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買過本商品的人還買了
山地土地利用/覆被遙感監測 版權信息
- ISBN：9787030697318
- 條形碼：9787030697318 ; 978-7-03-069731-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
山地土地利用/覆被遙感監測 內容簡介
本書圍繞山地土地利用/覆被變化及生態環境效應這一主題，全面總結了山地土地利用/覆被變化的研究進展與方法，并結合四川省分析土地覆被變化的時空格局及生態環境效應。緒論綜述了土地利用/覆被變化的學科發展歷程、關鍵科學問題、研究現狀，重點討論了山地土地利用/覆被變化遙感監測面臨的問題。第二章簡要介紹了山地土地利用/覆被變化遙感監測所用的數據源及其預處理方法。山地土地利用/覆被遙感制圖、變化檢測、精度驗證方法在本書第三章進行了全面介紹。第四章以山區城鎮擴張為例，探索了山地土地利用格局時空模擬與預測方法；第五章以四川省為例，從行政區劃、土地覆被類型和流域三個角度闡述了四川省土地覆被的空間格局，進而分析了空間格局與地形、氣候因子之間的關系；第六章以1990-2015年四川省5期土地覆被產品為基礎數據，從土地覆被類型、時期和流域三個維度全面概括了四川省近25年土地覆被變化特征，并以若爾蓋高原為例，定量評估了人類活動與氣候變化對土地利用/覆被變化的貢獻。針對山地土地利用/覆被變化的生態環境效應，本書主要從熱環境效應、生態服務效應、生態脆弱性和生態系統紅色名錄等方面進行了介紹。第七章以成都市為例，分析了成都市城市擴張所帶來的的熱環境效應；第八章以岷江上游地區為例，分析了土地覆被變化帶來的水土保持服務、NPP響應以及生態服務價值變化；第九章以安寧河流域為例，評估了土地利用/覆被變化對脆弱生態區帶來的影響；第十章基于IUCN生態系統紅色名錄評估方法，綜合評價了四川省各生態系統受威脅狀況。本書第十一章對全書進行了總結，并對山地土地資源管理和生態環境保護提出了應對建議。
山地土地利用/覆被遙感監測 目錄
目錄
序
前言
上篇 山地土地利用/覆被遙感監測方法篇
第1章 緒論 3
1.1 土地利用/覆被概念 3
1.2 土地利用/覆被變化研究進展 4
1.2.1 國內外土地利用/覆被遙感制圖研究進展 5
1.2.2 國內外土地利用/覆被變化遙感檢測研究進展 9
1.3 山地土地利用/覆被遙感監測研究的特殊性 11
1.4 本書章節安排 13
參考文獻 14
第2章 山地土地利用/覆被遙感監測數據源及處理技術 19
2.1 山地土地利用/覆被遙感監測常用衛星數據源 19
2.2 典型光學衛星遙感影像山地幾何畸變特征 22
2.3 國產環境減災衛星影像的幾何精糾正與正射校正 24
2.3.1 環境減災衛星影像幾何精糾正與正射校正算法 25
2.3.2 算法實驗與分析 27
2.3.3 系統平臺實現 30
2.4 國產環境減災衛星影像時空融合 34
2.4.1 多時相影像時空融合方法 34
2.4.2 環境減災衛星影像時空融合案例 36
2.5 小結 40
參考文獻 40
第3章 山地土地利用/覆被分類系統 43
3.1 引言 43
3.2 土地利用/覆被分類系統設計常用的指標 44
3.2.1 常用土地利用/覆被數據集特征 44
3.2.2 土地利用/覆被類型細分策略 46
3.2.3 分類系統設計常用細分指標 50
3.3 數據源和分類方法在LCCS設計中的作用 52
3.3.1 數據源在LCCS設計中的作用 52
3.3.2 分類方法在LCCS設計中的作用 53
3.4 常用土地利用/覆被分類系統在山區的重新界定 54
3.5 小結 56
參考文獻 57
第4章 山地土地利用/覆被樣本庫 60
4.1 引言 60
4.2 土地利用/覆被樣本數據獲取方式 60
4.2.1 土地利用/覆被野外調查 61
4.2.2 高分辨率遙感影像目視判讀 62
4.2.3 眾包技術 63
4.3 山地土地利用/覆被樣本野外采集系統 64
4.3.1 采樣原理 65
4.3.2 野外采樣系統介紹 66
4.3.3 野外采樣系統精度測試 68
