城市化背景下双流县景观格局变化特征及趋势预测

以成都市双流县为研究区,景观生态学为理论支持,在GIS技术支持下,分析了双流县2007~2009年间景观格局变化特征,并利用Markov-CA模型对研究区2015年土地利用空间格局进行预测.结果表明,在研究期间,双流县景观格局变化特征为:整体景观呈现破碎化趋势,斑块密度增加,平均斑块面积减少.其中,城市建设用地面积增加,建设用地斑块呈现聚集现象,绿地面积减少,绿地斑块呈现破碎趋势,绿地斑块数量上升,平均斑块面积下降.利用Markov-CA模型,选用5×5滤波器作为邻域,能够较好的模拟研究区景观格局动态.预计2015年,双流县北部和西南部区域受城市化影响较大,研究区中部和东南部地区在未来保护全县生态平衡中具有重要作用.     

基于GIS和多智能体的城市人口分布模拟

传统的城市人口空间分布方法仅能在数量上达到较高的模拟精度,但是不能对城市人口分布表现的居住分异特性进行描述.针对常用的城市人口空间分布模拟方法的不足,构建了基于多智能体的城市人口分布模拟模型,模型由影响要素、智能体、决策规则等组成.居住用地划分为均匀的居住元胞,初始状态下,每个居住元胞分布相同数量的智能体(家庭为单位),智能体在各自居住压力作用下做出是否迁居的决策,如果迁居则选择合适的居住元胞,通过智能体的不断决策、协商、迁居模拟城市人口分布的变化.实验结果表明,相对于传统的重力模型,本文模型所模拟的结果不仅具有较高的精度,而且模拟的城市居住分异现象与现实居住格局相符合,为城市人口分布模拟提供了新的思路.     

近30a城市土地利用变化模拟研究进展

城市土地利用变化模拟研究是当前土地科学领域的热点,基于文献综合法、归纳总结法和逻辑推理法,梳理国内外城市土地利用变化模拟的理论研究与实践进展方面的文献,论述研究中取得的成果、不足及未来研究趋势,以期为城市土地利用变化研究及城市土地管理制度的制定和科学决策提供参考.结果表明,城市土地利用变化模拟研究已从单一的数量或空间预测,向多情景、多模型的耦合方式发展;城市土地利用变化模拟的理论体系和模拟方式逐步完善,利益相关者在情景设置、情景模拟和结果验证等过程中的参与度逐步提升;城市土地利用变化模拟研究仍存在局限性,即缺乏全球和局地尺度方面的研究,模拟方式相对单一,模拟结果验证方法尚未成熟,存在过度依赖历史验证的问题.城市土地利用变化研究应聚焦增强模拟模型的可扩展性和可靠性,从而进一步预测和解释土地利用变化的格局和过程,推进情景模拟在决策支持系统中的应用.     

基于GIS与ANN的土地转化模型在城市空间扩展研究中的应——以北京市为例

结合GIS强大的空间分析功能与人工神经网络(ANN)处理非线性适应性信息的独特能力建立一种土地转化模型(land transformation model,LTM),用以定量分析城市土地扩展与社会、政策、环境等因子之间关系,并基于此对城市空间扩展的动态进行模拟与预测.LTM模型的运行主要分为3步:因子选取与数据预处理;建立人工神经网络并输入数据对其进行训练与仿真;应用PID法对人工神经网络的输出进行分析,同时在GIS平台上模拟出城市扩展的动态分布.选取相应的影响因子并运用该模型对北京市的城市扩展进行实证模拟检验与预测,结果表明此LTM模型确实提供了一种定量分析和预测城市空间扩展的方法,能够为城市规划与城市发展政策的制定提供重要的科学参考.     

土地利用/土地覆盖变化情景模拟研究进展

土地利用/土地覆盖变化(Land-Use and Land-Cover Change,简称LUCC)是全球变化的重要组成部分,LUCC模拟模型是研究土地利用演变的重要方法.开展土地利用时空演变和预测模拟的研究,对合理规划土地利用,促进土地资源可持续发展具有重要意义.文中以LUCC为研究对象,综合近年来LUCC动态监测方面的相关研究,对各模型的应用及优缺点进行了详细论述,同时对LUCC的研究现状进行了总结,并对其发展趋势进行了展望.研究发现:1)LUCC预测模型由数量预测向空间预测、由单一模型向耦合模型发展;2)各模型有其优势及适用范围;3)多模型、多技术的综合应用是LUCC发展的必然趋势;4)LUCC模型缺乏对时间多尺度和长时间序列的研究;5)各系统之间的反馈关系以及"人类-环境"关系是LUCC的研究重点.     

