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基于FLUS-InVEST模型的川西山地区土地利用变化和碳储量时空演变及预测——以雅安市为例

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西南农业学报 2024年

作者：李军邓云思黄泳杰夏建国穆羽冯庆高雪松刘志彬四川省国土整治中心/自然资源部土地整治农用地质量与监控重点实验室四川农业大学资源学院自然资源部耕地资源调查监测与保护利用重点实验室

【目的】通过模型定量核算研究区各类用地的碳排放和碳储量，掌握土地生态系统的碳储量情况及其动态变化特征，为优化土地利用方式，提升区域碳储量提供参考。【方法】以雅安市2000年、2010年、2020年的土地利用数据，采用FLUS-InVEST... 详细信息

【目的】通过模型定量核算研究区各类用地的碳排放和碳储量，掌握土地生态系统的碳储量情况及其动态变化特征，为优化土地利用方式，提升区域碳储量提供参考。【方法】以雅安市2000年、2010年、2020年的土地利用数据，采用FLUS-InVEST模型对雅安市近20年来的碳储量进行量化，对其时空变化特征进行分析，多情景模拟预测雅安市2030年的碳储量及其变化情况。【结果】①在雅安市2000—2020年土地利用类型变化趋势中，除草地和未利用地外，其他土地利用类型呈正增长趋势，变化幅度由低到高分别为草地、未利用地、耕地、林地、建设用地、水域，变化幅度分别为-7.41%、-3.87%、0.45%、3.42%、71.71%、104.57%。②雅安市2000—2020年碳储量呈先高速上升再缓慢下降趋势，碳储量整体水平是小幅增加，增加了4.88×1010t，增幅为1.03%；从空间上看，雅安市碳储量最高的区域为邛崃山—大雪山一线，蒙顶山、周公山等区域呈点状分布。③基于FLUS-InVEST模型测算，相较于2020年，在自然发展情景下，2030年雅安市碳储量呈下降趋势，其下降总量为5.23×108t；在生态协调发展情景下，2030年雅安市碳储量呈上升趋势，其增加总量为1.77×109t。【结论】据预测，在生态协调发展情景下，雅安市2030年土地利用变化碳储量比自然发展情景下更多，因此可通过科学的土地利用规划，加强生态修复和保护，促进区域碳储量的增长。

关键词： FLUS-InVEST模型土地利用多情景模拟碳储量

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低成本手持式稠密点云采集系统

测绘通报 2024年第S1期 106-111页

作者：曾亮叶勤张绍明同济大学自然资源部城市国土资源监测与仿真重点实验室

针对现有室内外场景无法使用低成本便携式LiDAR很好地采集高稠密度点云数据的问题，本文研究设计了一种对低成本LiDAR和IMU传感器在硬件层面进行组合的低成本手持式稠密点云采集系统。采用简化残差计算量后的Faster-LIO当作里程计，通... 详细信息

针对现有室内外场景无法使用低成本便携式LiDAR很好地采集高稠密度点云数据的问题，本文研究设计了一种对低成本LiDAR和IMU传感器在硬件层面进行组合的低成本手持式稠密点云采集系统。采用简化残差计算量后的Faster-LIO当作里程计，通过传感器紧耦合的方式，将LiDAR和IMU之间的外参矩阵作为优化量，在采集的过程中进行实时优化以获得准确的相对位姿，从而得到满足精度要求的稠密点云。本文方法与经典的基于LOAM特征的LiDAR里程计及RTK里程计进行对比，试验结果表明，本文方法是有效的，手持式旋转激光雷达扩增了LiDAR的视野，而且对采用的里程计算法进行了改进，在减少算力要求降低成本的同时，大幅度降低了LiDAR和IMU等设备安装时无法避免的相互扰动问题，能较好地完成对场景稠密点云的采集及初步重建。

关键词：高稠密度低成本旋转LiDAR 点云地图抗扰动

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农业水土资源耦合研究进展与展望

中国农业资源与区划 2024年第3期45卷 97-107页

作者：闫文智赵翔宇王凯歌徐艳郑慧慧桑之婷中国农业大学土地科学与技术学院北京100193 自然资源部农用地质量与监控重点实验室北京100193

[目的]寻找农业水土资源耦合研究热点、梳理研究发展历程、统筹和归纳研究体系,明晰未来研究发展方向和突破点,助力农业水土资源可持续利用。[方法]文章通过定性与定量研究相结合,借助CiteSpace软件对1992—2022年农业水土资源耦合研究... 详细信息