4.4 土地利用/覆被樣本管理系統 70
4.4.1 土地利用/覆被樣本管理系統設計 70
4.4.2 土地利用/覆被樣本管理系統實現 72
4.5 小結 74
參考文獻 74
第5章 山地土地利用/覆被遙感制圖方法 76
5.1 引言 76
5.2 基于物元模型的山地土地利用/覆被遙感制圖方法 76
5.2.1 基于物元模型的土地利用/覆被制圖原理 76
5.2.2 屬性關聯函數的轉化 78
5.2.3 歸一化綜合權重確定 79
5.2.4 基于FME-AF的若爾蓋高原土地覆被分類應用案例 80
5.3 基于多源多時相遙感數據與知識的山地土地利用/覆被制圖方法 85
5.3.1 方法總述 85
5.3.2 面向對象的遙感影像分割 86
5.3.3 基于決策樹的土地利用/覆被分層分類模型構建 87
5.3.4 基于地學知識的交互式質量控制 89
5.3.5 基于HC-MMK方法的山地土地利用/覆被制圖案例 91
5.4 基于多分類器集成的面向對象迭代分類方法 95
5.4.1 方法總述 95
5.4.2 多分類器集成 97
5.4.3 訓練樣本自適應更新 97
5.4.4 迭代分類及迭代分類結果集成 98
5.4.5 基于OIC-MCE方法的山地土地利用/覆被制圖案例 99
5.5 小結 103
參考文獻 103
第6章 山地土地利用/覆被變化遙感檢測方法 106
6.1 引言 106
6.2 基于多尺度分割和決策樹的山地LUCC遙感檢測方法 106
6.2.1 方法總述 106
6.2.2 面向對象影像分割 107
6.2.3 變化特征集構建 107
6.2.4 基于決策樹算法的山地LUCC檢測模型構建 109
6.2.5 精度評價 109
6.2.6 基于多尺度分割和決策樹的攀西地區LUCC遙感檢測案例 110
6.3 基于雙時相多指標的山地LUCC遙感檢測方法 114
6.3.1 方法總述 114
6.3.2 基于多指標的變化信息決策 115
6.3.3 雙時相LUCC變化信息的融合 117
6.3.4 LUCC變化類型的確定 117
6.3.5 基于LUCC先驗知識的“不合理變化”去除 118
6.3.6 基于雙時相多指標的山地LUCC遙感檢測案例 118
6.4 小結 124
參考文獻 125
第7章 山地土地利用/覆被產品精度評估方法 127
7.1 引言 127
7.2 基于同類產品對比的間接精度評估方法 127
7.2.1 土地利用/覆被產品分類系統歸一化 128
7.2.2 土地利用/覆被產品空間分辨率歸一化 128
7.2.3 土地利用/覆被產品間面積一致性分析 129
7.2.4 土地利用/覆被產品間空間一致性分析 130
7.2.5 土地利用/覆被產品與統計數據的對比分析 130
7.3 基于驗證樣本的直接精度評估方法 131
7.3.1 驗證樣本布設方法 131
7.3.2 驗證樣本采集方法 132
7.3.3 基于驗證樣本的土地利用/覆被產品精度評估指標 132
7.4 西南地區土地利用/覆被數據集精度評價 135
7.4.1 基于同類產品對比的西南地區土地利用/覆被數據集的間接精度評價 135
7.4.2 基于驗證樣本的西南地區土地利用/覆被數據集精度評價 139
7.5 小結 141
參考文獻 142
下篇 山地土地利用/覆被變化分析應用篇
第8章 四川省土地利用/覆被變化 147
8.1 四川省2015年土地利用/覆被現狀 147
8.2 四川省各市/州土地利用/覆被結構特征 150
8.3 四川省土地利用/覆被地形分布特征 154
8.3.1 四川省土地利用/覆被垂直分布特征 154
8.3.2 四川省土地利用/覆被坡度分異特征 156
8.3.3 四川省土地利用/覆被坡向分異特征 158
8.4 四川省1990～2015年土地利用/覆被變化總體特征 159
8.5 四川省1990～2015年不同時期土地利用/覆被變化特征 162
8.5.1 四川省1990～2000年土地利用/覆被變化特征 162
8.5.2 四川省2000～2005年土地利用/覆被變化特征 163
8.5.3 四川省2005～2010年土地利用/覆被變化特征 164
8.5.4 四川省2010～2015年土地利用/覆被變化特征 164
