;2000—2018年,综合土地利用动态度由45.99%降至10.44%,土地利用整体变动速率大幅减缓。(3)2000—2018年,建筑用地质心整体偏向东南且距离最大,林地质心偏移幅度最小且向正东转移,研究区土地利用空间格局发生了明显变迁。(4)在图谱变化模式中,稳定型图谱单元面积最广,最大面积模式为林地—林地—林地(11.37万km2);反复变化型图谱单元面积最小,最大面积模式为耕地—灌丛—耕地(668.65 km2),研究区土地利用与开发程度仍较低。(5)研究区土地利用涨落势特征在2000—2009年及2009—2018年间呈现出一定的相似性与国别差异性,且研究后期的变动幅度明显低于前期,这与随着经济与社会结构的稳定,作为土地利用基质的林地、灌丛和耕地间转类面积减小相关。【结论】“黄金四角”地区土地利用呈现出时段变化差异性、空间变化国别性和图谱变化稳定性等特征。

关键词：土地利用时空演变地学信息图谱中缅泰老“黄金四角”

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基于地学信息图谱的深圳湾湿地景观变化分析

林业科学 2018年第3期54卷 168-176页

作者：陈志云牛安逸徐颂军马姣娇华南师范大学地理科学学院广州510631 嘉应学院地理科学与旅游学院梅州514015

【目的】基于地学信息图谱理论和方法,构建湿地景观变化图谱,分析研究区变化特征和规律,为研究区生态环境合理利用和可持续发展提供决策支持。【方法】运用地学信息图谱方法、GIS和RS技术,利用ENVI5.2软件对经过预处理的影像进行监督分... 详细信息

【目的】基于地学信息图谱理论和方法,构建湿地景观变化图谱,分析研究区变化特征和规律,为研究区生态环境合理利用和可持续发展提供决策支持。【方法】运用地学信息图谱方法、GIS和RS技术,利用ENVI5.2软件对经过预处理的影像进行监督分类,采集深圳湾1987、1999和2015年3期空间数据,在Arc GIS软件中转换数据格式,选择地图代数功能合成系列景观变化信息图谱,定量分析深圳湾湿地时空变化情况,讨论该区26年间湿地景观变化特征。【结果】1)1987—1999年,从图谱单元排序来看,水体和基围退化明显,其中水体变滩涂最大,面积为257.22 hm^2,占所有变化面积的12.9%,其次是基围变建成区,面积为192.69 hm^2,占所有变化面积的9.6%,这些变化主要分布在深圳湾西北部和东北部;从转移矩阵来看,建成区和裸地面积分别增加573.66和296.01 hm^2,变化率分别为148.34%和133.27%,主要来源于基围、水体和滩涂等。2)1999—2015年,从图谱单元排序来看,滩涂、水体和裸地退化明显,主要表现为滩涂变水体、水体变建成区,面积均约407 hm^2,各占所有变化面积的18.9%,其次是裸地变建成区,面积约357 hm^2,占所有变化面积的16.6%,这些变化主要分布在福田红树林自然保护区、南油片区和华侨城片区等地;从转移矩阵来看,红树林和绿地面积分别增加59.4和371.25 hm^2,变化率分别为80.88%和92.99%,其中红树林主要来源于建成区、基围和绿地,绿地主要来源于建成区、水体和裸地。3)1987—2015年,建成区、裸地、绿地和红树林涨势明显,其中建成区增加的图谱单元最多,面积约为1 471 hm^2,占总新增面积的55.20%;滩涂、水体和基围等落势明显,转移面积达2 104.65 hm^2,占总减少面积的79.00%;红树林增加部分面积与稳定部分相比约2∶1,表明该区域的红树林面积增加较快,主要分布在福田红树林保护区。【结论】采用地学信息图谱方法,合成变化图谱、"涨势"和"落势"图谱,一张图包含各景观类型的转变、增加或者减少情况,简洁明了,更有利于探索景观类型变化的原因、过程并预测未来变化趋势。

关键词：湿地景观地学信息图谱深圳湾

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地学信息图谱思想与实践探索

地球信息科学学报 2020年第4期22卷 697-704页

作者：杨存建四川师范大学西南土地资源评价与监测教育部重点实验室地理与资源科学学院成都610068

本文回顾和综述了陈述彭院士关于地学信息图谱的学术思想,该学术思想来源于陈先生的科学实践。他提出了地学信息图谱的相关概念及其类型体系,地学信息图谱是地学图谱与现代信息技术结合的产物。地学信息图谱的核心在于发现地学时空知识... 详细信息

