基于GEE的黄河下游地区土地利用变化及其生态效应研究

来源 :山东建筑大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:WOAILANTIAN112358
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
土地利用变化作为地球表层最直观的景观标志,它客观地记录了地表景观的时空变化过程,是合理管控自然资源、监测环境变化的重要途径,已成为全球环境变化相关研究领域的热点问题。土地利用变化不仅与人类的生产活动密切相关,还深刻影响到生态环境的可持续发展,分析土地利用变化及其生态效应有助于优化土地空间格局以及保障生态安全。近年来,黄河下游地区在人口增长、城市扩张等诸多因素的综合作用下,导致该区域土地利用格局发生了较大变化,致使生态环境与人类之间的矛盾加剧,严重威胁着黄河下游地区可持续发展。科学地分析黄河下游地区土地利用变化及其生态效应对于区域土地资源配置综合优化和社会经济可持续发展具有重要意义。本文以黄河下游地区为研究区,基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)云平台,以Landsat遥感影像为数据源,通过投票法将支持向量机、随机森林、梯度提升树三种分类方法的分类结果进行集成分析,并基于该方法获得了研究区2000年-2020年三期土地利用数据;利用遥感生态指数(Remote Sensing Ecological Index,RSEI)定量评价研究区生态环境质量;结合土地利用数据与生态质量评价数据,分析土地利用变化与生态环境质量之间的内在联系,揭示土地利用变化的生态效应。文章主要结论如下:(1)本文借助GEE云平台的数据资源与运算能力,通过编码获取了黄河下游地区土地利用信息与生态环境质量状况。GEE云平台有效解决了大尺度长时间序列遥感数据处理效率低的问题,极大地提高了工作效率。(2)经投票法集成后分类结果的精度高于支持向量机、随机森林、梯度提升树三种分类方法中任一方法,总体精度达到86%以上,Kappa系数也在0.85以上,不同土地利用类型在各期分类结果中也具有较高的制图精度与用户精度,说明本文使用的分类算法分类结果精度可靠。在此基础上,分析研究区土地利用时空变化特征,发现2000年-2020年黄河下游地区主要用地类型为耕地和建设用地,耕地的面积占比超过50%,建设用地的面积占比也始终在20%以上;耕地、林地、草地的面积有所减少,建设用地面积逐步增加,面积增加约2953.06km~2。从土地利用类型转移角度来看,最主要的转移类型为耕地转移为建设用地、草地转移为建设用地。(3)2000年-2020年黄河下游地区RSEI指数均值分别为0.58、0.63、0.60,表明研究区生态环境质量先上升后下降,整体处于改善趋势。黄河下游地区生态环境质量等级主要是以良和中等为主,生态等级变化情况整体以稳定与改善为主,说明研究区生态环境质量基本保持稳定且有所提升。(4)土地利用变化与生态环境质量具有较强关联性。生态环境质量与土地利用格局具有较高的一致性,通过分析不同土地利用类型的RSEI指数,发现耕地、林地、草地区域的RSEI指数均值高于建设用地;通过相关与回归分析法分析了土地利用变化与生态环境质量间的关系,发现生态质量改善区域面积比例与耕地、草地的面积增加量呈极显著正相关关系(R>0,P<0.01),说明耕地、林地、草地面积的增加对于生态质量改善具有积极作用,因此合理规划区域土地利用格局对于改善区域生态环境质量具有重要意义。
其他文献
每日最高气温(Daily maximum air temperature,Tmax)是气候变化、灾害预警以及资源环境分析的关键变量,同时也是全球和区域高温分析的关键参数。因此,准确获取Tmax空间信息对于掌握全球变暖背景下,中国不同气候区高温变化规律,预测极端天气具有十分重要的现实意义。但由于地面气象站分布稀疏,空间插值方法误差较大,难以得到高精度的Tmax空间信息。为了获取空间连续的Tmax数据