8.6 四川省土地利用/覆被變化驅動力系統分析及對國土空間管理的啟示 165
8.6.1 四川省土地利用/覆被變化驅動力系統 165
8.6.2 對四川省國土空間管理啟示 168
參考文獻 169
第9章 重慶市土地利用/覆被變化 171
9.1 重慶市2015年土地利用/覆被現狀 171
9.2 重慶市土地利用/覆被地形特征分析 173
9.2.1 重慶市土地利用/覆被垂直分布特征 173
9.2.2 重慶市土地利用/覆被坡度分異特征 175
9.2.3 重慶市土地利用/覆被坡向分異特征 176
9.3 重慶市1990～2015年土地利用/覆被變化總體特征 177
9.4 重慶市1990～2015年不同時期土地利用/覆被變化特征 180
9.4.1 重慶市1990～2000年土地利用/覆被變化特征 180
9.4.2 重慶市2000～2005年土地利用/覆被變化特征 181
9.4.3 重慶市2005～2010年土地利用/覆被變化特征 182
9.4.4 重慶市2010～2015年土地利用/覆被變化特征 182
9.5 重慶市土地利用/覆被變化驅動力分析及對國土空間管理的啟示 183
9.5.1 重慶市土地利用/覆被變化驅動力 183
9.5.2 對重慶市國土空間管理啟示 185
參考文獻 186
第10章 貴州省土地利用/覆被變化 188
10.1 貴州省2015年土地利用/覆被現狀 188
10.2 貴州省各市/州土地利用/覆被特征 190
10.3 貴州省土地利用/覆被地形特征分析 193
10.3.1 貴州省土地利用/覆被垂直分布特征 193
10.3.2 貴州省土地利用/覆被坡度分異特征 194
10.3.3 貴州省土地利用/覆被坡向分異特征 196
10.4 貴州省1990～2015年土地利用/覆被變化總體特征 196
10.5 貴州省1990～2015年不同時期土地利用/覆被變化特征 199
10.5.1 貴州省1990～2000年土地利用/覆被變化特征 200
10.5.2 貴州省2000～2005年土地利用/覆被變化特征 201
10.5.3 貴州省2005～2010年土地利用/覆被變化特征 201
10.5.4 貴州省2010～2015年土地利用/覆被變化特征 202
10.6 貴州省土地利用/覆被變化驅動力系統分析及對國土空間管理的啟示 202
10.6.1 貴州省土地利用/覆被變化驅動力系統 202
10.6.2 對貴州省國土空間管理啟示 205
參考文獻 206
第11章 云南省土地利用/覆被變化 208
11.1 云南省2015年土地利用/覆被現狀 208
11.2 云南省各市/州土地利用/覆被結構特征 210
11.3 云南省土地利用/覆被地形特征分析 215
11.3.1 云南省土地利用/覆被垂直分布特征 215
11.3.2 云南省土地利用/覆被坡度分異特征 217
11.3.3 云南省土地利用/覆被坡向分異特征 218
11.4 云南省1990～2015年土地利用/覆被變化總體特征 219
11.5 云南省1990～2015年不同時期土地利用/覆被變化特征 222
11.5.1 云南省1990～2000年土地利用/覆被變化特征 222
11.5.2 云南省2000～2005年土地利用/覆被變化特征 223
11.5.3 云南省2005～2010年土地利用/覆被變化特征 224
11.5.4 云南省2010～2015年土地利用/覆被變化特征 224
11.6 云南省土地利用/覆被變化驅動力系統分析及對國土空間管理的啟示 225
11.6.1 云南省土地利用/覆被變化驅動力系統 225
11.6.2 對云南省國土空間管理啟示 227
參考文獻 229
第12章 西藏自治區土地利用/覆被變化 231
12.1 西藏自治區2015年土地利用/覆被現狀 231
12.2 西藏自治區各市/地區土地利用/覆被結構特征 233
12.3 西藏自治區土地利用/覆被地形分布特征 236
12.3.1 西藏自治區土地利用/覆被垂直分布特征 236
12.3.2 西藏自治區土地利用/覆被坡度分異特征 238
12.3.3 西藏自治區土地利用/覆被坡向分異特征 239
12.
