• <tr id="yyy80"></tr>
  • <sup id="yyy80"></sup>
  • <tfoot id="yyy80"><noscript id="yyy80"></noscript></tfoot>
  • 99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

    不同矢量—柵格轉(zhuǎn)換尺度下黃泛平原風(fēng)沙區(qū)縣域土地利用面積損失特征

    2024-02-02 09:06:05袁利王暉張芷溫高睿瑜張榮華明成霞
    中國水土保持 2024年1期
    關(guān)鍵詞:動態(tài)監(jiān)測水土流失矢量

    袁利 王暉 張芷溫 高睿瑜 張榮華 明成霞

    [關(guān)鍵詞] 土地利用;矢量—柵格轉(zhuǎn)換;面積損失;水土流失;動態(tài)監(jiān)測;蘭考縣黃泛平原風(fēng)沙區(qū)

    [摘 要] 土地利用是區(qū)域水土流失動態(tài)監(jiān)測重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),是進(jìn)行土壤侵蝕模數(shù)計算、水土保持功能評價和深度分析的前提,以矢量格式為主。為進(jìn)一步分析土地利用空間分布特征及其與其他水土流失影響因子的關(guān)系,需將矢量格式轉(zhuǎn)換成柵格格式。以黃泛平原風(fēng)沙區(qū)河南省蘭考縣為例,基于ArcGIS 10.2平臺,分析2種轉(zhuǎn)換原則、5種柵格尺度下不同土地利用類型的轉(zhuǎn)換特征及差異,探索縣域土地利用柵格化最優(yōu)原則和尺度。結(jié)果表明:綜合考慮土地利用類型等因素,黃泛平原風(fēng)沙區(qū)縣域尺度土地利用矢量數(shù)據(jù)柵格化時,宜選擇RCC原則、10 m尺度。

    [中圖分類號] S157? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? DOI:10.3969/j.issn.1000-0941.2024.01.015

    隨著《全國水土流失動態(tài)監(jiān)測實施方案(2023—2027年)》的印發(fā)實施,水土流失動態(tài)監(jiān)測內(nèi)容由水土流失狀況監(jiān)測擴展到水土保持功能評價和深度分析,而土地利用是水土流失動態(tài)監(jiān)測重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),迫切需要進(jìn)一步提高土地利用和水土流失空間疊加分析的效率。水土流失動態(tài)監(jiān)測中土地利用數(shù)據(jù)以矢量格式為主,為進(jìn)一步分析其空間分布特征及與其他水土流失影響因子的關(guān)系,需將矢量格式轉(zhuǎn)換成柵格格式[1]。進(jìn)行矢量—柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時,需明確柵格單元的大小,確定合適的柵格化方法,從而盡量保持地表的真實性及信息容量的最大化。不同柵格化方法的原理、過程存在差異,導(dǎo)致矢量—柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的結(jié)果存在損失面積和精度損失差異。目前,已有的矢量—柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換研究多針對山地丘陵區(qū),尺度涵蓋各級行政區(qū)域,涉及各類型數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)換方法與尺度[2-3],但關(guān)于平原地區(qū)矢量—柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的損失面積、精度損失的相關(guān)研究較少。筆者以黃泛平原風(fēng)沙區(qū)河南省蘭考縣為研究區(qū)域,基于常用的兩種矢量—柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換原則,將區(qū)域土地利用矢量數(shù)據(jù)分別按2、5、10、30、90 m 5種尺度進(jìn)行柵格轉(zhuǎn)換分析對比后,獲取不同矢量—柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換原則下不同土地利用類型的損失特征。研究成果可確定黃泛平原風(fēng)沙區(qū)縣域土地利用數(shù)據(jù)柵格化的適宜尺度和轉(zhuǎn)換原則,為黃泛平原風(fēng)沙區(qū)水土保持功能評價和深度分析提供參考和科學(xué)依據(jù),有效支撐水土保持高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)保護(hù)修復(fù)。