基于高分辨率遥感及马尔科夫链的济南市土地利用变化研究

以济南市为例,基于GIS、FRAGSTATS软件平台,采用景观组成结构特征指数和多样性指数定量分析了1996-2009年济南市城市土地利用变化,特别是建设用地的空间格局及变化特征;并使用马尔科夫链预测其未来几十年的变化趋势.研究结果表明,济南市研究时间段内城市建设用地迅速增加,而城市绿地和农业用地明显减少;济南整体景观格局的破碎度加大.在未来的几十年里,济南市建设用地面积呈增加的趋势,绿地和农业用地持续减少.研究结果将为城市土地利用的规划和城市自然景观的管理与保护提供参考和依据.     

基于GIS与ANN的土地转化模型在城市空间扩展研究中的应用——以北京市为例

结合GIS强大的空间分析功能与人工神经网络(ANN)处理非线性适应性信息的独特能力建立一种土地转化模型(land transformation model,LTM),用以定量分析城市土地扩展与社会、政策、环境等因子之间关系,并基于此对城市空间扩展的动态进行模拟与预测。LTM模型的运行主要分为3步:因子选取与数据预处理;建立人工神经网络并输入数据对其进行训练与仿真;应用PID法对人工神经网络的输出进行分析,同时在GIS平台上模拟出城市扩展的动态分布。选取相应的影响因子并运用该模型对北京市的城市扩展进行实证模拟检验与预测,结果表明此LTM模型确实提供了一种定量分析和预测城市空间扩展的方法,能够为城市规划与城市发展政策的制定提供重要的科学参考。     

基于Patch-Dynamics模式的土地覆被变化预测——以北京市为例

利用北京市土地利用变化数据建立了Patch-dynamics 动力模型.模拟结果表明了在不同的时间尺度上耕地所占比例都持续下降,城镇建设用地、林地所占比例继续上升.由于该模式考虑了模拟对象的变化过程以及不同土地利用类型之间的相互影响,其模拟结果比一般的简单动力模型模拟效果好.通过与实际情况的比较检验,用1996年数据对2001年的模拟结果与实际差别不大,误差在0～0.05之间,对于面积较小地类的模拟误差较小,说明这个方法可以用来对未来的土地利用变化状况进行模拟、预测.然而,这个模型只适应于十年尺度的预测,模拟时间越长,误差越大.在此基础上,提出协调土地利用矛盾,维持一定规模的城市绿色空间,实现首都城市定位目标的建议.     

基于风环境模拟与优化的滨海居住区规划设计

目的研究居住区规划中风环境对人体舒适度和绿地释氧的影响,并以此优化园区空间布局.方法将风环境模拟技术引入滨海居住区的规划设计中,基于CFD(计算流体力学)模型,应用AIRPARK软件对居住区的风环境进行模拟与分析,并模拟了与建筑物呈不同夹角风向下的绿地释放氧气的扩散范围.结果夏季,能够充分利用风压差,排除整体余热,实现自然通风的冷却效应;冬季,高层建筑有效地阻挡了东北方向冷风侵入,降低通过风的强度与速度,使居住区内的风环境达到相对舒适状态.在局部风场的影响下,居住区实际的绿地位置与其释放氧气的扩散范围存在空间差异性.结论风环境预测提高了城市空间规划布局的科学性,对降低可吸入颗粒物扩散、缓解城市热岛效应、提升城市空间环境质量具有重要意义.     

重庆城市土地利用变化及用地效益分析

城市土地利用变化和用地效益的研究对优化土地利用结构、提高用地效益和提升城市功能具有重要意义.文章采用动态度模型和信息熵函数研究城市土地的数量和结构变化特征,结果显示:城市土地扩张快于城市人口的增长速度;居住用地是城市用地扩张的主体,绿地和道路广场用地的增幅最大,说明重庆城市土地在快速增长过程中,城市居住环境和整体功能逐步提升;重庆城市土地利用结构的复杂度呈现"M"型波动变化,土地利用结构的优势度和均衡度变化不大,说明城市用地结构处在"调整——平稳——调整"动态变化过程中;二三产业占地量呈快速下降趋势,表明城市土地集约利用水平不断提高;同时在城市土地利用过程中城市工业污染得到有效控制,土地利用的环境外部不经济呈下降趋势.     