序
前言
上篇 山地土地利用/覆被遙感監測方法篇
第1章 緒論 3
1.1 土地利用/覆被概念 3
1.2 土地利用/覆被變化研究進展 4
1.2.1 國內外土地利用/覆被遙感制圖研究進展 5
1.2.2 國內外土地利用/覆被變化遙感檢測研究進展 9
1.3 山地土地利用/覆被遙感監測研究的特殊性 11
1.4 本書章節安排 13
參考文獻 14
第2章 山地土地利用/覆被遙感監測數據源及處理技術 19
2.1 山地土地利用/覆被遙感監測常用衛星數據源 19
2.2 典型光學衛星遙感影像山地幾何畸變特征 22
2.3 國產環境減災衛星影像的幾何精糾正與正射校正 24
2.3.1 環境減災衛星影像幾何精糾正與正射校正算法 25
2.3.2 算法實驗與分析 27
2.3.3 系統平臺實現 30
2.4 國產環境減災衛星影像時空融合 34
2.4.1 多時相影像時空融合方法 34
2.4.2 環境減災衛星影像時空融合案例 36
2.5 小結 40
參考文獻 40
第3章 山地土地利用/覆被分類系統 43
3.1 引言 43
3.2 土地利用/覆被分類系統設計常用的指標 44
3.2.1 常用土地利用/覆被數據集特征 44
3.2.2 土地利用/覆被類型細分策略 46
3.2.3 分類系統設計常用細分指標 50
3.3 數據源和分類方法在LCCS設計中的作用 52
3.3.1 數據源在LCCS設計中的作用 52
3.3.2 分類方法在LCCS設計中的作用 53
3.4 常用土地利用/覆被分類系統在山區的重新界定 54
3.5 小結 56
參考文獻 57
第4章 山地土地利用/覆被樣本庫 60
4.1 引言 60
4.2 土地利用/覆被樣本數據獲取方式 60
4.2.1 土地利用/覆被野外調查 61
4.2.2 高分辨率遙感影像目視判讀 62
4.2.3 眾包技術 63
4.3 山地土地利用/覆被樣本野外采集系統 64
4.3.1 采樣原理 65
4.3.2 野外采樣系統介紹 66
4.3.3 野外采樣系統精度測試 68
4.4 土地利用/覆被樣本管理系統 70
4.4.1 土地利用/覆被樣本管理系統設計 70
4.4.2 土地利用/覆被樣本管理系統實現 72
4.5 小結 74
參考文獻 74
第5章 山地土地利用/覆被遙感制圖方法 76
5.1 引言 76
5.2 基于物元模型的山地土地利用/覆被遙感制圖方法 76
5.2.1 基于物元模型的土地利用/覆被制圖原理 76
5.2.2 屬性關聯函數的轉化 78
5.2.3 歸一化綜合權重確定 79
5.2.4 基于FME-AF的若爾蓋高原土地覆被分類應用案例 80
5.3 基于多源多時相遙感數據與知識的山地土地利用/覆被制圖方法 85
5.3.1 方法總述 85
5.3.2 面向對象的遙感影像分割 86
5.3.3 基于決策樹的土地利用/覆被分層分類模型構建 87
5.3.4 基于地學知識的交互式質量控制 89
5.3.5 基于HC-MMK方法的山地土地利用/覆被制圖案例 91
5.4 基于多分類器集成的面向對象迭代分類方法 95
5.4.1 方法總述 95
5.4.2 多分類器集成 97
5.4.3 訓練樣本自適應更新 97
5.4.4 迭代分類及迭代分類結果集成 98
5.4.5 基于OIC-MCE方法的山地土地利用/覆被制圖案例 99
5.5 小結 103
參考文獻 103
第6章 山地土地利用/覆被變化遙感檢測方法 106
6.1 引言 106
6.2 基于多尺度分割和決策樹的山地LUCC遙感檢測方法 106
6.2.1 方法總述 106
6.2.2 面向對象影像分割 107
6.2.3 變化特征集構建 107
6.2.4 基于決策樹算法的山地LUCC檢測模型構建 109
6.2.5 精度評價 109
6.2.6 基于多尺度分割和決策樹的攀西地區LUCC遙感檢測案例 110
6.3 基于雙時相多指標的山地LUCC遙感檢測方法 114
6.3.1 方法總述 114
6.3.2 基于多指標的變化信息決策 115
6.3.3 雙時相LUCC變化信息的融合 117
6.3.4 LUCC變化類型的確定 117
6.3.5 基于LUCC先驗知識的“不合理變化”去除 118
6.3.6 基于雙時相多指標的山地LUCC遙感檢測案例 118
6.4 小結 124
參考文獻 125
第7章 山地土地利用/覆被產品精度評估方法 127
7.1 引言 127
7.2 基于同類產品對比的間接精度評估方法 127
