基于遥感与GIS析农村居民点景观特征比较

以河北省阜平县、武邑县，福建省清流县、惠安县作为研究区，利用2000年TM遥感图像，通过解译、判读得到景观结构矢量图，然后利用生态学数量方法分析了研究农村居民点景观特征的差异及空间分布格局。研究表明，研究区农村居民点规模较小，平原地区平均面积不到20hm^2，山区农村居民点平均面积低于10hm^2。农村居民点距离较近，山区农村居民平均距离小于2.5km，平原地区农村居民点距离小于04.hm。农村居点规模小，分布零散，适应于农业经济的发展，为了节约居民点用地，应采取加快城镇及中心村发展的方针，促进农村居民点布置的优化。     

基于GIS的中国农村居民点用地分析

利用90年代初期至末期中国土地利用矢量数据提取农村居民点用地及动态变化数据，将其与自然区划图叠加，分析了各自然区农村居民点用地及其动态变化情况。中国农村居民点用地主要集中在华北平原、鲁中山地丘陵、辽东胶东山地丘陵、淮河与长江中下游及东北平原。这些地区是重要的农业区，城镇发达。农村居民点密集，人口密度高。淮河与长江中下游、华北平原、粤桂闽丘陵平原、华北山地丘陵是农村居民点用地扩展最快的地区，也是农村居民点扩展造成耕地资源流失的主要地区。农村居民点用地扩展造成的耕地流失甚至大于城镇用地扩展造成的耕地流失，并且是在农村人口绝对量逐渐减少的情况下发生的。因此，制定相关政策，加强农村居民点用地管理对于节约土地资源具有重要意义。     

县级尺度农村居民点景观格局时空分异研究——以徐州市睢宁县为例

以TM/ETM＋影像为基础数据源,基于3S技术及景观分析软件Fragstats对1995-2005年徐州市睢宁县的农村居民点景观格局进行动态分析,并使用马尔科夫模型对睢宁县2010年农村居民点景观格局进行预测。结果表明：1995-2010年徐州市睢宁县的农村居民点景观格局呈破碎化趋势,土地利用斑块数增加,斑块平均面积下降,面积加权平均形状指数上升,平均分维度小幅上升,散布与并列指数和香农多样性指数均在下降。随着城镇扩展、农田开发等人类干扰的不断加剧,景观生态环境保护与经济开发之间的矛盾将愈加突出。     

基于POLSAR极化散射特征与光学归一化指数的农村居民点用地提取

准确提取农村居民点用地规模及分布,对合理利用土地资源、改善农村生态环境及促进城市化发展具有重要意义。根据农村居民点用地的POLSAR散射特性及光谱特征,提出一种基于POLSAR极化散射特征与光学归一化差异指数的农村居民点用地提取方法,并结合实验分析了POLSAR极化相关系数在区分农村居民点用地与林地的不适用性。所述方法可有效解决单一数据源在农村居民点用地提取中裸地(光学数据)、林地(POLSAR数据)与农村居民点用地混分的问题,精确提取农村居民点用地(用户精度为91.7%,制图精度为95.2%,总体精度为95.9%)。相比基于POLSAR极化目标分解的H/α/Wishart迭代分类,该方法用户精度提高了34.9%,制图精度提高了14.4%,总体精度提高了16.2%;相比基于归一化植被指数和归一化建筑指数的监督分类,本文的用户精度提高了24.3%。     

基于高分辨率影像的平原地区农村居民点自动化提取方法研究

基于高分一号(GF-1)多光谱数据研究提出了一种平原地区农村居民点自动化提取方法。该方法充分挖掘利用光谱信息,计算特征影像与新的相似性特征空间。据此,使用分类和阈值分割思想提取居民点初选区域,并避免了传统分类方法在快速自动化提取过程中的不足以及阈值分割造成的影像细节信息的丢失。通过研究选取合适的结构元素对居民点初选区域进行有目的、可控的形态学处理,最终达到农村居民点自动化快速提取的目的。实验结果表明:该方法提取精度良好,总体精度达到86.9%,自动化提取速度快,在农村居民点提取、城镇化规划与建设等研究中有较高实际应用价值。
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和田绿洲景观异质性及其特征尺度的遥感研究

结合遥感与GIS技术,首先利用标准空隙度曲线分析了和田绿洲景观及其"之"字形绿洲样带在多个尺度上的空间异质性特征,然后验证了空隙度指数和小波变换在提取绿洲景观特征尺度上的一致性与互补性.研究结果表明:空隙度指数通过对景观空间格局的详细采样,完成景观异质性分析及特征尺度探测,把生态过程与景观格局有机地联系起来;而墨西哥帽小波分析方法则具有将空间格局与不同研究尺度联系起来的特性.上述两种方法的分析结果非常接近,空隙度指数法可以在多个尺度上对景观空间异质性特征进行量测,小波分析则将景观生态格局与不同尺度上的具体空间位置有机地联系起来,两者的结合在绿洲景观研究中可以优势互补,具有很强的灵活性.对和田绿洲景观格局分析表明,小波变换与空隙度指数相结合可以更细致地量化绿洲景观异质性、更有效地描述景观结构的特征尺度.     

