基于SWAT模型的细河流域土地利用/覆被变化对径流影响的研究

土地利用/覆被变化对细河流域的水文过程影响显著。为研究不同土地利用/覆被情景对流域水文要素的影响情况,本文构建了适用于细河流域的SWAT分布式水文模型,并拟算出不同情景下的流域多年平均月径流量、多年平均地表径流深度、多年平均蒸发量以及多年平均土壤侧流。模拟结果显示:当流域农林用地增加时,平均月径流量增加了8.40%;当建设用地增加时,平均月径流量减少了4.11%;当旱地及其他未利用地增加时,平均月径流量减少了1.93%。综上所述,细河流域农林用地变化对径流产量的影响相对最大,其增加导致径流量增加;旱地及其他未利用对径流产量的影响相对最小,建设用地和旱地及其他未利用地的增加导致径流量减少。     

基于GIS的乌江流域地表径流模拟研究

基于GIS平台，建立了数字乌江流域。在此基础上，选择5个典型子流域，利用流域1956-2000年的降雨和水文资料及流域2000年土地利用数据，分别计算5个子流域的年均降雨量、年均地表径流量和土地利用百分比；用多元回归分析工具建立流域年均地表径流量与年均降雨量和土地利用百分比之间的关系式，得到不同土地利用方式下的降雨径流模型；通过实测资料对模型进行验证的结果表明，模型模拟精度较高，相对误差在7％以内。     

近40年乌兰乌拉湖变化的遥感分析与水文模型模拟

为了研究可可西里地区的湖泊变化及其与气候变化的响应关系,利用TM/ETM+图像提取乌兰乌拉湖水体面积,利用高度计数据获得湖泊水位,分析湖泊面积和水位的变化;并计算得到2003—2009年湖泊水量变化;然后利用SWAT模型(soil and water assessment tool),对乌兰乌拉湖1970—2012年的径流情况进行模拟,其中土壤分类、土地利用分类和气象数据作为输入数据,利用遥感数据计算湖泊径流量,进行模型率定和验证。结果表明:1970—1990年,乌兰乌拉湖湖泊面积持续缩小,1990年以后湖泊面积持续增大,1990—2010年湖泊面积共增长了129 km2,水位也持续上升;SWAT模型模拟值和真实值的决策系数R2=0.82,模型适用性强,长期模拟结果与遥感监测结果的趋势一致;乌兰乌拉湖流域多年平均年径流量为103.8 mm,高峰出现在7—9月。     

土地利用/覆被特征的碳汇生态价值时空演变研究——以江苏省滨海地区为例

土地覆被/覆被时空演变是陆地生态系统碳储量变化的重要影响因素。以土地利用/覆被变化为驱动,利用InVEST-Carbon模型估算江苏省2000-2015年的碳汇储量,分析了该地区碳汇储量的时空演变规律。研究表明,2000-2015年江苏省滨海地区林地、草地和耕地向城镇建设用地转换显著,显著区主要分布在研究区的北部和中部,草地减少明显,耕地和建设用地增加明显。2000-2015年江苏滨海地区碳汇量减少明显,中部和北部区域碳汇能力减弱显著。基于空间信息技术的碳汇时空演变研究,有效地完成了对陆地生态系统服务功能的评估,为区域生态环境保护、土地规划提供了重要的理论支撑。     

基于SWAT模型的汉江上游流域径流情景预测研究

气候变化和土地利用是影响径流变化的主要驱动因素,为了精确预测未来汉江上游流域径流量变化趋势,基于SWAT模型、天气发生器BCC/RCG-WG以及CA-Markov模型预测了未来2种土地利用变化模式下的径流量变化,土地利用情景的设置建立在CA-Markov模型预测结果的基础之上,结合全国林地保护利用规划目标以及汉江上游林地具体情况。结果显示:未来汉江上游流域径流将呈现明显的上升趋势,林地增加情景下径流量升高率少于自然生态情景,这可能与林地增多导致生态需水量增大有关,因此,对于汉江上游流域的水资源保护不可盲目投入大量人为林地增加,而应遵循植被自然生长规律,延续当前生态保护政策,尽量以减少人为污染、提高全民节约用水思想意识策略为主。     