[目的]寻找农业水土资源耦合研究热点、梳理研究发展历程、统筹和归纳研究体系,明晰未来研究发展方向和突破点,助力农业水土资源可持续利用。[方法]文章通过定性与定量研究相结合,借助CiteSpace软件对1992—2022年农业水土资源耦合研究热点、发展历程进行初步分析,之后借助文献归纳法进一步综述研究体系。[结果]研究聚焦于农业水土资源利用效率及效用,总体上经历了从土壤理化性质到水土资源优化配置、从小尺度作物种植到大尺度流域治理的发展历程,研究体系由3个研究基本面和6个研究基本点构成,研究基本面分别为水土资源匹配格局、水土资源利用过程、水土资源状态响应,即“格局—过程—响应”的农业水土资源耦合研究体系。[结论]水土资源匹配格局方面需进一步明晰水土资源空间分异特征并加强二者物理交互过程和时空变异规律的研究,建议未来聚焦于识别水土资源配置差别并建立实践性的匹配等别标准;水土资源利用过程方面土地利用变化后水文过程响应研究尚待补充,建议未来可深入探索土地利用与水文过程的二元互馈机理;水土资源状态响应方面气候变化下需注意从气象指标入手探究农业生产中水土资源的关系,建议未来加强气候变化背景下低效利用问题的动态监测及预测模拟。

关键词：农业水土资源耦合格局—过程—响应进展展望

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以用户地理位置为中心的兴趣点标签云

地球信息科学学报 2024年第1期26卷 85-98页

作者：成晓强刘仲宇吴华意唐岭军自然资源部城市国土资源监测与仿真重点实验室深圳518034 湖北大学资源环境学院武汉430062 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430072

以基于位置的服务(Location-Based Service,LBS)为研究场景,针对常规地图表达兴趣点的局限,结合标签云的表达优势,设计了一种以用户地理位置为中心、面向兴趣点可视化的“LBS标签云”,并初步实现了一种基于标签径向移位的布局方法。LBS... 详细信息

以基于位置的服务(Location-Based Service,LBS)为研究场景,针对常规地图表达兴趣点的局限,结合标签云的表达优势,设计了一种以用户地理位置为中心、面向兴趣点可视化的“LBS标签云”,并初步实现了一种基于标签径向移位的布局方法。LBS标签云的主要创新是将一个布局中心点引入常规标签云,并根据标签与中心点的空间关系来确定标签的摆放位置。本文设计的布局方法如下:首先,将LBS用户的地理位置作为布局中心点;然后,基于兴趣点名称生成文字标签,并根据兴趣点属性确定标签的字号、字色及其他视觉变量;最后,在极坐标下根据标签与中心点的关系计算标签的初始摆放位置及布局优先级,并按优先级将标签从初始摆放位置依次向外径向移位至与其他标签无压盖的位置。在标签移位过程中,着重考虑角度相邻关系以确保标签距离远近的顺序关系,利用四叉树剖分字形轮廓提高了标签碰撞检测的效率。实验以景点类兴趣点为例,探讨了LBS标签云在3个场景下的可用性及可扩展性。结果表明,相比常规地图,LBS标签云不仅可以展示更多的兴趣点,而且可以有效突出用户关注的信息,如兴趣点的热度、评分及通行时间等。虽然LBS标签云包含一定的距离变形,但多种视觉变量的协同有效缓解了距离变形导致的认知误差。综上,LBS标签云可完整、直观地表达兴趣点的空间分布、多维属性及其与用户位置的关系,是一种新型的、适宜用户高效认知周边环境的可视化形式。

关键词：基于位置的服务兴趣点标签云标签地图中心型地图径向移位可视化地理信息可视化

人地关系视角下北京市“三生”空间转型及其碳储量效应

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中国环境科学 2024年第5期44卷 2786-2798页