7.2.1 土地利用/覆被產品分類系統歸一化 128
7.2.2 土地利用/覆被產品空間分辨率歸一化 128
7.2.3 土地利用/覆被產品間面積一致性分析 129
7.2.4 土地利用/覆被產品間空間一致性分析 130
7.2.5 土地利用/覆被產品與統計數據的對比分析 130
7.3 基于驗證樣本的直接精度評估方法 131
7.3.1 驗證樣本布設方法 131
7.3.2 驗證樣本采集方法 132
7.3.3 基于驗證樣本的土地利用/覆被產品精度評估指標 132
7.4 西南地區土地利用/覆被數據集精度評價 135
7.4.1 基于同類產品對比的西南地區土地利用/覆被數據集的間接精度評價 135
7.4.2 基于驗證樣本的西南地區土地利用/覆被數據集精度評價 139
7.5 小結 141
參考文獻 142
下篇 山地土地利用/覆被變化分析應用篇
第8章 四川省土地利用/覆被變化 147
8.1 四川省2015年土地利用/覆被現狀 147
8.2 四川省各市/州土地利用/覆被結構特征 150
8.3 四川省土地利用/覆被地形分布特征 154
8.3.1 四川省土地利用/覆被垂直分布特征 154
8.3.2 四川省土地利用/覆被坡度分異特征 156
8.3.3 四川省土地利用/覆被坡向分異特征 158
8.4 四川省1990～2015年土地利用/覆被變化總體特征 159
8.5 四川省1990～2015年不同時期土地利用/覆被變化特征 162
8.5.1 四川省1990～2000年土地利用/覆被變化特征 162
8.5.2 四川省2000～2005年土地利用/覆被變化特征 163
8.5.3 四川省2005～2010年土地利用/覆被變化特征 164
8.5.4 四川省2010～2015年土地利用/覆被變化特征 164
8.6 四川省土地利用/覆被變化驅動力系統分析及對國土空間管理的啟示 165
8.6.1 四川省土地利用/覆被變化驅動力系統 165
8.6.2 對四川省國土空間管理啟示 168
參考文獻 169
第9章 重慶市土地利用/覆被變化 171
9.1 重慶市2015年土地利用/覆被現狀 171
9.2 重慶市土地利用/覆被地形特征分析 173
9.2.1 重慶市土地利用/覆被垂直分布特征 173
9.2.2 重慶市土地利用/覆被坡度分異特征 175
9.2.3 重慶市土地利用/覆被坡向分異特征 176
9.3 重慶市1990～2015年土地利用/覆被變化總體特征 177
9.4 重慶市1990～2015年不同時期土地利用/覆被變化特征 180
9.4.1 重慶市1990～2000年土地利用/覆被變化特征 180
9.4.2 重慶市2000～2005年土地利用/覆被變化特征 181
9.4.3 重慶市2005～2010年土地利用/覆被變化特征 182
9.4.4 重慶市2010～2015年土地利用/覆被變化特征 182
9.5 重慶市土地利用/覆被變化驅動力分析及對國土空間管理的啟示 183
9.5.1 重慶市土地利用/覆被變化驅動力 183
9.5.2 對重慶市國土空間管理啟示 185
參考文獻 186
第10章 貴州省土地利用/覆被變化 188
10.1 貴州省2015年土地利用/覆被現狀 188
10.2 貴州省各市/州土地利用/覆被特征 190
10.3 貴州省土地利用/覆被地形特征分析 193
10.3.1 貴州省土地利用/覆被垂直分布特征 193
10.3.2 貴州省土地利用/覆被坡度分異特征 194
10.3.3 貴州省土地利用/覆被坡向分異特征 196
10.4 貴州省1990～2015年土地利用/覆被變化總體特征 196
10.5 貴州省1990～2015年不同時期土地利用/覆被變化特征 199
10.5.1 貴州省1990～2000年土地利用/覆被變化特征 200
10.5.2 貴州省2000～2005年土地利用/覆被變化特征 201
10.5.3 貴州省2005～2010年土地利用/覆被變化特征 201
10.5.4 貴州省2010～2015年土地利用/覆被變化特征 202
10.6 貴州省土地利用/覆被變化驅動力系統分析及對國土空間管理的啟示 202
10.6.1 貴州省土地利用/覆被變化驅動力系統 202
10.6.2 對貴州省國土空間管理啟示 205
參考文獻 206
第11章 云南省土地利用/覆被變化 208
11.1 云南省2015年土地利用/覆被現狀 208