1975年—2018年白洋淀湿地变化分析

白洋淀湿地生态功能重要、战略地位特殊，研究其时空变化规律具有重要意义。本文基于1975年—2018年间10期Landsat卫星遥感影像，辅以2017年—2018年高分二号（GF-2）卫星遥感影像，在野外考察湿地类型及其覆被特征基础上，人机交互解译获取各期土地利用/覆被分类图，从面积变化、类型转化、景观格局变化方面分析了近43年白洋淀湿地变化时空特征，讨论了影响分析结果的不确定性因素以及湿地变化成因。结果表明：1975年—2018年白洋淀湿地面积总体呈减少趋势，净变化-68.20 km²（-24.83%）。其中，1975年—1990年湿地面积波动性小、基本稳定，1990年—2011年湿地面积持续性减少，2011年—2018年湿地面积呈现增加趋势。湿地与非湿地类型相互转换区域主要分布于淀区南部、西部、北部的水体—水生植物—耕地—建设用地过渡区域。近43年白洋淀湿地景观趋于破碎、复杂和异质。遥感影像选取月份、年份，以及土地利用/覆被分类体系、分类方法，是影响分析结果的主要不确定性因素。气候、水文等自然因素变化，叠加工农业及城镇生活用水、上游水利工程蓄水、地下水开采等人为因素变化，是白洋淀湿地面积减少、趋于干化的成因。     

2012-2015年中缅油气管道重要节点土地利用/覆被时空变化分析

"中缅油气管道"是我国陆上第三大能源通道,该项目的建设将改变其沿线周边的土地利用/覆盖现状,同时对沿线地区的自然环境和社会经济发展产生重要影响。本文选取中缅油气管道沿线的国内11个重要节点和缅甸境内4个重要节点作为研究区,以2012年和2015年2期Landsat7 ETM+和Landsat8 OLI影像数据作为数据源,利用决策树分类算法提取2012年和2015年2期中缅油气管道沿线重要节点的土地利用/覆被信息,分析2012年和2015年2个时期的中缅油气管道沿线15个重要节点土地利用/覆被的时空变化。研究结果表明：①15个节点中,除德宏芒市、保山隆阳区、缅甸若开邦外,其他11个节点的土地覆被变化均在20%左右;②15个节点中,最主要的土地覆被变化为植被和裸土的相互转换,其次为其他土地覆被类型向建筑的转换;③由于中缅油气管道项目的辐射作用,带动当地经济发展,改变当地的经济作物结构,因此造成大量的植被和裸土的相互转换,并造成建筑用地需求增加,出现大量的其他地表覆被类型向建筑的转换。     

时序InSAR监测京雄城际铁路河北段地面沉降

本文以京雄城际铁路河北段固安站至雄安站沿线作为研究区,利用2018—2020年共34景Sentinel-1B影像,基于小基线集雷达干涉测量技术(SBAS-InSAR)获取京雄城际铁路河北段沿线的地面沉降时空分布信息,结合空间自相关分析方法,揭示研究区地面沉降的空间分布格局,并对沉降原因进行初步分析。研究结果表明,京雄城际铁路河北段沿线地面沉降发展由北向南存在一定的差异。北部年均沉降速率小于10 mm/a,南部沉降较为严重,最大年均沉降速率达-105.6 mm/a,且沿线西部年均沉降速率高于东部区域。通过分析影响因素得知,地面沉降量与地下水埋深值存在相关性,地下水埋深高的地区地面沉降量较高。同时结合研究区土地利用变化结果发现,城市化建设所产生的静载荷对京雄城际铁路沿线的地面沉降产生一定的影响。     

基于遥感技术的土地利用／覆被变化研究

遥感技术是研究土地利用/覆被变化状况的重要手段之一,目前该技术已有一套较成熟的研究方法,本文从遥感数据选择、图像预处理方法、土地利用/覆被变化遥感分类、土地利用/覆被变化动态信息提取等方面对土地利用/覆被变化遥感动态监测技术进行了系统的论述,最后指出多信息源、综合的信息处理机制将是土地利用/覆被变化遥感动态监测技术发展的必然方向。     