    1 材料與方法

    1.1 研究區(qū)概況

    蘭考縣位于豫東平原西北部,地理位置為114°41′~115°15′E、34°44′~35°01′N,土地總面積1 116 km2,是我國重要的糧棉油產(chǎn)區(qū)。研究區(qū)屬暖溫帶季風(fēng)性氣候區(qū),多風(fēng)季節(jié)與干旱季節(jié)基本同步,為區(qū)域風(fēng)蝕發(fā)生、發(fā)展提供了條件;年均降水量678.2 mm,主要集中在7—8月;多東北風(fēng)和西南風(fēng),冬春季平均風(fēng)速4.0~5.0 m/s,最大風(fēng)速可達(dá)28.4 m/s,起沙風(fēng)日數(shù)年平均43.9 d,主要集中在冬春季節(jié)。主要土壤類型為潮土和風(fēng)沙土,質(zhì)地多為砂壤土。植被以落葉闊葉林為主,有楊樹、泡桐等。歷史上黃河曾多次泛濫、決口和改道,區(qū)域內(nèi)河道呈S形,引黃總灌渠橫貫全縣。耕作制度為一年兩熟、一年一熟,主要農(nóng)作物為小麥、玉米等,冬春季部分耕地閑置。

    1.2 研究方法

    本研究采用的主要數(shù)據(jù)來源為2017年GF-1、GF-2和ZY-3衛(wèi)星遙感影像,分辨率2 m。借助ArcGIS 10.2進(jìn)行人機交互解譯,經(jīng)過建立解譯標(biāo)志、野外調(diào)查復(fù)核驗證,完成土地利用矢量數(shù)據(jù)解譯。依據(jù)《區(qū)域水土流失動態(tài)監(jiān)測技術(shù)規(guī)定(試行)》,蘭考縣土地利用類型共分為7個一級類和14個二級類(見表1)。由表1可以看出,蘭考縣土地利用類型豐富,以耕地為主,其次為建設(shè)用地、林地,水域及水利設(shè)施用地、交通運輸用地、園地和草地占比較小。

    常用的矢量—柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換原則包括中心屬性值(Rule of Cell Center,RCC,由像元中心重疊的面要素決定)和最大面積值(Rule of Maximum Area,RMA,由像元中具有最大面積的單個要素決定)兩種。本研究依據(jù)RCC、RMA原則,借助ArcGIS 10.2,結(jié)合土壤侵蝕模型計算要求的柵格尺度、各類型數(shù)據(jù)精度,將土地利用矢量數(shù)據(jù)分別轉(zhuǎn)換為尺度為2、5、10、30、90 m的柵格數(shù)據(jù),并統(tǒng)計RCC、RMA原則下5種柵格尺度的各土地利用類型面積。

    以矢量數(shù)據(jù)中的面積為基準(zhǔn),對比、分析不同矢量—柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換原則和柵格尺度下各土地利用類型的損失面積及精度損失特征。

    損失面積計算公式為

    E=Ag-Ab(1)

    式中:Ag為柵格化后的面積,單位hm2;Ab為矢量數(shù)據(jù)的面積,單位hm2;E為損失面積,單位hm2。

    精度損失計算公式為

    L=E/Ab×100%(2)

    式中:L為精度損失,單位%,小于0表示柵格化后面積減少,大于0表示柵格化后面積增加。

    2 結(jié)果與分析

    2.1 土地利用總面積損失分析

    表2為蘭考縣RMA和RCC原則下不同柵格尺度的土地利用損失面積及精度損失統(tǒng)計。隨著柵格尺度的變大,蘭考縣土地利用的損失面積、精度損失同樣變大,但是RCC、RMA原則下的變化趨勢存在差異。

    RMA原則下,損失面積、精度損失隨柵格尺度增大而減小,證明其表示的土地利用面積收縮且逐漸減?。欢鳵CC原則下,收縮擴張趨勢較為隨機。當(dāng)柵格尺度為2、5及10 m時,采用RMA和RCC原則進(jìn)行矢量—柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時,面積均未出現(xiàn)明顯損失;但是在30 m和90 m柵格尺度下,損失面積與精度損失變化幅度明顯增大,且RMA、RCC兩種原則下的柵格化結(jié)果差異較明顯。