学位
作为极为珍贵的内陆水资源之一,湖泊水资源切实影响着我国人民生活的质量水平以及国民经济的快速发展,开展精确的湖泊水质动态监测,对实现内陆湖泊的污染防护和科学的水资源管理有着重要意义。叶绿素a作为内陆湖泊水体的重要水质参数,也是水体中浮游植物生物体的主要组成成分之一,它的浓度是客观反映内陆湖泊水体水质富营养化程度的重要生物学指标,对其浓度进行准确监测,对水产行业发展、水生态系统平衡和人类饮水安全等同样
学位
随着社会经济的快速发展,城市化进程加快,人民生产、生活水平得到提升的同时,热岛效应、环境污染、城市内涝等城市问题愈发凸显。其中,城市内涝较其他灾害而言,发生频率较高、影响范围广泛,给人民生命财产安全构成威胁。城市化过程中,受人类活动影响土地利用类型不断变化,城市下垫面随之改变,由此引发水文循环过程中的区域蒸发、径流入渗、植被截留等过程发生变化,进一步影响城市地表径流及其与地下水循环过程。因此,研究
学位
随着经济的发展,城市居民对公共服务设施数量和种类的需求都在不断提升。城市中居民生活水平的差异也导致不同区域居民对公共服务设施的需求不同。因此,为了合理规划住宅小区配套的公共服务设施,识别出不同区域住宅小区和城市公共服务设施的空间关联至关重要。空间关联本质上是空间事物和现象在空间上的相互依赖和相互作用。现有的空间关联模式挖掘算法研究多是面向两类要素间的空间关联,无法充分反应住宅小区和多种公共服务设施
学位
临沂市蒙阴县属于山区,地貌环境复杂,地质灾害频发,严重危及人民群众生命财产安全。开展区域地质灾害易发性评价能摸清区域地质灾害等级,查明重点地区地质灾害易发性程度,是当下地质灾害防治与应急管理工作的重点。这项举措有助于研究者客观认识区域地质灾害易发程度,并有针对性的投放防灾减灾物资,进而达到保护人民生命财产安全的目的。而易发性评价结果的精度高低,决定着应急物资分配占比,因此采用合适的评价模型非常重要
学位
报纸
北斗导航卫星系统是我国自主研发、独立可控的全球导航卫星位系统,其战略地位的重要性不言而喻。随着北斗三号系统的全面建成,北斗导航卫星系统将更加深入到社会各个领域及各个行业。而随着全球导航定位系统应用的不断深入,各中复杂场景不可避免,北斗系统要在未来导航定位市场占据有利地位,必须要对其复杂环境下的定位性能进行研究。根据北斗的后发优势(首个全星座播发三频信号)以及结合精密单点定位的优点,在对精密单点定位
学位
基于离心泵基本理论,提出一种基于两个工况点的针对离心泵的优化方法,使离心泵在保证设计工况点扬程以及效率不受影响的情况下,优化另一工况点的扬程与效率。利用离心泵的基本原理,理论扬程-流量计算公式和扬程-流量计算公式,针对计算离心泵的两个几何参数:离心泵进口直径D1以及出口处叶片与盖板的夹角λ2,推导得到基于两个工况点的计算式。又采用m91-50型离心泵进行两工况优化设计方法验证,根据推导得到的两项离
期刊
随着我国铁路技术的快速发展,高速铁路以其快速舒适等优点为人们出行带来了极大的便利,同时重载铁路也在快速发展,轴重越来越大,为我国的货物运输提供便利。为保证铁路的高效、安全运营,有必要对铁路钢轨健康状况进行快速、实时、自动的检测。针对目前人工检测等技术效率较低、精度较差以及存在安全隐患等问题,本文基于计算机视觉技术通过对轨面图像的处理,完成对钢轨表面裂纹的检测,可以让钢轨裂纹伤损检测更精确高效,并结
学位
湖泊蓄变量是研究全球气候变化响应和地表水循环的关键要素。但受自然条件限制,传统的实地测量方法难以推广,导致我国部分湖泊的蓄变量资料匮乏。遥感不受自然条件限制,为大范围估算长时间序列湖泊蓄变量提供了一种可行手段。然而目前的遥感估算方法在数据量、质量和估算模型等方面存在不足。针对这些问题,本文基于多源遥感影像和卫星测高数据,从方法架构、数据处理和模型构建等方面系统的研究了湖泊蓄变量的估算方法,并深入分
学位