青川县LUCC遥感动态监测及驱动力分析

四川广元市青川县是国家生态试点县和退耕还林实施县,查明该区土地利用/覆被现状及其时空动态变化信息,为政府有关部门规划决策提供科学依据具有重要意义。应用RS和GIS技术,基于2000年、2005年和2010年3个时相的陆地卫星TM图像,通过图像处理和信息提取,获得了该区3期土地利用/覆被数据。在此基础上,分析了青川县近10 a土地利用/覆被动态变化过程,查明了引起动态变化的主要驱动力因素,最后,对该区2015年和2020年土地利用/覆被的面积比例进行了预测。研究结果表明:青川县2000—2005年间,耕地、水域和未利用地面积减少,林地、草地和建设用地面积增加;2005—2010年间,耕地和草地面积减少,林地、水域、建设用地和未利用地面积增加;两段时期耕地面积持续减少,但减幅减小,林地面积持续增加,增幅减小,建设用地持续增加且增幅增大,水域和未利用地先减后增,草地先增后减。究其原因,认为政策、经济发展和人口增长及自然灾害等因素是研究区土地利用变化的主要影响因子。经过预测,在相关政策不变且没有自然灾害发生的情况下,2015年林地面积占全县总面积的比例将由2010年的58.57%增长为59.01%,到2020年将继续增长为59.44%,耕地面积比例到2020年将减少至29.13%,建设用地面积比例继续增加至0.22%。     

延河流域土地利用变化特征分析

研究土地利用时空变化特征对促进区域生态经济协调发展具有重要意义.以延河流域为例,基于不同时期遥感影像,借助RS、GIS和ENVI软件平台技术,获取了1980-2015年延河流域土地利用变化状况,并进行了土地利用转移分析;在此基础上解译了不同时期的土地利用类型,分析了延河流域土地利用时空变化特征和影响因素.结果表明,1980-2000年流域内土地利用结构整体变化较小,耕地、林地、草地3类土地利用面积相互转化频繁但整体面积趋于稳定,建筑用地面积增加了1.25倍;2000-2015年流域内耕地、林地和草地发生了显著变化,其中耕地面积减少了28％,林地面积增加了40％,草地面积增加了15％,建筑用地面积增加了近两倍,但比例很小,未利用地和水体变化幅度不明显;2000年前后流域内土地利用变化空间特征存在明显不同,2000年之前各土地利用类型变化主要发生在延安市区,2000年之后整个流域地区均有不同土地利用类型的转移;2000-2015年国家"退耕还林、草"生态修复政策、产业经济生产总值不断上升、人口数量稳定增长、城镇化发展迅速等均对流域土地利用结构产生了影响.     

近50a延河流域水文要素变化特征分析

对延河流域1960~2011年的水文要素从年际变化、年代际变化、年内变化以及线性变化趋势4个方面进行分析。结果表明,降水是影响延河流域径流量的主要因素。径流变化除受到降雨量的影响外,还受到其他气象要素及人类活动的影响。     

1987—2017年南京市土地利用/覆被变化及驱动力分析

以1987—2017年之间南京市土地利用/覆被变化(LUCC)为研究对象,以1987、2002和2017年的3期TM遥感影像数据为基础,通过RS/GIS技术方法从定量和定性的角度分析南京市近30年来的LUCC.结果表明:近30年间南京市土地利用/覆被发生了较大的变化,存在不同土地类型之间的相互转换,主要表现在耕地面积大量减少、林地面积增加.研究表明:南京市的土地利用类型变化主要受到政策及区域规划、经济发展和城镇化进程等方面的影响.     

城镇化对降雨-径流关系的影响研究

在前人已有的土地利用/覆盖变化研究的基础上,应用美国农业部水土保持局研制的SCS(Soil Conservation Service)模型,对海河流域1980和2008年正常土壤湿度下的地表径流进行模拟计算,分析了近29年来海河流域城镇化对地表径流的影响,同时也验证了SCS模型应用于较大流域进行地表径流模拟计算的可行性。研究结果表明,海河流域城市扩张基本上都是建立在占用耕地基础上的。因城市扩张导致城市建筑用地大面积增加、耕地大面积减少而引起的流域不透水面积增多是致使流域地表径流深度增加的直接原因。城市地表径流增加与城市扩张变化是有直接关系的:城市扩张速度越快的地区地表径流深度增长也相对较快。同时,植树造林对强降雨条件下地表径流增加具有一定抑制作用。     