    2.2 不同土地利用類型損失分析

    2.2.1 耕地

    表3為不同耕地RMA和RCC兩種原則下?lián)p失面積及精度損失。隨著柵格尺度的增大,RMA原則下耕地?fù)p失面積的絕對值基本呈增加趨勢,尤以柵格尺度大于等于10 m時增加明顯。其中:水澆地面積損失明顯,柵格尺度小于10 m時損失面積為負(fù)值,柵格面積小于矢量面積,大于等于10 m時損失面積為正值,即柵格面積大于矢量面積,30 m時面積增加1 615.45 hm2,90 m時面積增加3 396.55 hm2;水田面積損失較小,柵格面積均大于矢量面積,柵格尺度小于10 m時僅損失0.02 hm2,大于等于10 m時損失面積增加明顯,30 m時面積增加9.31 hm2,90 m時面積增加量略有減少,基本與30 m柵格尺度持平,為8.59 hm2。導(dǎo)致上述變化的主要原因是蘭考縣水澆地及水田的分布均較為集中。伴隨柵格尺度增大,水澆地、水田在柵格單元內(nèi)占比增大,使面積呈明顯增大趨勢。

    RCC原則下,耕地面積在實際值上下波動,其中水田在30 m柵格尺度面積增加1.48 hm2,水澆地面積稍有減少,精度損失為-0.023%。柵格尺度增大時,占據(jù)柵格單元中心的隨機性較大,導(dǎo)致耕地面積在實際值上下波動。

    2.2.2 園地

    表4為園地RMA和RCC兩種原則下?lián)p失面積及精度損失。除2 m柵格尺度外,在其余尺度下,隨著柵格尺度的增大,RMA原則下園地柵格面積均大于矢量數(shù)據(jù)的面積。從5 m開始,園地柵格面積增大,精度損失為正值且逐漸增大;柵格尺度為30 m時,園地面積增加38.23 hm2;90 m時,面積增加95.74 hm2。蘭考縣園地分布集中,且具有一定規(guī)模,矢量—柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中占據(jù)單元內(nèi)面積比例較大,園地面積隨柵格尺度增大而增加。

    RCC原則下,園地?fù)p失面積、精度損失在0 hm2附近波動。柵格尺度為30 m時,面積減少4.61 hm2;柵格尺度為90 m時,面積增加15.55 hm2。在以不同尺度進(jìn)行柵格轉(zhuǎn)換時,占據(jù)柵格單元中心的隨機性大,園地面積在實際值上下波動。

    2.2.3 林地

    表5為不同林地RMA和RCC兩種原則下?lián)p失面積及精度損失。RMA原則下,有林地面積在柵格尺度為30 m時大于矢量面積,而在其余4種柵格尺度下,面積均小于矢量面積,且柵格尺度為90 m時損失面積最大,減少607.84 hm2。其他林地在柵格尺度5 m和10 m時小于矢量面積,在其余尺度下大于矢量面積,原因是其他林地分布較集中,而有林地主要在河道、道路、村莊周圍呈線狀分布。當(dāng)選擇較大尺度進(jìn)行矢量—柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時,有林地周圍的地塊更易在柵格單元中占據(jù)主導(dǎo)地位,導(dǎo)致了有林地的面積損失。

    RCC原則下,林地?fù)p失面積隨柵格尺度增大在0 hm2上下浮動,當(dāng)柵格尺度為90 m時,其他林地面積增加10.52 hm2,有林地面積減少18.97 hm2,但變幅均較小,精度損失絕對值均不超過0.50%。因林地分布分散且面積較少,柵格化過程中占據(jù)單元中心的隨機性較大,故損失面積在0 hm2上下波動。

    2.2.4 草地

    表6為不同草地RMA和RCC兩種原則下?lián)p失面積及精度損失。RMA原則下,人工牧草地面積在5 m柵格尺度較矢量面積減少,在其余尺度下隨柵格尺度變大均呈增大趨勢;當(dāng)柵格尺度為30 m時,較矢量面積增加2.28 hm2;尺度為90 m時,增幅略減小。其他草地在5 m和30 m柵格尺度較矢量面積增加,在其余尺度下較矢量面積減少,在90 m時較矢量面積減少29.35 hm2。上述變化的主要原因是人工牧草地分布集中且有一定規(guī)模,在矢量—柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時,占據(jù)單元大部分面積;而其他草地分布較分散、形狀不規(guī)則,故轉(zhuǎn)為90 m柵格時面積損失明顯。

