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全球地表覆蓋變化監測動態
北克什米爾喜馬拉雅山土地覆蓋/土地利用的時空變化評估案例（1992至2018年）
利用混合元胞自動機和馬爾可夫模型對非洲馬拉威德薩地區的土地利用/土地覆蓋動態進行建模
系統回顧與評估檢測、表徵和監控城市土地變化的算法
北克什米爾喜馬拉雅山土地覆蓋/土地利用的時空變化評估案例
（1992至2018年）
關鍵詞：土地利用/土地覆蓋（LULC）、北克什米爾喜馬拉雅山、變化評估
全球情況不斷變化的情形下，土地使用/土地覆蓋動態變化評估對評價全球和區域生態系統的變化至關重要。由於城市化進程的不斷加大、有利的氣候、肥沃的土壤和不斷改善的基礎設施，克什米爾山谷的土地利用發生了巨大變化。本文提供了一個利用地理空間技術對1992年至2018年北克什米爾喜馬拉雅山脈的土地覆蓋/土地利用動態變化進行評估的案例。
該案例中使用的衛星影像來自美國地質調查局（https://earthexplorer.usgs.gov）和不丹國家遙感中心（https://bhuvan.nrsc.gov.in）的公開數據。該研究使用了Landsat 1992年和2018年的影像以及LISS III 衛星2008年的影像，其空間解析度分別為30 米和23.5 米。
該研究採用最大似然分類算法對衛星數據進行監督分類的方法對衛星圖像進行分類。監督分類包括三個步驟：（a）訓練，（b）類別分配及（c）測試。在訓練階段，使用ERDAS 2014為不同的土地利用/土地覆蓋（LULC）類創建感興趣區域(ROI)。此外，還啟用了谷歌地球的數字地形模式來檢查分類的準確性，並將參考數據和分類數據進行了關聯和制表，以便使用混淆矩陣對分類結果進行測試。研究還使用混淆矩陣的整體精度和kappa係數來評估總體研究質量。
在該案例中，將土地劃分為12類進行研究，劃分的類別為：雪與冰川、水體、疏林、密林、牧場、灌木區、裸地、農業用地、園林用地、種植園、水生植被和建成區。
研究分析表明，人口增長、氣候變化和經濟動力是該區域土地利用變化的主要驅動力。在過去的26年裡，該地區經歷了（土地利用/土地覆蓋）LULC的重要變化：園藝區和建築建成區面積顯著增加，而農業、森林和水體區域面積顯著減少。由於人類居住需求的不斷增長，作為研究區支柱產業的農業用地正在向園藝和居住區轉變。林地已被砍伐，用於木材和擴大季節性農業活動，還留下了大片空地。由此可見，地理空間技術可有效地用於評估和監測自然資源，並幫助土地利用規劃管理者制定土地可持續利用的相關政策。此外，該案例還提示應制定一個該地區（土地利用/土地覆蓋）LULC政策，並嚴格執行，特別是要針對人類定居點和建成區，以便合理規劃使用。
圖1. 1992、2008、2018年克什米爾北部土地利用/土地覆蓋圖
原文來源：
http://9.rm.cglhub.com/detail_38502727e7500f268ed34cea63af5686131f1ae4db4ad83f1921b0a3ea255101c944b624736f9e8568b7063f08ed54e9bee0099846ab6c55d95ece11915140b9d230361a92999b6de8957766e9c9794c?