本文回顾和综述了陈述彭院士关于地学信息图谱的学术思想,该学术思想来源于陈先生的科学实践。他提出了地学信息图谱的相关概念及其类型体系,地学信息图谱是地学图谱与现代信息技术结合的产物。地学信息图谱的核心在于发现地学时空知识和规律,并能为社会经济建设提供应用服务。按研究对象划分为地学各分支学科的信息图谱和各行业的信息图谱,按功能划分为:征兆图谱、诊断图谱和实现图谱。陈先生发展了地学信息图谱生成的技术方法,提出了地学信息图谱的工作流程,促进了地学信息图谱在经济社会发展中的应用。陈先生指出了发展地学信息图谱的创新方向:创新地学大数据获取技术方法,提升地学信息图谱生成智能化与自动化水平,促进地学信息图谱应用的深度和广度。陈先生指出网格地图是地学信息图谱的重要基础。该思想至今对推动地球信息科学的发展及其在解决国家重大战略需求方面,仍然具有重要的指导意义。总结了在陈先生地学信息图谱思想的指导下,在地学信息图谱方面的一些实践探索和结果,包括:发展了基于知识发现的专题信息提取和多数据多知识协同的精细地表要素获取的技术方法,提高了水体、绿被、积雪和城乡聚落提取以及精细土地利用和精细植被类型信息获取的自动化水平和效率;拓展了时空变化图谱的研究和应用,提升了时空变化图谱生成的智能化水平和效率;地学信息图谱在社会经济发展、生态建设、环境保护和灾害风险防控等方面的应用实践已展示出了巨大前景。最后,结合新时代共建全球人类命运共同体和地球科学国际化的重大战略需求,提出了开展全球地学信息图谱关键技术与应用研究,以期实现地表大观测到大数据,再到大知识大应用的提升转化,支撑地表治理体系和治理能力的现代化,提升地学服务经济社会发展的水平和能力,彰显学科特色与优势。

关键词：地学图谱地学信息图谱知识发现专题信息提取大数据过程图谱诊断图谱图谱应用

1975—2015年玛纳斯河流域土地利用变化的地学信息图谱分析

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应用生态学报 2019年第11期30卷 3863-3874页

作者：杨爱民朱磊陈署晃靳含夏鑫鑫新疆农业大学草业与环境科学学院乌鲁木齐830052 新疆土壤与植物生态过程实验室乌鲁木齐830052 新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所乌鲁木齐830091

地学信息图谱分析可利用图形语言将复杂的地理现象进行简洁的表达,对开展多时空尺度土地利用变化空间格局与时间过程的集成研究具有重要意义.本研究以新疆玛纳斯河流域为例,基于7期遥感数据(1975、1990、1995、2000、2005、2010和2015年... 详细信息

地学信息图谱分析可利用图形语言将复杂的地理现象进行简洁的表达,对开展多时空尺度土地利用变化空间格局与时间过程的集成研究具有重要意义.本研究以新疆玛纳斯河流域为例,基于7期遥感数据(1975、1990、1995、2000、2005、2010和2015年)构建土地利用/覆被变化(LUCC)图谱体系,定量分析流域LUCC过程及趋势.结果表明:1975-2015年,流域土地利用变化幅度逐渐减弱,土地利用结构由复杂趋向单一,后期趋于稳定.1975-1990年,流域内草地涨势最强,主要来源于未利用土地的转入.1990-2015年,耕地增幅最大,主要由未利用土地、林草地转换而来.土地利用变化模式图谱显示,前期变化型、后期变化型及持续变化型仅占流域面积的1.3%,图谱单元总体变化以未利用土地转向耕地、草地和水域占主导,土地利用变化过程较为稳定.土地利用变化频率图谱的稳定不变区域覆盖流域面积的61.2%,土地利用空间格局相对稳定.土地利用转变最频繁的方式为耕地的持续扩张,以沙湾县柳毛湾镇和玛纳斯县六户地镇为左右中心,呈"摊饼式"向两侧扩张,延伸至古尔班通古特沙漠.通过构建土地利用时空变化图谱,丰富了LUCC时空分析方法体系,为今后开展多时空尺度下的LUCC研究提供了有效手段.

关键词：地学信息图谱玛纳斯河流域土地利用变化图谱单元

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地学信息图谱研究进展

测绘科学 2009年第1期34卷 14-16,24页

作者：张荣群中国农业大学信息与电气工程学院北京100083

地学信息图谱是信息时代,针对地学研究长期以来定位于"复杂的、开放的巨系统"层次上,提出的将复杂地学问题简单化表达的一种全数字化方法,为地学认知研究提供了一个新的平台。文章对这一概念的提出背景和意义进行了分析,对10年来在该领... 详细信息

地学信息图谱是信息时代,针对地学研究长期以来定位于"复杂的、开放的巨系统"层次上,提出的将复杂地学问题简单化表达的一种全数字化方法,为地学认知研究提供了一个新的平台。文章对这一概念的提出背景和意义进行了分析,对10年来在该领域取得的主要研究成果进行了归纳总结,并对有待拓展的新研究领域进行了展望。结果表明,地学信息图谱的基础理论体系和技术体系,逐步形成了较为清晰的研究脉络,随着案例研究的充实,其理论体系和技术体系将会得到完善与发展。

关键词：地学信息图谱研究进展综述

地学信息图谱图形与属性信息的双向查询与检索方法研究

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武汉大学学报（信息科学版） 2005年第4期30卷 348-350,354页