    RCC原則下,損失面積在0? hm2上下波動。尺度為30 m時,其他草地柵格面積為173.52 hm2,較矢量面積減少1.63 hm2;當(dāng)尺度大于30 m時,其損失面積和精度損失變化趨于平穩(wěn),90 m時其面積較矢量面積減少1.81 hm2。當(dāng)尺度為90 m時,人工牧草地?fù)p失面積和精度損失絕對值最大,精度損失為-3.607%,面積較矢量面積減少2.94 hm2。主要原因為蘭考縣其他草地分布較分散,當(dāng)尺度不同時,柵格單元中心的概率不確定,使損失面積在0 hm2上下波動。

    2.2.5 建設(shè)用地

    表7為不同建設(shè)用地RMA和RCC兩種原則下?lián)p失面積及精度損失。RMA原則下,隨柵格變大,各建設(shè)用地二級類面積在柵格尺度超過10 m后呈現(xiàn)不同變化趨勢,城鎮(zhèn)建設(shè)用地、農(nóng)村建設(shè)用地面積呈增加趨勢,且前者增幅更明顯;當(dāng)尺度為90 m時,城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積增加289.76 hm2,增幅為4.077%。采礦用地、其他建設(shè)用地面積減少,尺度為30 m時減幅逐漸明顯;90 m時面積減至最小,當(dāng)尺度為90 m時其他建設(shè)用地面積減少量最大,較矢量面積減少30.91 hm2。主要原因是:城鎮(zhèn)建設(shè)用地多聚集分布,農(nóng)村建設(shè)用地面積大、分布廣、斑塊多,矢量—柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后,城鎮(zhèn)建設(shè)用地、農(nóng)村建設(shè)用地在單元內(nèi)占一定優(yōu)勢,面積擴張;相對而言,采礦用地、其他建設(shè)用地面積小且分布零散、斑塊小。

    RCC原則下,各建設(shè)用地二級類面積隨柵格尺度增大,呈不同的變化趨勢,且建設(shè)用地面積總體趨勢為減少。城鎮(zhèn)建設(shè)用地、農(nóng)村建設(shè)用地面積精度損失變化趨勢較為相近。柵格尺度為30 m時,采礦用地面積最小,面積減少3.36 hm2,精度損失1.351%;之后面積呈增加趨勢,尺度為90 m時,較矢量面積增加0.78 hm2。主要原因是:采礦用地分布分散且面積小,矢量—柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后占據(jù)單元中心的概率不確定,故其損失面積在0 hm2上下波動。其他建設(shè)用地在尺度大于等于5 m后面積減小,精度損失絕對值增大;尺度為30 m時,面積損失逐漸明顯;90 m時,面積減少量最大,為4.99 hm2,這主要是因為其他建設(shè)用地分布相對獨立,矢量—柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后單元中心易被周圍大面積其他土地利用類型占據(jù),導(dǎo)致面積減少。

    2.2.6 交通運輸用地

    表8為不同交通運輸用地RMA和RCC兩種原則下?lián)p失面積及精度損失。RMA原則下,柵格尺度超過10 m時,交通運輸用地面積隨柵格變大逐漸減小,其中農(nóng)村道路減少幅度更明顯。當(dāng)柵格尺度為30 m時,趨近于100%損失;90 m時,損失全部面積。原因是:道路多呈線性分布,且北方農(nóng)村道路路寬多為4~6 m,當(dāng)矢量—柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換選擇的尺度超過5 m時,其柵格易被水澆地或農(nóng)村建設(shè)用地柵格覆蓋,導(dǎo)致?lián)p失過多。

    RCC原則下,當(dāng)柵格尺度為10 m時,農(nóng)村道路面積損失0.91 hm2;30 m時,比矢量面積減少0.02 hm2。其他交通用地變幅不大,精度損失絕對值均小于0.30%。原因是:區(qū)域交通道路交錯,矢量—柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時占據(jù)單元中心的概率不確定,精度損失在0上下波動,且幅度較小。