作者：帕茹克·吾斯曼江艾东冀正欣段文凯王楠郝晋珉中国农业大学土地科学与技术学院北京100193 自然资源部农用地质量与监测重点实验室北京100193 中国农业大学图书馆北京100193 自然资源部国土整治中心北京100035

“三生”空间转型的碳储量效应及其空间分异特征是指导区域国土空间开发与生态环境保护的重要依据.基于人地关系理论,运用动态度模型、变化轨迹方法探析了北京市“三生”空间分布格局和转型特征,借助InVEST模型和生态环境质量贡献率揭... 详细信息

“三生”空间转型的碳储量效应及其空间分异特征是指导区域国土空间开发与生态环境保护的重要依据.基于人地关系理论,运用动态度模型、变化轨迹方法探析了北京市“三生”空间分布格局和转型特征,借助InVEST模型和生态环境质量贡献率揭示了北京市1980~2020碳储量时空分异特征和“三生”空间转型对碳储量的影响.结果表明:(1)在人类文明发展阶段,人为诱导和自然转化两种转型方式呈现相互演替趋势;(2)1980~2020年北京市“三生”空间结构主要以生态空间为主,农业生产空间呈持续减少趋势,城镇生活空间则主要分布在主城六区;(3)40年间“三生”空间转型剧烈,人为诱导引起的转型变化占所有转型变化面积92.68%;(4)1980~2020年北京市碳储量高值区域分布在生态涵养区,农业生产空间和草地生态空间转向林地生态空间是碳储量增加的主要原因,相反,城镇和农村生活空间对生态空间的侵占是碳储量减少的主要原因.

关键词： “三生”空间转型碳储量变化轨迹北京市

基于InVEST与CA-Markov模型的昆明市碳储量时空演变与预测

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环境科学 2024年第1期45卷 287-299页

作者：帕茹克·吾斯曼江艾东方一舒张益宾李牧郝晋珉中国农业大学土地科学与技术学院北京100193 自然资源部农用地质量与监控重点实验室北京100193 清华大学建筑学院北京100083 天津商业大学公共管理学院天津300133

土地利用/覆被变化是引起陆地生态系统碳储量变化的重要驱动因素,影响整个生态系统的碳循环过程.以昆明市为研究案例,在修正碳密度系数的基础上,通过耦合InVEST模型碳储存模块和CA-Markov模型,分析2000~2020年及“三线”约束下未来不同... 详细信息

土地利用/覆被变化是引起陆地生态系统碳储量变化的重要驱动因素,影响整个生态系统的碳循环过程.以昆明市为研究案例,在修正碳密度系数的基础上,通过耦合InVEST模型碳储存模块和CA-Markov模型,分析2000~2020年及“三线”约束下未来不同土地利用情景陆地生态系统碳储量变化的时空差异特征.结果表明:①昆明市土地利用类型主要以耕地、林地和草地为主,土地利用转移也发生在三者之间.②2000~2020年,昆明市碳储量整体表现为南低北高的空间分布特征,碳储量逐年下降,累计损失5.27×10^(6) t,林地和草地退化是碳储量减少的主要原因.③2020~2030年,4种情景碳储量均有所减少,其中惯性发展情景碳储量下降最明显,主要是建设用地快速扩张引起;耕地保护情景相比惯性发展情景有效减缓了碳储量减少幅度;生态保护情景则能够增强研究区固碳能力,碳储量达到262.49×10^(6) t,但不能有效控制耕地面积的减少;防止城市扩张情景有效抑制了建设用地无序扩张,间接防止了碳储量进一步减少.因此,研究区可统筹考虑耕地保护情景、生态保护情景和防止城市扩张情景,既能增加研究区碳汇空间,又能保障粮食和生态安全.