11.2 云南省各市/州土地利用/覆被結構特征 210
11.3 云南省土地利用/覆被地形特征分析 215
11.3.1 云南省土地利用/覆被垂直分布特征 215
11.3.2 云南省土地利用/覆被坡度分異特征 217
11.3.3 云南省土地利用/覆被坡向分異特征 218
11.4 云南省1990～2015年土地利用/覆被變化總體特征 219
11.5 云南省1990～2015年不同時期土地利用/覆被變化特征 222
11.5.1 云南省1990～2000年土地利用/覆被變化特征 222
11.5.2 云南省2000～2005年土地利用/覆被變化特征 223
11.5.3 云南省2005～2010年土地利用/覆被變化特征 224
11.5.4 云南省2010～2015年土地利用/覆被變化特征 224
11.6 云南省土地利用/覆被變化驅動力系統分析及對國土空間管理的啟示 225
11.6.1 云南省土地利用/覆被變化驅動力系統 225
11.6.2 對云南省國土空間管理啟示 227
參考文獻 229
第12章 西藏自治區土地利用/覆被變化 231
12.1 西藏自治區2015年土地利用/覆被現狀 231
12.2 西藏自治區各市/地區土地利用/覆被結構特征 233
12.3 西藏自治區土地利用/覆被地形分布特征 236
12.3.1 西藏自治區土地利用/覆被垂直分布特征 236
12.3.2 西藏自治區土地利用/覆被坡度分異特征 238
12.3.3 西藏自治區土地利用/覆被坡向分異特征 239
12.
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山地土地利用/覆被遙感監測 節選
上篇 山地土地利用/覆被遙感監測方法篇 第1章 緒論 1.1 土地利用/覆被概念 20世紀以來，一系列全球性重大環境問題，如全球氣候變暖、生物多樣性降低、森林銳減、土地退化、極端災害事件頻發等（Turner et al.，1995），對人類的生存與發展構成嚴重威脅，引起政府、科學界和公眾的廣泛關注。從地球系統科學的角度看，一般認為，除了日地系統的周期性節律影響外，全球性環境問題的產生主要是地球表層系統中大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈與人類活動相互作用的后果。土地利用/覆被是地球表層系統中*突出的景觀標志，土地利用/覆被變化（land use and land cover change，LUCC）是人類活動和地球表層系統各自然要素相互作用的結果（劉紀遠等，2011）。因此，LUCC成為研究自然與人文過程的理想切入點，也是全球變化研究的熱點領域。 土地利用與土地覆被之間既有區別又有聯系。狹義的土地利用是指對地球表層的耕地、林地、草地的利用，即農業的土地利用（吳傳鈞，1979）。廣義的土地利用是指人類有目的地開發利用土地資源的一切活動，如農業、工業、交通、居住等都是土地利用的概念。土地覆被是隨著遙感技術的興起而出現的新概念，主要指地表自然形成的或人為改造的覆被狀況，如耕地、林地、草地、道路、建筑及土壤、冰雪和水體等。國際地圈-生物圈計劃（international geosphere-biosphere programme，IGBP）和全球變化人文領域計劃（international human dimension programme，IHDP）將土地覆被定義為“地球陸地表層和近地面層的自然狀態，是自然過程和人類活動共同作用的結果”（Turner et al.，1995）。美國全球環境變化委員會（United States of Global Climate Research，USSGCR）將其定義為“覆蓋著地球表面的植被及其他特質”（US-SGCR/CENR，1996）。另有學者稱土地覆被為“具有一定地形起伏的覆蓋著植被、雪、冰川或水體，包含土壤在內的陸地表層”（Graetz，1993）。 土地利用與土地覆被的關系如圖 1.1所示。首先，土地利用是人類根據一定的社會經濟目的，采取一定的生物、技術手段，對土地資源進行長期性或周期性的開發利用、改造和保護等經營活動，也就是把土地的自然狀態改變為人工狀態的過程，側重于土地的社會屬性。土地覆被是指覆蓋地表的自然物體和人工構筑物，它反映的是地球表層的自然狀況，側重于土地的自然屬性。其次，土地利用是土地覆被變化*重要的影響因素，土地覆被變化又反作用于土地利用。