原文作者：
Abida Fayaz; Mifta ul Shafiq; Harmeet Singh; Pervez Ahmed
克什米爾地理概況：
克什米爾位於南亞次大陸的最西北部。它的東北部和北部分別於我國的西藏和新疆接壤，西部緊靠巴基斯坦，南部與巴基斯坦和印度交界，西北部與阿富汗為鄰，它和俄羅斯僅一個狹長的瓦罕走廊之隔。因此它的地位極為重要，一直被稱為「亞細亞的心臟」。
它的國土面積有21萬平方公裡，人口約為500萬。它是一個多宗教的國家，全國有77.11％的人信仰穆斯林教，22.12％的人是印度教徒，錫克教徒和佛教徒則佔2.77％。
克什米爾是喜馬拉雅山中心的一塊美麗富饒的地方，這裡有俊秀的山川和宜人的氣候。克什米爾谷和查謨平地是富庶的農業區，這裡盛產穀類，水果和蔬菜。克什米爾的工業以森林、紡織和手工業為主。
克什米爾有夏冬兩個首府，斯利那加市是夏都，查謨市是冬都。（來源:央視國際網絡http://www.cctv.com/special/342/3/30626.html）
非洲馬拉威德薩地區的土地利用/土地覆蓋動態建模案例
關鍵詞：土地利用/土地覆蓋（LULC）、CA-Markov模型、非洲馬拉威共和國
任何景觀格局的時空變化都是社會、經濟、人口、技術、政治、文化等因素複雜相互作用的結果。模擬土地利用和土地覆蓋(LULC)的變化對於自然資源科學家、決策者和規劃人員制定解決環境或其他相關可持續發展問題的全面中長期計劃至關重要。本文的案例研究使用了一種結合遙感和地理信息系統的綜合方法來模擬和預測2025年到2035年非洲馬拉威共和國德薩（Dedza）地區的土地利用和土地覆蓋（LULC）變化，該方法基於嵌入在IDRISI軟體中的CA-Markov模型，利用2015年模擬和實際的LULC對模型進行了驗證。CA-Markov模型可以有效結合馬爾可夫鏈（Markov Chain）預測長期LULC變化的優勢和細胞自動機（Cellular Automata，CA）準確模擬和預測未來時空LULC變化的優勢。
該案例研究區域為位於非洲馬拉威共和國中部的德薩Dedza地區，面積3624平方公裡。包含三個地形帶特徵，即利隆圭平原（海拔1100-1300 m）、德薩高地（1200-2200 m）和德薩懸崖（1000-1500 m）。粘土和沙質壤土為主，多為鐵質呈深紅色。該地區的年平均降雨量在800毫米至1200毫米之間。年平均氣溫為15.5攝氏度。該地區擁有河流，其中包括Linthipe河與Diampwe 河，河邊有多年生植物。人口為830,512人，人口年增長率約為2.8％，人口密度為221人/平方千米，高於全國平均水平。
本研究中使用了不同來源的數據。分別使用Landsat5/7/8衛星在1991年、2001年和2015年拍攝的衛星圖像來得出所研究景觀的LULC分類地圖，並使用了太空梭雷達地形任務(Shuttle Radar Topography Mission，SRTM）數字地形高程模型（DEM）。案例中利用IDRISI軟體中的馬爾可夫模型對研究景觀的LULC動力學進行了模擬。馬爾可夫模塊生成了1991年至2001年以及2001年至2015年的轉移概率矩陣。在本研究中，將實際的2015 LULC圖用作參考圖，與基於Kappa值的2015年LULC模擬圖的結果進行比較。建模結果表明，儘管在水體和模擬圖集結區域中觀察到一些內在差異，但2015年觀測到的和模擬的LULC圖基本相似。兩幅圖的總體一致性為0.98(98%)，模擬誤差為0.03(3.0%)。基於kappa係數的驗證結果的更詳細分析顯示出令人滿意的準確性水平，Kno, Kstandard and Klocation 值分別為 0.97, 0.95 and 0.97。
圖1. 2015年LULC實際地圖和模擬地圖
未來預測顯示，該研究區到2025年和2035年，水體、荒地和建成區將增加，而農業用地、溼地和林地將大幅減少。根據轉移概率矩陣，到2025年，近94.8%、97.6%和95.7%的水體、農田和荒地更有可能保持穩定。相比之下，到2025年和2035年，林地變化概率最高，分別為64.8%和85.9%。結果還表明，到2025年和2035年，大部分林區將變為荒地的概率分別為60.8%和79.6%。
圖2. 2025和2035的LULC預測圖