高校商业空间的基本形式与景观特征初探

本文以高校商业空间为研究对象,提出了其存在的三种基本形式,探讨了不同形式下高校商业空间的景观特征。     

基于组件GIS技术的空间变化分析模块开发

空间特征的分布变化分析是地学研究中经常会涉及到的内容，但目前常用的GIS软件往往缺少针对性的分析模块。讨论了点、线、面3种空间特征的分布变化分析方法，并介绍了利用组件技术开发空间特征的分布变化分析模块，最后演示了分析模块在污染源的变迁、水系变化及土地利用变化等方面的应用。     

一种基于景观特征的浮点数编码遗传算法研究

遗传算法作为一种适应性搜索技术得到了普遍的应用,但其搜索效率不如启发式搜索.已有研究者将启发式知识用于二进制编码遗传算法,但浮点数编码在函数优化和约束优化领域明显有效于其它编码.本文基于算法运行时的景观特征作为启发式知识,用于浮点数编码遗传算法,力求提高其搜索效率、增强其局部搜索能力、拓展其应用领域.本文的理论研究和实验结果表明,将景观特征用于浮点数编码遗传算法,理论是可靠的,方法是可行的.     

基于遥感数据光谱和空间特征的边缘提取方法

传统的边缘检测算子(Sobel、Robert、Prewitt、Kirsch、Gauss—Laplac等算子)主要是通过图像空域特征微分，建立不同结构的模板完成高分辨率遥感图像的边缘提取。而高分辨率遥感数字图像包括了空间域和光谱域两种信息，借助这两种特征信息提高提取城市边缘的信息精度已经成为当前算法开发的基本思路。本研究采用了“象元替换”的思想设计光谱分解和边缘检测的算子模板步骤，综合了图像的光谱特征和空间特征信息。研究结果表明，这种方法有效地提高了城市遥感数据边缘信息的提取精度，同时还具有方法简便、计算速度快的特点。     

重庆岩溶地区景观格局特征研究

景观格局是地貌格局、土壤格局、水资源格局、植物分布格局及生产力格局等的综合。根据地质、地貌和区域景观特征,可将重庆岩溶区划成三大景观区:渝东北中山区(I)、渝东南中低山区(Ⅱ)、渝中平行岭谷低山丘陵区(Ⅲ)。各景观分区景观格局特征主要表现为:景观多样性指数分别为Ⅰ区1.38、Ⅱ区1.35、Ⅲ区1.77;各景观分区的人工干扰指数分别为Ⅰ区0.33、Ⅱ区0.69和Ⅲ区0.95,人工干扰的程度按照区域代码顺序依次增强;景观均匀度、优势度和丰富度密度分别为Ⅰ区0.49、1.43和0.0005,Ⅱ区0.48、1.46和0.0003,Ⅲ区0.63、1.04、0.0025;景观变化态势按照景观分区代码Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的顺序表现为耕地、居民工矿用地和水域面积比例呈明显递增,而林地、草地呈现明显递减的,园地分布比例为Ⅲ区远大于Ⅰ、Ⅱ区;未利用地比例出现Ⅱ区最小,Ⅲ区最大的现象。     

农村科技信息资源共享体系建设研究与应用

针对农村科技信息资源因不能有效共享出现“孤岛现象”,开展农村科技信息资源共享系统研究,加强基层科技信息资源建设,搭建面向基层和广大农村,提供全方位服务,促进科技资源共享和利用的平台。     

Landscape metric performance in analyzing two decades of deforestation in the Amazon Basin of Rondonia, Brazil

Sixteen landscape metrics were evaluated with respect to the effects of spatial aggregation on six different years of Landsat data for a deforested area in Rondonia, Brazil. Spatial aggregation was performed by two methods. The first method involved varying the window size in texture mean co-occurrence filtering prior to classification. The second method involved aggregating the data post-classification by resampling with a majority filter. The Landscape Shape Index (LSI) and Square Pixel (SqP) metric showed the most predictable behavior of the shape complexity metrics having strong decreases with each increase in aggregation. The Edge Density (ED) and Patch Density (PD) metrics showed the most predictable behavior among the edge and patch metrics, decreasing with increasing aggregation. The Mean Nearest Neighbor (MNN) metric also behaved as expected but its results were less consistent than those of ED and PD. Many of the remaining metrics gave inconsistent and unpredictable results with respect to spatial aggregation.     