基于CA-Markov模型的吉林省西部土地利用/覆被变化研究及预测

为探明吉林省西部土地资源利用的状况与问题,基于Globalland30数据集,运用GIS(geographic information system)分析2000年、2010年与2020年各地类的分布与变化,并运用CA-Markov模型,预测2030年土地格局的变化趋势,结果表明:近20年内,耕地是主要地类,面积占比最大并持续增加;草地面积占比第二;其他地类面积较小,分布相对集中.在2000—2010年间,研究区土地利用/覆被变化(land use/cover change,LUCC)总体比较稳定,裸地增加和草地减少是该时段LUCC的显著特征,其他地类面积变化不明显.在2010—2020年间,LUCC变得活跃,耕地增加与草地进一步减少是该时段LUCC的显著特征,人造地表面积继续保持增长,林地、草地与湿地面积进一步减少.根据预测,在2020—2030年间,吉林省西部生态状况改善,城镇将进一步扩张,耕地数量变化趋于稳定,空间变化依旧活跃.     

近20年来黄河三角洲土地利用与覆被动态变化——以东营市为例

以黄河三角洲东营市为例,对东营市1989年、1999年、2009年三期遥感影像用ERDAS和ARCGIS软件进行融合、镶嵌、裁剪和解译,分析1989—2009的东营市土地利用／覆被变化．结果表明黄河三角洲东营市近二十年来建筑用地、水域、盐田、养殖水面、耕地面积呈总体增加趋势,而草地、未利用地、滩涂和林地呈现总体减少的趋势,其中盐田的增加速度最快,建设用地面积增加最大．1999—2009与1989—1999相比综合土地利用动态度和土地利用综合程度都提高了,土地利用更加集约化．     

闽江口区域土地利用变化时空特征分析

以闽江流域临海区长乐市为研究区域,基于1998年与2000年的TM/ETM+和SPOT遥感图像,及1998年土地利用GIS数据和社会经济统计数据,对长乐市1998-2000年的土地利用动态变化的时空特征进行研究.长乐市土地利用动态变化的主要类型为水田、林地、旱地和未利用地,表现为水田、林地的明显减少,旱地、未利用地及居民地的大量增加,占总面积25.39%的土地单元发生了各种不同类型的土地利用变化,土地利用程度总体处于发展期,并有深化的趋势.     

贵州山区公路沿线生态系统服务价值变化

为探讨山区公路沿线土地利用变化对生态系统服务价值(ecosystem service value, ESV)的影响,以贵州省麻江县309省道为例,基于1992年、2002年、2012年和2032年土地利用数据和中国陆地生态系统服务单位面积ESV系数,对309省道沿线土地利用变化所引起的ESV变化进行估算。结果表明:①研究期间,耕地和草地持续减少,建设用地不断增加,而不同时期的林地、水域和未利用地或增或减。②1992—2032年间,除情景B外,情景A和C的ESV均不断增加。各地类的ESV变化趋势与各地类面积变化一致。除情景B外,情景A和C的各种ESV均不断增加。越靠近公路的缓冲区(距公路0～500 m区域),ESV变化越剧烈,不同时期各缓冲区ESV变化存在差异。③快速经济发展、退耕还林政策、地形限制等是影响公路沿线ESV变化的主要因素。     

高分辨率遥感影像在土地覆被变化监测中的应用

为了分析高分辨率遥感影像在土地覆被监测中的适用性,以SPOT5和"资源一号"02C卫星高分辨率遥感影像为数据源,对两种数据的波段组合和数据融合方法进行分析评价,并建立相应的土地覆被解译标志,提取研究区2005年和2012年两期土地覆被信息,基于RS和GIS软件平台,从面积变化、土地利用动态度和转移矩阵3方面研究了土地覆被信息的变化规律。研究结果表明,经过有效合成和融合处理的高分辨影像最大限度地保持了影像的纹理和光谱信息,可以正确识别并提取地物变化边界线,研究成果可为高分辨率遥感影像在土地覆被变化监测中的应用提供一定的参考和依据。     