    2.2.7 水域及水利設(shè)施用地

    表9為水域及水利設(shè)施用地RMA和RCC兩種原則下?lián)p失面積及精度損失。RMA原則下,當(dāng)柵格尺度超過10 m時,水域面積逐漸減小,精度損失、損失面積絕對值持續(xù)增大;當(dāng)尺度為90 m時,精度損失30.729%,面積較矢量面積減少1 518.15 hm2。河流、水系多為條帶狀,除主要干渠、河流外,寬度均小于30 m,故以較大尺度進(jìn)行矢量—柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時,河流、水系在柵格單元內(nèi)所占面積易丟失,導(dǎo)致柵格化后面積減小。

    RCC原則下,柵格尺度小于30 m時, 精度損失為負(fù)值;大于等于30 m后,柵格面積增加;當(dāng)尺度為90 m時,精度損失最大(0.652%),柵格面積較矢量面積增加32.19 hm2。蘭考縣內(nèi)除黃河外,支流、干渠多為南北向均勻分布,河道彎曲,矢量—柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時占據(jù)單元中心的概率不確定,導(dǎo)致精度損失在0上下波動。

    3 結(jié)論

    本研究通過對RMA和RCC兩種原則下不同土地利用類型柵格化損失面積和精度損失特征分析,可以看出隨著柵格尺度的增加,大部分土地利用類型損失面積絕對值呈增加趨勢,但RCC原則下,5種柵格尺度下土地利用總面積損失均不超過4.75 hm2,精度損失均不超過4.00%,總體損失小于RMA原則;在同一柵格尺度下,RMA原則條帶狀地類柵格化面積負(fù)向損失明顯,集中分布的塊狀地類柵格化面積正向損失明顯。綜合考慮不同地類在不同矢量—柵格轉(zhuǎn)換原則、不同柵格尺度下的面積損失特征,蘭考縣土地利用柵格化宜選擇RCC原則下轉(zhuǎn)換成10 m柵格,能有效提升水土流失動態(tài)監(jiān)測深度分析的效率,為黃泛平原風(fēng)沙區(qū)水土保持功能評價和深度分析提供參考和科學(xué)依據(jù)。

    [參考文獻(xiàn)]

    [1] 范俊甫,孔維華,馬廷,等.RaPC:一種基于柵格化思想的多邊形裁剪算法及其誤差分析[J].測繪學(xué)報,2015,44(3):338-345.

    [2] 張定祥,汪秀蓮,劉順喜,等.第三次全國國土調(diào)查土地利用矢量數(shù)據(jù)柵格化方法[J].測繪通報,2022(4):138-144.

    [3] 王媛媛.矢量數(shù)據(jù)柵格化過程中的尺度效應(yīng)研究[J].西部大開發(fā)(土地開發(fā)工程研究),2018,3(7):6-12.

    猜你喜歡
    動態(tài)監(jiān)測水土流失矢量
    矢量三角形法的應(yīng)用
    動脈血乳酸動態(tài)監(jiān)測在心臟外科重癥患者圍手術(shù)期的臨床應(yīng)用
    淺談實現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度運行的可行性措施探究
    動態(tài)監(jiān)測C反應(yīng)蛋白評估重癥社區(qū)獲得性肺炎療效和預(yù)后的臨床研究
    淺論黃河流域水土流失的現(xiàn)狀和成因及對策
    水土保持對防治水土流失的關(guān)鍵
    經(jīng)顱多普勒超聲動態(tài)監(jiān)測對多發(fā)性腦梗塞認(rèn)知障礙的應(yīng)用
    吉林省土地整治規(guī)劃效益分析與評價
    北方農(nóng)田土壤有機農(nóng)藥污染現(xiàn)狀及修復(fù)技術(shù)綜述
    科技視界(2016年20期)2016-09-29 12:29:54
    基于矢量最優(yōu)估計的穩(wěn)健測向方法
    龙州县| 长垣县| 安岳县| 资中县| 珲春市| 杭州市| 丰原市| 革吉县| 富阳市| 永福县| 大冶市| 湖州市| 武隆县| 台中市| 武安市| 厦门市| 渝中区| 和政县| 乌兰察布市| 太康县| 兴城市| 沈阳市| 延寿县| 新巴尔虎右旗| 广丰县| 定陶县| 七台河市| 江阴市| 绥棱县| 交城县| 卢龙县| 建宁县| 稷山县| 同仁县| 钦州市| 隆林| 会东县| 分宜县| 邯郸市| 静海县| 万山特区|