土地利用的結果是土地覆被漸變和土地覆被轉型。前者是指土地覆被狀態發生變化，但土地覆被類型并沒有改變，過程較為緩慢的土地覆被變化；后者是指一種土地覆被類型被另一種土地覆被類型所替代。*后，土地利用/覆被是一個事物的兩個方面，前者是發生在地球表面的過程，后者則是各種過程的產物。 圖1.1 人類活動、土地利用、土地覆被的聯系（Turner et al.，1995） 1.2 土地利用/覆被變化研究進展 近現代早期的土地利用研究可以追溯到 19世紀前期德國農業經濟學家馮.杜能的工作。20世紀 90年代以來，土地利用研究具有了新內涵。 1990年 IHDP**次學術會議將LUCC確定為六大研究方向之一。1995年，由隸屬于國際科學聯合會（International Council for Science，ICSU）的 IGBP和隸屬于國際社會科學聯合會（International Social Science Council，ISSC）的 IHDP共同擬定了為期 10年的“LUCC科學研究計劃”，并將其列為全球變化研究的一項核心計劃（Turner et al.，1995）。該研究計劃的主要內容可概括為以下 5個科學問題。 （1）過去 300年間土地覆被是怎樣被人類利用而改變的？ （2）在不同的地理單元和歷史時期，土地利用變化的主要人為因素是什么？ （3）未來 50～100年土地利用變化將怎樣改變土地覆被？ （4）突發性人為活動和生物物理動態變化怎樣影響土地利用類型的持續性？ （5）全球環境變化怎樣影響土地利用/覆被，反過來又是怎樣？ 圍繞以上 5個科學問題，制定了三個研究主題。 （1）土地利用變化動態研究。通過區域性案例的對比研究，分析土地利用方式變化的主要驅動因子，建立區域性的土地利用/覆被變化的經驗模型。 （2）土地覆被變化監測研究。利用遙感技術監測土地覆被的時空變化過程，并將其與驅動因子相聯系，建立解析土地覆被時空變化及預測未來可測性變化的經驗診斷模型。 （3）區域和全球模型。建立宏觀尺度上的，包括與土地利用有關的各經濟部門在內的土地利用/覆被變化動態機制模型，根據驅動因子的變化來推斷土地覆被未來的變化趨勢，為制定相應對策和全球環境變化研究服務。 除了LUCC科學研究計劃外，一些國際組織與國家也先后實施了大量與土地利用/覆被變化相關的研究項目，如聯合國環境規劃署（United Nations Environment Programme，UNEP）1994年啟動的土地覆被的評價與模擬項目（Land Cover Assessment and Monitoring，LCAM）（UNEP-EAPAP，1995）；國際應用系統與分析研究所（International Institute for Applied Systems Analysis，IIASA）1995年啟動的土地利用變化項目（IIASA，1998）以及國際地理聯合會（International Geography Union，IGU）的土地利用/覆被變化研究項目等。 持續十余年的LUCC研究計劃結束后，LUCC研究又轉入了新的階段，IGBP和 IHDP又新設立了全球土地計劃（Global Land Project，GLP）（GLP，2005）。該計劃是在 IGBP核心研究計劃——“全球環境變化與陸地生態系統”（Global Change and Terrestrial Ecosystem，GCTE）計劃和“LUCC科學研究計劃”基礎上的又一項國際性土地利用/覆被變化研究計劃（傅伯杰和張立偉，2014）。它主要研究土地系統變化的原因和本質、土地系統變化的后果，以及土地可持續性的綜合分析和模擬。GLP將土地系統與社會、生態與環境系統高度耦合，建立土地可持續性的綜合分析與模擬體系，從而揭示土地系統與社會-生態-環境系統的相互作用機制。 2004年，《美國科學院院刊》刊發“發展土地變化科學——挑戰與方法問題”（Rindfuss et al.，2004），將LUCC研究提升到土地變化科學（Land Change Science，LCS）層面。 2007年《美國科學院院刊》刊發了美國科學院院士、克拉克大學教授 Turner，原LUCC研究計劃主席、比利時魯汶大學教授 Lambin和現 GLP研究計劃主席、哥本哈根大學教授 Reenberg共同撰寫的“全球環境變化和可持續性背景下的土地變化科學”一文，將LUCC研究和全球變化與可持續發展聯系在一起，進一步強調了土地利用/覆被變化在全球環境變化和可持續發展研究中的重要作用（Turner et al.