通過有效使用CA-Markov模型，該案例研究結果提供了初步指南和基準信息，可有助於自然資源可持續管理以及減少森林退化和毀林。研究結果還強調了實施可持續土地利用計劃和整體可持續發展政策/戰略/指南的必要性。這些發現為規劃研究人員、自然資源管理者和決策者在所研究景觀中進行自然資源的規劃和管理以及通過植樹造林和重新造林恢復退化森林地區提供了重要基準。最後，該研究建議對CA-Markov模型進行跨馬拉威不同景觀的比較研究，以使其適應於類似環境的其他地區及整個馬拉威共和國。
原文來源：
http://9.rm.cglhub.com/detail_38502727e7500f26e59cb99bad9810965d7762f60a1bf26f1921b0a3ea255101c944b624736f9e85e107416ed4db8ddd63e8e7bb6cc27aeebae1301634d8d6d39743f5d7a201d7949a8477476203d50c?&apistrclassfy=1_5_5,1_5_7
原文作者：
M.G. Munthali; S. Mustak; A. Adeola; J. Botai; S.K. Singh; N. Davis
對表徵和監測城市土地變化技術方法的系統綜述與評估
關鍵詞：土地利用/土地覆蓋（LULC）、城市土地變化、遙感監測
本文是基於一篇綜述性論文進行的提煉。該論文對644篇發表在英語期刊上的針對城市土地利用變化監測的研究論文進行了分析，並對涉及到的城市土地變化算法進行了系統回顧。該論文的目標一是綜述過去與當前用於研究城市土地變化檢測的研究，幫助遙感用戶知曉和了解各種各樣的可用方法; 二是發現和確定城市遙感領域的知識空白和差距。所有納入研究的論文均聚焦於城市土地變化。
該論文揭示了五個關鍵結果和問題。第一，大多數城市變化檢測算法只在少數地區開發和應用，75%的研究集中在高收入或中高收入國家，其中大多數研究集中在中國或美國。這表明，相關研究的地理覆蓋存在很大差距，需要對低收入和中低收入國家的城市進行更多研究。第二，結果表明，已有41%的算法開發或應用於超過500萬居民的城市。這種對大城市的關注會產生一定問題，因為世界上只有11%的城市人口居住在人口數超過500萬的城市中，而未來的城市增長將主要發生在人口少於100萬的中小城鎮。第三，分析表明，62%的研究使用了三個或更少的時間點來測量城市土地變化，平均研究時間間隔為17年。由於快速增長的城市地區是高度動態的，這表明，僅使用幾個時間點的現有算法很可能遺漏了只能通過高時間頻率分析才能捕捉到的城市變遷。第四，城市建築擴張是最常被監測的城市土地變化監測的目標。關於城市內部變化或三維結構變化的研究相對較少。在研究中經常會監測建築痕跡的變化，但在該論文分析綜述的研究案例中，只有一例關注了建築材料即不同的屋頂材料。第五，結果表明絕大多數(87%)的研究只確定了一個城市分類。與遙感研究中植被覆蓋可分為眾多類別(如落葉林、常綠林、灌木林等)不同，只有13%的研究區分出了多個城市分類(如商業、住宅、工業等)。這突出表明需要更多的研究來區分城市內部變化並劃分多個城市分類而進行精細化研究。
分析表明，跨算法進行比較非常困難，幾乎是不可能的。因此，城市土地變化信息的用戶很難通過瀏覽文獻就知道哪種算法最適合特定用途。這表明必須持續改進研究的可重複性、可複製性和可比較性，以幫助協調各區域和國家之間的城市土地變化信息研究。考慮到城市土地變化產品和分析的用戶群體不斷增長，特別是從政策和實踐來看，這一點尤其重要。
原文來源：
http://9.rm.cglhub.com/detail_38502727e7500f26b202c1d381c881fe321a317f2f7399aa1921b0a3ea255101c944b624736f9e855012af8781cead98dbb7ebbc76dc47523cdc36a5bb500262ac5450bd4f38972be34235bc9e0a2bca?&apistrclassfy=1_5_2
原文作者：
Meredith Reba; Karen C. Seto
來源：國土衛星遙感應用中心
原標題：《視角 | 全球地表覆蓋變化監測動態（土地利用）》
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