基于GIS与遥感的土地利用变化及区域比较研究

研究区域内不同土地利用类型转移速率及转移原因,并通过与其它典型区域的比较分析,可为区域土地持续合理利用提供决策依据.提出了一种基于遥感和地理信息系统并借用常规的土地科学时空演化模型来研究区域土地利用变化的方法.利用该方法,对长株潭地区土地利用变化进行了研究,并与典型区域六盘山区和厦门进行了比较.结果表明:长株潭地区土地利用变化表现为耕地减少而城镇工矿用地增加,这种变化以长沙最大,株洲次之,湘潭最小;区域内三市的土地利用综合动态度和土地利用转移速率大小依次为长沙、株洲和湘潭.结合对长株潭地区与典型区域六盘山区和厦门土地利用变化综合动态度的比较分析发现,土地利用变化与区域经济发展水平及其阶段有关,同时还受其它因素的影响.     

基于GIS的土地利用动态变化分析——以毕节市七星关区为例

基于GIS数据分析平台下,运用单一土地利用动态度模型和地类转移矩阵对1990年、2000年和2010年七星关区3期土地利用分布数据进行分析。结果表明:七星关区在北部、西部和南部3个方向上土地利用变化幅度较大,中部地区土地利用变化幅度较小。经研究发现:人口增长、经济发展和宏观政策是造成该区域土地利用变化的主要驱动力。     

城市化背景下的衡阳市土地利用变化及其驱动力分析

在概述衡阳市城市化过程基础上,文章进行了衡阳市土地利用变化及其驱动力分析。分析结果显示衡阳市自1994年到2007年土地利用变动的总体方向是耕地和未利用地向林地、园地和建设用地转化,区域土地利用变化的强度呈现出阶段性和波动性特征,且地区差异性大。作者选取了10个有关城市化驱动因素变量,构建了土地利用变化的驱动机制模型,模型显示衡阳市土地利用变化的主要驱动因素是经济、人口的增长和城市化水平的提高。     

近十五年来江汉平原LUCC轨迹分析

以中科院土地利用/覆被数据库为数据源,应用土地利用/覆被转移矩阵、双向动态度模型等,利用GIS空间分析技术对1995-2010年江汉平原土地利用/覆被变化(LUCC)的时空特征和轨迹进行了研究,结果显示:(1)1995-2010年江汉平原LUCC主要表现为耕地持续地转变为水域和建设用地,水域面积增加主要表现为在原有水域基础上的扩张,建设用地面积增加主要表现为公路建设占用耕地及在原有乡镇基础之上的对外扩张和内部填充;(2)江汉平原东部LUCC动态度明显高于中西部;(3)江汉平原LUCC具有明显的阶段性,总体变化在前期(1995-2000)最显著,水域扩张前期(1995-2000)和中期(2000-2005)均很显著,而建设用地扩张在后期(2005-2010)最为显著.这与江汉平原土地政策和发展政策在时段上基本吻合.     

新疆甘家湖梭梭林绿洲-荒漠过渡带土地利用／覆被动态变化分析

文章以新疆甘家湖梭梭林绿洲-荒漠过渡带为研究对象,基于 MSS、SPOT 和 ETM 遥感数据资料,基于景观生态学理论,采用土地利用变化分析方法,定量研究了甘家湖梭梭林绿洲-荒漠过渡带1972-2008年土地利用/覆被变化特征和趋势,同时分析了土地利用类型转入/转出贡献率,并对其变化原因进行了分析。结果表明1972-2008年间,研究区沙地与盐碱地面积大增,且增加速度较快,而草地面积大量减少;林地和盐碱地是研究区最具优势的土地利用类型,沙地的优势度表现为增加的趋势;在转入和转出过程中,林地和沙地、盐碱地及草地和沙地之间的转化较明显,林地表现为内部的转移;转入贡献率中占优势的是林地和沙地,转出贡献率中占优势的为林地和盐碱地,说明林地、沙地和盐碱地在研究区土地利用格局中最活跃。过渡带内生态退化加剧,生态破坏严重,其主要原因与自然环境变化及水资源的利用有密切关系。