基于遥感和GIS的县域土地利用变化动态监测研究 ——以河北省沽源县为例

论文摘要

土地利用变化研究是目前全球变化研究的前沿和热点课题,区域土地利用变化动态监测研究也成为土地利用/覆被变化研究的重要组成部分。应用遥感技术进行土地利用动态监测在我国已有近20多年的历史,动态监测目的有两个:一是利用遥感影像监测土地利用的动态变化情况;另一个是利用监测数据对影响土地利用变化过程、变化趋势进行分析。本文以河北省沽源县为例,利用1987年、2002年两期陆地资源卫星Landsat TM影像数据和1999年土地利用现状数据,采用遥感(RS)和地理信息系统(GIS)相结合的技术方法,进行了土地利用变化的动态监测分析研究,通过土地利用转移概率、单一土地利用动态度、单一土地利用动态度双向模型、土地利用/覆被空间变化等模型,得出反映沽源县土地利用/覆被类型变化的趋势,而且能直观地反应出某一土地利用类型处于“涨势”还是“落势”。利用马尔可夫模型预测了沽源县未来80年来该地区土地利用/覆被变化的趋势。在此基础上,针对该地区土地利用中存在的问题提出了相应的对策措施。第一章简单介绍了土地利用/覆被变化(LUCC)和土地利用遥感动态监测理论的一些基本问题及其国内外研究的概况和发展趋势,首先明确了土地利用、土地覆被的变化的涵义及其两者的相互关系。在此基础上,就国内外利用遥感监测的研究动态和应用情况进行了论述,提出当前在土地利用变化中的主要研究模型。第二章介绍了文章的选题背景与意义、研究目标、研究方法与技术路线等。并对研究区概况和本论文的创新点进行了介绍。第三章和第四章讲述了在RS与GIS技术的支持下,运用目视判读方法对沽源县两期遥感影像进行解译,提取该县的土地利用变化的信息,利用这些变化信息,运用多种土地利用变化模型对这些数据进行分析,并运用马尔可夫模型对研究区的土地利用变化趋势进行预测,第五章主要探讨了基于Windows网络环境的B/S体系结构,整合IIS(Internet Information Server)和IWS(Image Web Server),设计与实现了土地利用遥感影像发布系统。通过研究,本文得出的主要结论是:(1)土地利用动态变化的遥感监测应从定期和长期的监测来考虑,而且应尽量选择同一季相的高质量遥感数据源。(2)通过对沽源县1987年和2002年的遥感图象解译分析,耕地面积从21.11%上升到46.26%,林地面积由2.20%上升到6.91%,草地面积则由66.88%下降到39.83%,建设用地和水域面积也有不同程度的增加。由单一土地利用类型动态度模型和综合土地利用动态度模型计算出耕地的单一动态度为5.2%,动态变化的双向指数为12.1%,说明耕地呈现非平衡态势。(3)利用土地利用程度变化模型计算出2002年土地利用程度综合指数为250.18,15年间土地利用程度变化量36.47,说明研究区整体土地利用变化速度较快,土地利用程度总体上处于发展期。(4)土地利用遥感影像发布系可以更直接地监测土地利用变化请情况,该系统与传统矢量数据相比,具有动态、实时、可视化等特点。最后对沽源县土地资源地合理利用提了一些建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 文献综述
• 1.1 土地利用与土地利用变化
• 1.1.1 土地利用与土地覆被
• 1.1.2 “3s”技术与土地利用动态遥感监测
• 1.2 国内外土地利用遥感监测研究动态
• 1.2.1 土地利用遥感监测研究动态
• 1.2.2 遥感在土地利用监测中的应用
• 1.3 土地利用变化的主要研究模型
• 第2章 绪论
• 2.1 研究意义和目的
• 2.1.1 研究意义
• 2.1.2 研究目的
• 2.2 研究方法及技术路线
• 2.2.1 研究内容
• 2.2.2 研究方法
• 2.2.3 技术路线
• 2.3 研究区概况
• 2.3.1 自然地理概况
• 2.3.2 社会经济概况
• 2.3.3 土地资源利用现状
• 第3章 研究区遥感影像处理与分类
• 3.1 基础数据采集与处理
• 3.2 遥感影像的校正
• 3.3 遥感影像的增强处理
• 3.4 土地利用遥感分类标准
• 3.5 分类技术
• 3.6 变化信息提取方法
• 3.7 分类结果后处理
• 3.8 分类精度的检验
• 第4章 土地利用变化分析
• 4.1 土地利用时空序列动态变化分析
• 4.1.1 土地利用结构变化
• 4.1.2 土地利用类型转换
• 4.1.3 土地利用变化速度
• 4.1.4 土地利用程度时空演变分析
• 4.2 土地利用变化趋势预测
• 4.2.1 状态划分及初始状态矩阵的确定
• 4.2.2 状态转移矩阵的确定
• 4.2.3 沽源县未来土地利用变化趋势分析
• 4.3 合理利用土地的建议
• 第5章 土地利用动态变化的影像发布系统构建
• 5.1 系统目标
• 5.1.1 更高的压缩率和压缩方式
• 5.1.2 实现渐进传输
• 5.1.3 码流的随机访问和处理
• 5.1.4 支持多源影像数据和海量数据快速压缩
• 5.2 系统设计
• 5.2.1 系统的体系结构
• 5.2.2 数据库的建立
• 5.2.3 系统集成
• 5.2.4 系统特点
• 5.2.5 系统运行环境
• 5.3 系统实现
• 5.3.1 直接快速访问海量影像
• 5.3.2 土地利用变化影像数据的管理
• 5.3.3 土地利用变化影像数据的处理
• 5.3.4 土地利用变化影像数据的维护
• 第6章 结论与展望
• 6.1 主要研究结论
• 6.2 存在问题与研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 发表的文章、参加课题及学术会议