城市景观的地域性

本文从城市景观与地域性的概念着手,通过分析两者的相互关系,阐明地域性景观设计的重要性,提出在城市景观设计中体现地域性的具体方法。     

原状取土管法与经典方法测定山地土壤物理性质的比较研究

针对经典环刀法在土层浅薄,土壤紧实和粗骨土的山地土壤物理性质研究中的局限性,利用IN-SITU原状取土管对澜沧江流域典型山地的土壤容重、毛管孔隙度、饱和水、毛管水、田间持水量、初渗系数、稳渗系数等土壤物理性质进行研究,并同经典环刀法的测定值相比较。方差分析结果表明:IN-SITU原状取土管法和经典环刀法在土壤物理性质的对比研究中无显著差异。差异性分析中,7项土壤物理指标测定值间F方差相等检验的相伴概率Sig.均大于显著性水平α=0.05,方差相等时T检验结果的7项土壤物理指标相伴概率均大于显著性水平α=0.10,两法均值差的95%置信区间均跨0,表明IN-SITU原状取土管完全可用于土壤物理性质的研究,尤其在山地土壤的研究中显示出较环刀更为明显的优越性。     

基于像元与对象分类的景观指数差异性分析

景观指数分析是进行遥感监测土地利用及变化空间格局的重要方法之一,而因为遥感分类方法的不同,所计算出的同一景观指数所揭示的土地变化模式可能出现较大差异。以北京市密云县为研究区,对影像分别进行了面向对象分类与基于像元的监督分类,并对两种分类进行景观指数计算,利用配对样本t检验方法对各景观指数进行了差异显著性分析。分析结果显示地类面积比例(PLAND)和最大斑块指数(LPI)在两种分类方法之间差异不显著;边缘密度(ED)略有显著差异性;而斑块数量(NP)、斑块面积平均值(AREA_MN)、聚合度(AI)与周长面积分维数(PAFRAC)在两种分类方法之间差异显著。     

基于地表粗糙度地学意义的地表真实面积计算

地表真实面积很难直接测量和计算,一般利用投影面积代替地表面积。在地形起伏较小的平原地区,地表真实面积和投影面积相差不大,但在地形起伏复杂的山区,两者差异较为明显,为计算地形起伏复杂的横断山区地表面积,选取西藏自治区昌都县作为研究区,推导了地表粗糙度的地学意义,基于地表粗糙度地学意义计算地表真实面积并定量分析了地表真实面积与垂直投影面积之间的差异。实验结果表明:相同土地覆被下,DEM分辨率越高,地表真实面积与垂直面积差异越大;草地、灌木林地、有林地、疏林地和难利用地的地表真实面积与其垂直投影面积差异较大,分别占垂直投影面积的11.275%、13.447%、16.586%、13.644%和17.282%,对于地形起伏复杂的山区而言,地表真实面积与垂直投影面积之间的差异不容忽视;坡度越大,地表真实面积与垂直投影面积之间的差异越明显,当坡度>75°时,差异迅速增大。基于地表粗糙度地学意义可快速获取地表真实面积,若建立典型地区地表粗糙度数据库,可为该地区土地利用变化、森林资源调查和作物面积估产等提供更加科学有效的数据。     

基于无人机激光雷达的森林冠层高度分析

快速准确获取森林结构参数对森林资源调查管理及全球碳汇研究具有重要意义。以祁连山东、中部青海云杉林为研究对象,利用16个无人机激光雷达（LiDAR）点云数据、正射影像数据结合实地样方观测数据,提取样方内青海云杉的单木树高并准确验证树木分割精度;结合实测数据和地形数据,依据统计指标验证提取树高精度并分析原因;基于点云数据提取的各样方树高分析祁连山青海云杉冠层高度在空间上的变化。结果表明：在祁连山山地森林,冠层高度平均值估算精度最高,R²为0.93,RMSE为1.39 m（P<0.05）;地形影响基于点云数据的树高提取,坡度较小的青海云杉树高提取效果更好;从东到西,青海云杉平均树高呈下降趋势;随着海拔高度上升,青海云杉的平均树高先上升后下降,这与祁连山东西水热条件差异和不同海拔树木年龄分布有关。     

东北农田黑土中Cd、Pb、As含量空间分异特征分析

采用点面结合方法,研究了东北区农田黑土中Cd、Pb、As含量的空间分异特征。结果表明,三种元素含量的变异系数为Cd>Pb>As。Cd、Pb的平均含量高于其背景值;其中Cd有45个样品超过了国家二级标准限值。Cd、Pb、As含量由南至北未表现出明显的分布规律。对煤矿区周围农田土壤的调查发现,煤矿是其周围农田土壤的主要污染源。采用最优内插法得到了长春市市郊农田黑土中Cd、Pb、As含量的空间分布图,结果表明人为活动显著改变了局部地区Cd、Pb、As的含量,污染源主要为汽车尾气和固体废弃物的堆积。对三种元素垂直分布进行了分析,剖面土层Cd、Pb、As主要来自于表面污染源,向下迁移作用还不很强烈。