关键词：土地利用变化碳储量 InVEST模型 CA-Markov模型昆明市

基于多模态生态治理数据构建生态管理知识图谱技术

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生态学报 2024年第9期44卷 3924-3933页

作者：郑晓云董仁才练岸鑫蔡粤王泽瑞自然资源部城市国土资源监测与仿真重点实验室深圳518034 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085

我国新时代十年是生态环境保护认识最深、力度最大、举措最实、推进最快、成效最显著的十年。生态环境治理取得成效的同时,管理措施也逐步成熟和规范化,相关生态管理知识成果的文本、视频、照片等多模态数据也日益丰厚。采用先进的知识... 详细信息

我国新时代十年是生态环境保护认识最深、力度最大、举措最实、推进最快、成效最显著的十年。生态环境治理取得成效的同时,管理措施也逐步成熟和规范化,相关生态管理知识成果的文本、视频、照片等多模态数据也日益丰厚。采用先进的知识图谱理念创新我国生态环境保护工作,对未来助力打赢污染防治攻坚战,构建现代环境治理体系具有重要意义。聚焦我国美丽中国和生态文明建设工程领域,将典型污染防治攻坚战、生态恢复工程多模态素材作为数据源,通过数据整合、知识抽取、知识融合后形成标准知识表述,构建生态管理知识图谱体系。具体包括(1)定量分析深圳市“散乱污”企业整治成功案例数据,抽取管理主体、管理对象等实体,挖掘其空间特征、污染特征、治理效果关系;(2)关联分析企业驻点、污染物热点和城市空间相互关系;(3)通过我国典型生态环境损害赔偿案件中的“实施行为-破坏对象-损害功能”特定关系分析,抽取“生态治理行为——受影响环境要素——生态服务提升程度”生态环境管理知识图谱;(4)最终形成了整合“散乱污”治理、生态环境治理行为的综合性生态管理知识图谱,构建了包含12类本体、82个实体,4类、201条关系的图数据库。研究表明,通过污染防治攻坚战成功案例、生态恢复工程成效的多模态数据构建我国生态管理知识图谱,能够形成贴近现实需求的知识体系,有助于依法治污、科学治污和精准治污全过程;也有助于生态环境损害鉴定评估工作中的“多因一果”和“一因多果”分析。建议未来加大生态管理知识图谱的应用,精准识别管理对象、实现科学分析与智能决策,促进公众参与生态管理和加快生态产品价值实现。

关键词：生态文明建设知识图谱数据挖掘科学治污生态管理

基于多源遥感数据时序分析的国家级森林公园生态系统健康评价

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湖南师范大学自然科学学报 2024年

作者：刘明亮梁军沈彦湖南省国土资源规划院国土资源评价与利用湖南省重点实验室自然资源部南方丘陵区自然资源监测监管重点实验室

国家级森林公园具有丰富的自然资源与重要的生态功能,是生态安全屏障和生态文化遗产的重要载体。定量评价国家级森林公园生态系统健康,有助于促进生态文明建设和可持续发展。以湖南雪峰山国家森林公园为例,利用长时间序列的遥感影像数据... 详细信息

国家级森林公园具有丰富的自然资源与重要的生态功能,是生态安全屏障和生态文化遗产的重要载体。定量评价国家级森林公园生态系统健康,有助于促进生态文明建设和可持续发展。以湖南雪峰山国家森林公园为例,利用长时间序列的遥感影像数据,系统分析研究区的生态用地景观格局变化规律,并对其生态系统健康进行评价。结果表明:(1)2011—2022年,研究区的土地利用变化以耕地和建设用地增加,林地、草地和水域减少为主。(2)生态系统结构整体呈增长趋势,表明生态系统的整体结构相对稳定,在空间分布上存在一定的异质性,低值地区的生态系统结构较为单一。(3)生态系统功能整体呈现微弱减少的趋势,而50.91%的地区表现增长趋势,表明研究区的生态系统功能在大多数地区仍有所提高。(4)研究区的生态系统健康整体呈增长趋势,在空间上呈现明显的空间异质性,高值地区主要分布在雪峰山中段的苏宝顶北部和东部区域,低值地区主要集中在雪峰山主中段的高海拔地区。

关键词：生态系统健康评价景观格局长时序分析湖南雪峰山国家森林公园

基于多源遥感数据时序分析的国家级森林公园生态系统健康评价

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湖南师范大学自然科学学报 2024年 55-62页

作者：刘明亮梁军沈彦湖南省国土资源规划院国土资源评价与利用湖南省重点实验室自然资源部南方丘陵区自然资源监测监管重点实验室

关键词：生态系统健康评价景观格局长时序分析湖南雪峰山国家森林公园