作者：余明祝国瑞李春华武汉大学资源与环境科学学院福建师范大学地理科学学院福州市上三路32号350007

探讨了地学信息图谱图形与属性信息的双向查询与检索的实现方法,同时以福建某区域生态环境综合信息图谱为例,在VB、MS Access 的环境中,利用 GIS组件 Mapobjects开发系统,实现了信息图谱图形与属性信息的双向查询与检索的新方法。该工... 详细信息

探讨了地学信息图谱图形与属性信息的双向查询与检索的实现方法,同时以福建某区域生态环境综合信息图谱为例,在VB、MS Access 的环境中,利用 GIS组件 Mapobjects开发系统,实现了信息图谱图形与属性信息的双向查询与检索的新方法。该工作对福建省生态环境综合信息图谱数据库系统的建立有一定的指导作用,对其他地学图谱研究有一定的参考价值。

关键词：地学信息图谱 GIS Mapobjects

多中心城市群土地利用/覆被变化地学信息图谱研究——以长株潭城市群为例

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地理研究 2020年第11期39卷 2626-2641页

作者：唐常春李亚平长沙理工大学建筑学院长沙410076

多中心城市群具有交通网络发达、功能联系密切、空间多维复合等特征,其土地利用/覆被变化(LUCC)是一个相当复杂的过程。采用地学信息图谱方法,探索城市群LUCC数量结构与时空格局一体化耦合机理,研究用地变化与区域发展互动关系,有助于... 详细信息

多中心城市群具有交通网络发达、功能联系密切、空间多维复合等特征,其土地利用/覆被变化(LUCC)是一个相当复杂的过程。采用地学信息图谱方法,探索城市群LUCC数量结构与时空格局一体化耦合机理,研究用地变化与区域发展互动关系,有助于深入揭示多中心城市群土地利用时空演变规律,为同类城市群的国土空间规划和健康发展提供参考。本文以典型案例长株潭城市群为例,构建1995—2015年四个时期地学信息图谱,并耦合重心转移模型,在总体量化分析基础上,重点从城际与城乡视角深入解析城市群土地利用时空变化特征和一体化发展态势。研究结果表明:①土地利用总体动态加速演变。四期建设用地扩张年动态度分别为1.06、4.10、2.21和7.39,转移强度动态增加,耕地和林地呈加速减少态势。②城际与城乡地类图谱转移呈现多维演变。图谱"15(耕地→建设用地)、25(林地→建设用地)、45(水域→建设用地)"重心由株洲城区(Ⅰ期)向长沙城区(Ⅱ期和Ⅲ期)再向湘潭城区(Ⅳ期)迁移,经历"相对均衡-长沙加速崛起-有机均衡"和"城市加速集聚-城乡相对均衡"演变过程。③近年来,城际转移强度差异缩小,转移结构分异增加,区域主体功能逐步凸显。同时,外围区县加速发展,城乡一体化水平明显提升。④城市群土地利用涨落势图谱与经济社会一体化发展高度耦合,同时耕地保护与高质量发展有待加强。

关键词：多中心城市群土地利用/覆被变化地学信息图谱一体化长株潭城市群

基于地学信息图谱的江汉平原土地利用时空变化分析

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水土保持研究 2020年第4期27卷 85-92,F0002页

作者：张韵彭建东王晶晶杨红武汉大学城市设计学院武汉430070

为分析江汉平原土地利用时空变化特征,探索土地利用变化原因、过程并预测未来变化趋势,基于江汉平原1990年、2000年和2010年土地利用空间数据,运用地学信息图谱方法,构建两个时序的土地利用变化图谱、涨落势图谱和变化模式图谱,分析了... 详细信息

为分析江汉平原土地利用时空变化特征,探索土地利用变化原因、过程并预测未来变化趋势,基于江汉平原1990年、2000年和2010年土地利用空间数据,运用地学信息图谱方法,构建两个时序的土地利用变化图谱、涨落势图谱和变化模式图谱,分析了江汉平原1990-2010年土地利用的时空变化规律和发展过程。结果表明:(1)1990-2010年耕地和水域是主要土地利用类型,耕地持续减少,水域和建设用地持续增加;(2)变化图谱以耕地与水域、建设用地间的互相转换为主。耕地与水域间的互相转化集中于低湖平原区;耕地转化为建设用地贯穿整个研究时段,主要是经济相对发达的城区周边区域;而建设用地转化为耕地发生在后期,集中在石首市和松滋市等地;(3)落势图谱中萎缩耕地面积最大,占68.63%;增势图谱中新增水域面积最大,占46.39%。各县市存在明显差异;(4)变化模式图谱中全期稳定型占据主要地位,其次是后期变化型。研究表明江汉平原土地利用变化呈现土地利用类型“典型化”、土地动态变化“差异化”和土地变化模式“稳定化”的特征。

关键词：地学信息图谱土地利用时空变化江汉平原