，2007）。 隨著LUCC研究的不斷深入，其研究內容也從LUCC觀測與監測技術、驅動機制、建模研究，擴展到LUCC的氣候、資源、生態和環境效應、LUCC的可持續性評價等諸多方面（劉紀遠等，2020）；其研究目標也由單純關注土地利用/覆被變化的途徑和規律演變為在全球生態系統視角下關注土地利用/覆被的變化；研究方法也更加注重多學科的交叉，重視機理研究、格局和過程耦合作用研究等。土地利用/覆被遙感監測是LUCC研究的基礎，它以遙感影像為基礎數據，通過構建自動制圖與變化檢測模型，獲取時空連續的土地利用/覆被數據集，進而分析區域乃至全球尺度的LUCC時空分異規律。其中，土地利用/覆被遙感制圖和變化檢測是土地利用/覆被遙感監測的關鍵環節。 1.2.1 國內外土地利用/覆被遙感制圖研究進展 土地利用/覆被遙感制圖主要是利用各土地利用/覆被類型在遙感影像不同波段中所表現出的光譜、紋理、幾何形狀、空間結構等方面的差異，按照某種規則或算法確定影像中每一個像元/對象/場景所對應的土地利用/覆被類型（李愛農等，2003）。土地利用/覆被制圖的過程可形式化地表達為 （1.1） 式中，y為待確定的土地利用/覆被類型，包括兩種形式：一種是離散的類型，即森林、草地、農田、濕地等土地利用/覆被類型，用于全要素土地利用/覆被制圖；另一種是連續型的數值類型，代表歸屬于某種土地利用/覆被類型的概率，用于單一要素土地利用/覆被制圖；x為參與土地利用/覆被遙感制圖的各類數據源，可同時包括多種數據，即有多個維度，用 xn表達；f為制圖模型，如簡單的判別函數，*大似然法中的*大后驗概率，決策樹算法構建的規則集，神經網絡學習后形成的網絡結構，支持向量機構建的*優超平面等。 f的功能是建立輸入數據源與土地利用/覆被類型之間的對應關系，是整個土地利用/覆被遙感制圖的核心。 伴隨著遙感數據源 x的擴展和制圖模型 f的發展，土地利用/覆被遙感制圖研究不斷向前推進。遙感數據源從*初的全色影像走向了多光譜再到高光譜影像，從低空間分辨率、中空間分辨率影像到高空間分辨率和超高空間分辨率影像，從可見光影像到近紅外影像再到熱紅外、微波影像、 LiDAR點云，時間分辨率從月尺度逐步走向了日尺度。制圖模型從目視判讀到計算機半自動、自動分類，從基于像元到面向對象，從基于統計的*大似然法、迭代自組織數據分類法（Iterative Self-organizing Data Analysis Technique，ISODATA）到基于人工智能的人工神經網絡、支持向量機、決策樹等算法，再到深度學習算法，每一種新的分類策略或算法的提出或引入都為土地利用/覆被遙感制圖研究帶來了新的動力（雷光斌等，2016）。 在土地利用/覆被制圖研究發展的初期，受可獲取的影像數據及計算機性能的限制，土地利用/覆被制圖研究更多利用有限的衛星或航空遙感數據和人工目視判讀的方法。該階段主要依靠制圖人員對遙感影像的解譯，根據不同地物在顏色、大小、紋理、形狀、位置、色調、陰影、模式和相關關系上的差異，從而判讀地物類型信息（周萬村，1985；王一謀，1986）。相對而言，人工目視判讀方法所使用的人力和物力成本高，制圖周期長，對制圖人員的綜合判讀能力要求高，但由于制圖人員先驗知識的影響，制圖精度相對較高（顏長珍等，1999）。該階段為土地利用/覆被遙感自動制圖研究積累了豐富的影像判讀經驗，并培養了大批經驗豐富的制圖人員。 隨著遙感影像類型的增多、遙感影像數據的積累，以及計算機技術的普及和計算機分析、處理、存儲能力的逐步提升，一些半自動、全自動的土地利用/覆被制圖方法不斷被提出和采用，*大似然法、 ISODATA法是其典型代表（張樹文和薄立群，2000）。這些半自動、全自動的土地利用/覆被制圖方法主要使用了遙感影像的光譜信息，缺乏對影像紋理、形狀、相關關系等信息的充分利用（李仁東和李勁峰，1998）；同時，部分算法（如*大似然法）對于訓練樣本的概率分布也有一定的要求（正態分布）（張增祥等，2009）。總體來看，該階段的土地利用/覆被制圖效率顯著提高。 隨著人工智能技術的發展，人工神經網絡、支持向量機、遺傳算法、決策樹、模糊集等人工智能算法被成功引入遙感自動制圖領域（Mountrakis et al.，2011；Belgiu and Dr.gu.，2016）。該階段的土地利用/覆被
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