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国土资源遥感  2018, Vol. 30 Issue (1): 102-108    DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.01.14
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永定客家土楼世界遗产地土地覆盖与生态变化遥感评价
徐志刚1,2,3(), 郑鸿瑞1,3, 戴晨曦1,3, 高鹏2, 杜培军1,3()
1.南京大学卫星测绘技术与应用国家测绘地理信息局重点实验室,南京 210023
2.龙岩学院资源工程学院,龙岩 364012
3.江苏省地理信息技术重点实验室,南京 210023
Evaluation of land cover and ecological change of Yongding Hakka Tulou World Heritage Protection Area using remote sensing image
Zhigang XU1,2,3(), Hongrui ZHENG1,3, Chenxi DAI1,3, Peng GAO2, Peijun DU1,3()
1. Key Laboratory for Satellite Mapping Technology and Applications of State Administration of Surveying, Mapping, and Geoinformation of China, Nanjing University, Nanjing 210023, China
2. Institute of Resource Engineering,Longyan University, Longyan 364012, China
3. Jiangsu Provincial Key Laboratory of Geographic Information Science and Technology, Nanjing University, Nanjing 210023, China
全文: PDF(1845 KB)   HTML  
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摘要 

以世界文化遗产客家土楼所在地福建省龙岩市永定区及其规划保护区(湖高区)为研究区,选取1988年、1996年、2002年、2009年和2014年5期Landsat 系列卫星影像,应用多分类器集成及新型遥感生态指数(remote sensing based ecological index,RSEI)获取研究区5个时期土地覆盖分类图及RSEI图,采用分类后变化检测方法获得研究区土地覆盖及生态环境变化情况。结果表明: ①1988—2014年26 a间研究区土地覆盖变化明显,林地、灌木/草地、建设用地面积快速增长,耕地、退化地、开垦地面积大幅减少; ②RSEI适合用于土楼遗产地生态环境评价; ③2个研究区的生态质量1988—1996年间均下降,其后均呈逐年上升趋势; ④从土地覆盖与生态环境的关系来看,生态质量变好区域位于坡耕地、原有中高海拔退化地及开垦地转化为林草地区域; 变差区域集中在林草地转化为耕地、退化地和开垦地区域以及城镇周边扩展区域。

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徐志刚
郑鸿瑞
戴晨曦
高鹏
杜培军
关键词 客家土楼世界文化遗产土地覆盖变化遥感生态指数(RSEI)遥感    
Abstract

In this paper, Yongding District, where there are World Heritage Hakka Tulou and its Conservation Plan Area(Hugao region), were taken as the study area. With the purpose of analyzing the land cover and ecological environment changes in the study area from 1988 to 2014, the authors selected five Landsat images acquired in 1988, 1996, 2002, 2009, 2014 respectively to generate the land cover classification maps by using multiple classifier system and the remote sensing based ecological index (RSEI)maps by using RSEI. The change of land cover and ecological environment in the study area was obtained by the method of post classification change detection. Some conclusions have been reached: ① The land cover of the study area significantly changed during the 26 years from 1988 to 2014, and the forest, shrub and grassland and built-up land increased rapidly, while farmland, degraded land and cultivation land decreased considerably; ② RSEI is suitable for the evaluation of the ecological environment of the World Heritage Hakka Tulou; ③ The overall ecological quality of the two study areas improved year by year except for the period of 1988―1996; ④ The relationship between the land cover and the ecological environment revealed that the ecological quality improved in the degraded land at high-altitude,the slope farmland which was converted into the forest land, shrub and grassland, and became worse in the area of forest, shrub and grassland land which degraded into the area of farmland, the degraded land and the reclaimed land as well as the expansion area surrounding the urban district.

Key wordsHakka Tulou    World Cultural Heritage    land cover change    remote sensing based ecological index (RSEI)    remote sensing
收稿日期: 2016-08-15      出版日期: 2018-02-08
:  TP79  
  TP701  
基金资助:福建省高校杰出青年科研人才培育计划、福建省测绘地理信息局科技发展基金资助项目“基于多时相遥感数据的世界遗产地生态环境评价——以福建土楼为例”(编号: 2017JX06)和中国科学院数字地球重点实验室开放基金项目“基于长时间序列遥感数据的典型世界遗产地动态监测与分析”(编号: 2015LDE011)共同资助
作者简介:

第一作者: 徐志刚(1982-),男,博士研究生,副教授,主要研究方向为资源环境遥感。Email:13950875859@163.com

引用本文:   
徐志刚, 郑鸿瑞, 戴晨曦, 高鹏, 杜培军. 永定客家土楼世界遗产地土地覆盖与生态变化遥感评价[J]. 国土资源遥感, 2018, 30(1): 102-108.
Zhigang XU, Hongrui ZHENG, Chenxi DAI, Peng GAO, Peijun DU. Evaluation of land cover and ecological change of Yongding Hakka Tulou World Heritage Protection Area using remote sensing image. Remote Sensing for Land & Resources, 2018, 30(1): 102-108.
链接本文:  
https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/gtzyyg.2018.01.14      或      https://www.gtzyyg.com/CN/Y2018/V30/I1/102
Fig.1  永定区及客家土楼世界文化遗产处Landsat8影像

(Landsat8 B4(R),B3(G),B2(B)真彩色合成影像)

Fig.2  永定区和湖高区土地覆盖分类图
分量 计算式 说明
Wet Wet=i=16Ciρi ρi以波长递增方式依次为TM/ETM+/OLI的可见光、近红外、短波红外波段反射率; Ci的计算方法见文献[14,15,16]
NDVI NDVI=(ρNIR-ρR)/(ρNIR+ρR) ρNIRρR分别为各传感器的近红外及红色波段反射率
NDSI NDSI=(SI+IBI)/2 SI为裸土指数[17],IBI为建筑指数[18]
LST T=K2/ln(K1/L+1);
LST=T/[1+(λT/ρ)lnε]
K1K2为定标参数,其具体计算及取值见文献[19]; λ为反演温度的热红外波段的中心波长; ρ=1.438×10-2 m K; ε为比辐射率,其具体计算及取值见文献[20]
Tab.1  各分量计算式
Fig.3  湖高区各年份土地覆盖类型面积及变化值
年份 Wet NDVI NDSI LST RSEI
全区 湖高区 全区 湖高区 全区 湖高区 全区 湖高区 全区 湖高区
1988年 分量均值 0.636 0.576 0.700 0.730 0.388 0.425 0.594 0.604 0.615 0.577
PC1荷载值 0.563 0.550 0.464 0.492 -0.569 -0.585 -0.380 -0.336
1996年 分量均值 0.627 0.546 0.681 0.650 0.427 0.504 0.484 0.567 0.594 0.507
PC1荷载值 0.512 0.526 0.500 0.495 -0.549 -0.539 -0.432 -0.434
2002年 分量均值 0.630 0.528 0.704 0.626 0.381 0.483 0.499 0.514 0.616 0.507
PC1荷载值 0.562 0.565 0.441 0.435 -0.572 -0.573 -0.403 -0.405
2009年 分量均值 0.650 0.549 0.725 0.741 0.424 0.511 0.575 0.578 0.634 0.566
PC1荷载值 0.529 0.545 0.466 0.444 -0.576 -0.577 -0.413 -0.415
2014年 分量均值 0.715 0.654 0.800 0.787 0.343 0.395 0.522 0.423 0.685 0.660
PC1荷载值 0.522 0.553 0.498 0.474 -0.560 -0.588 -0.408 -0.351
Tab.2  5个年份4个分量及RSEI的均值变化
Fig.4  永定区和湖高区RSEI变化检测图
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