机载LiDAR DEM在流域水文分析与模拟中的尺度效应

DEM数据是流域水文分析和模拟的基础，不同DEM分辨率尺度深刻影响着水文分析和水文过程模拟的结果。本文基于机载LiDAR获取的DEM数据，分析了不同分辨率LiDAR DEM在坡度提取、水文指数分析和流域特征参数提取中的差异及产生原因；基于SWAT分布式水文模型模拟研究了不同分辨率DEM数据的水文效应。研究结果表明：随着DEM分辨率的降低，坡度平均值减小，TWI平均值增大，SPI平均值减小，LSF均值先增大后减小，当分辨率为10 m时，LSF取得最大值；SWAT模型模拟结果表明，随分辨率的降低、坡度值的变小，地形湿度指数变大，蒸散发量增加，地表径流深减小，而土壤渗漏量与地下径流量则是先减小后增加，出现极值时DEM分辨率为10 m，与LSF出现极值时一致。     

半城市化的土地利用/覆盖变化分析——以吴江为例

以长江三角洲半城市化(Desakota)典型区——吴江市为研究区,利用研究区1978~2010年六期Landsat MSS/TM序列卫星影像,获取土地利用/覆被变化信息,计算分析吴江市土地利用/覆被变化在不同历史时期的变化量、变化率及空间变化格局。结果表明:1从土地利用结构上看,吴江市土地结构以耕地和水域为主,但城镇建设用地占比逐步增加,农村建设用地相对维持不变。2从变化速率看,2000~2004年城镇建设用地的变化速率最大,达到49.14%。3从空间变化格局来看,呈现一种非集聚性的半城市化发展态势,在沿上海、浙江、苏州、太湖的乡镇发展极为速度。     

天津市静海县土地利用动态变化研究

近年来,随着经济和社会的快速发展,人口膨胀速度加快.人们的土地利用活动越来越频繁,强度也越来越大,造成了许多环境和资源问题.研究土地利用/覆被变化成为全球环境变化研究的热点问题.对协调经济发展、资源环境保护、实现可持续发展具有重要意义.本文利用ENVI5.1和ArcGIS10.2对天津市静海县2000、2005、2010和2015年4期MODIS遥感影像为基础,分析了静海县这15年内的土地利用结构变化,研究结果表明,2000-2015年间,研究区的草地和建设用地增加比例分别为1.61％和74.62％,耕地、林地和水域减少比例分别为17.94％、18.42％和0.77％.     

武汉市土地利用/覆被与景观格局变化特征

武汉市作为武汉城市圈的核心城市,其土地利用/覆被和景观格局变化备受关注。本文基于1991年和2009年Landsat TM影像数据,采用RS、GIS和景观生态学方法,运用土地利用变化模型、土地利用转移矩阵和景观格局分析软件Fragstats3.3,对武汉市近19a的土地利用/覆盖及景观格局变化特征进行了动态研究,结果表明此成果能够为武汉市土地资源的合理开发利用和保护提供参考。     

武汉市地面沉降时空分异特征及地理探测机制

城市地区地面沉降造成地面高程损失,威胁各类设施的安全运行,影响地表径流和水文循环,监测地面沉降现状并揭示其形成机制,对于城市可持续发展具有重要意义。以2007—2011年的ALOS-PALSAR影像和2015—2019年的Radarsat-2影像为数据源,基于小基线集技术（small baseline subset interferometric synthetic aperture radar, SBAS-InSAR）获取武汉市两个监测阶段的地面沉降速率、沉降时间序列,并利用地理探测器揭示规划单元尺度地面沉降的主导驱动因子及驱动因子之间的交互作用机制。结果表明:(1)2007—2011?年和2015—2019年地面沉降平均速率分别为-3.53 mm/a和-1.48 mm/a。地面沉降较为显著的区域:2007—2011年,是汉口、沙湖沿岸及以北、南湖以西和白沙洲地区;2015—2019年,是汉口、沙湖北和白沙洲地区。(2)?局部性、阶段性、与自然条件及人类活动相关是两个时期武汉市地面沉降演变的3个特点。(3)水文地质条件作为必要条件,通过与地面荷载、地下空间开发、工程施工因素交互作用形成武汉市地面沉降时空格局,2007?—2011年的工程施工因素、2015—2019年的地面荷载因素与水文地质条件交互作用明显较强。     

上海市土地利用时空变化及驱动力分析

土地利用/土地覆被变化(LUCC)是全球变化研究的重要组成部分,是人类活动对自然环境施加影响的显著表现形式。本文基于不同时期的遥感数据,获取不同时段的土地覆盖信息,通过空间信息分析,对上海市15a(1985～2000年)土地利用变化进行分析,揭示了土地利用变化的定量时空特征,分析了土地利用数量变化特征。在综合分析的基础上,探讨了上海市土地利用变化的驱动机制。