46、基于 RS 和 GIS 的海口土地利用变化分析

基于 RS 和 GIS 的海口土地利用变化分析

1. 引言

随着全球经济的快速发展,资源、环境、人口和社会问题日益突出,导致全球环境不断变化。土地利用和土地覆盖变化(LUCC)作为地球陆地表面变化的主要原因,是全球环境变化的重要方面。经济的快速发展促使人们加大对土地资源的利用,导致土地覆盖发生了一定程度的变化,进而引发全球甚至区域环境的改变。

在进行土地利用覆盖变化分析之前,需先确定标准分类。根据海口的土地利用实际情况,构建了新的 RS 土地利用分类系统,具体分类如下:
| 一级分类 | 代码 |
| ---- | ---- |
| 农田 | 1 |
| 森林 | 2 |
| 水域 | 3 |
| 城乡建设用地 | 4 |
| 未利用土地 | 5 |

2. 研究区域

海口位于北纬 19°32′ - 20°05′,东经 110°10′ - 110°41′,地处海南岛北部。地形平坦,略呈心形,基本分为北部沿海平原、中部沿江地区、东部和南部台地、西部熔岩地区。东西相距 60.6 千米,南北相距 62.5 千米,陆地面积 2304.84 平方千米。

海口地处低纬度热带边缘,属于热带海洋性季风气候。年日照时间长,辐射能量大,年平均日照时数 2000 小时,太阳辐射可达 11 - 120000 卡。年平均气温 24.2°C,年平均降雨量 1684 毫米,年平均蒸发量 1834 毫米,平均相对湿度约 85%。全年以东南风和东北风为主,年平均风速 3.4 米/秒。北临大海,海域面积 830 平方千米,海岸线长 131 千米,海水平均温度 25°C。

3. 数据收
源码地址: https://pan.quark.cn/s/a4b39357ea24 遗传算法 - 简书 遗传算法的理论是根据达尔文进化论而设计出来的算法: 人类是朝着好的方向(最优解)进化,进化过程中,会自动选择优良基因,淘汰劣等基因。 遗传算法(英语:genetic algorithm (GA) )是计算数学中用于解决最佳化的搜索算法,是进化算法的一种。 进化算法最初是借鉴了进化生物学中的一些现象而发展起来的,这些现象包括遗传、突变、自然选择、杂交等。 搜索算法的共同特征为: 首先组成一组候选解 依据某些适应性条件测算这些候选解的适应度 根据适应度保留某些候选解,放弃其他候选解 对保留的候选解进行某些操作,生成新的候选解 遗传算法流程 遗传算法的一般步骤 my_fitness函数 评估每条染色体所对应个体的适应度 升序排列适应度评估值,选出 前 parent_number 个 个体作为 待选 parent 种群(适应度函数的值越小越好) 从 待选 parent 种群 中随机选择 2 个个体作为父方母方。 抽取父母双方的染色体,进行交叉,产生 2 个子代。 (交叉概率) 对子代(parent + 生成的 child)的染色体进行变异。 (变异概率) 重复3,4,5步骤,直到新种群(parentnumber + childnumber)的产生。 循环以上步骤直至找到满意的解。 名词解释 交叉概率:两个个体进行交配的概率。 例如,交配概率为0.8,则80%的“夫妻”会生育后代。 变异概率:所有的基因中发生变异的占总体的比例。 GA函数 适应度函数 适应度函数由解决的问题决定。 举一个平方的例子。 简单的平方问题 求函数的最小值,其中每个变量的取值区间都是 [-1, ...
《基于STM32微控制器集成温湿度监测与显示功能的系统实现方案》 本方案提供了一套完整的嵌入式系统设计参考,实现了环境参数的实时采集、可视化呈现与异常状态提示。系统核心采用意法半导体公司生产的STM32系列32位微控制器作为主控单元,负责协调各外设模块的工作流程。 系统通过数字式温湿度复合传感器周期性获取环境参数,该传感器采用单总线通信协议,具有响应迅速、数据可靠的特点。采集到的数值信息通过两种途径进行处理:首先,数据被传输至有机发光二极管显示屏进行实时图形化显示,该显示屏支持高对比度输出,能够在不同光照条件下清晰呈现当前温度与湿度数值;其次,所有采集数据同时通过通用异步收发传输接口输出,可供上位机软件进行记录与分析。 当监测参数超出预设安全范围时,系统会启动声学警示装置,该装置可发出不同频率的提示音,以区分温度异常或湿度异常状态。所有功能模块的驱动代码均采用模块化设计原则编写,包含完整的硬件抽象层接口定义、传感器数据解析算法、显示缓冲区管理机制以及串口通信协议实现。 本参考实现重点阐述了多外设协同工作的时序控制策略、低功耗数据采集模式的应用方法,以及确保系统稳定性的错误处理机制。代码库中包含了详细的初始化配置流程、中断服务程序设计各功能模块的应用程序接口说明,为嵌入式环境监测系统的开发提供了可靠的技术实现范例。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删除!
### 研究背景与意义 长汀县作为典型的区域,其土地利用变化反映了人类活动与自然环境的相互作用。基于 RS遥感技术) GIS(地理信息系统)对长汀县土地利用变化进行动态监测,有助于掌握土地利用的时空变化规律,为土地资源的合理规划、生态环境保护等提供科学依据。RS 可以快速获取大面积的土地利用信息,GIS 则能对这些信息进行存储、分析管理,二者结合为土地利用动态监测提供了强大的技术支持。 ### 研究方法 - **数据获取**:利用不同时期的遥感影像,如 Landsat 系列卫星影像等,获取长汀县土地利用的基础数据。通过对影像进行预处理,包括辐射校正、几何校正等,提高影像质量数据准确性。 - **土地利用分类**:采用监督分类或非监督分类方法,结合目视解译,将土地利用类型分为耕地、林地、草地、建设用地、水域等。监督分类需要选取训练样本,利用分类器对影像进行分类;非监督分类则根据影像的光谱特征自动聚类。 - **动态监测分析**:利用 GIS 的空间分析功能,对不同时期的土地利用分类结果进行叠加分析,计算土地利用类型的面积变化、转移矩阵等,分析土地利用变化的幅度、速度方向。 ### 研究案例与成果 已有研究表明,通过 RS GIS 技术对长汀县土地利用变化进行动态监测,发现长汀县在生态治理过程中,林地面积逐渐增加,水土流失得到有效控制。同时,随着城市化进程的加快,建设用地面积也有所增长。这些研究成果为长汀县的土地资源管理生态保护提供了重要的决策依据。 ### 代码示例(Python 结合 GDAL 进行影像处理) ```python import gdal # 打开影像 input_raster = gdal.Open('path/to/input_raster.tif') # 进行辐射校正等预处理 # 这里省略具体的辐射校正代码 # 保存处理后的影像 driver = gdal.GetDriverByName('GTiff') output_raster = driver.Create('path/to/output_raster.tif', input_raster.RasterXSize, input_raster.RasterYSize, input_raster.RasterCount, input_raster.GetRasterBand(1).DataType) for i in range(1, input_raster.RasterCount + 1): output_raster.GetRasterBand(i).WriteArray(input_raster.GetRasterBand(i).ReadAsArray()) # 关闭数据集 input_raster = None output_raster = None ```
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