纳入空间自相关的FLUS模型在土地利用变化多情景模拟中的应用

FLUS模型是一种新型的土地利用变化模拟模型,应用前景广阔。本文通过在FLUS模型的人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)训练模块中引入空间自相关因子来改进模型,以珠江三角洲地区为例,基于2009年、2015年土地利用数据和一系列驱动因子对改进的模型进行了验证,并利用该改进的FLUS模型模拟了2035年研究区在3种情景下土地利用变化格局。结果表明:①引入空间自相关因子后各地类发生概率分布的预测精度更高,耕地、林地、建设用地、水体和未利用土地的拟合优度ROC值分别从0.819、0.928、0.885、0.855和0.861提高到0.857、0.934、0.890、0.863和0.978;②改进的FLUS模型的模拟精度有一定的提高,Kappa系数从0.732提高到0.744,FOM系数从0.077升到0.106;③情景模拟表明,3种情景下珠江三角洲建设用地和林地均将增加、而耕地均呈减少趋势。但不同情景下模拟的土地利用格局也存在显著差异:基准情景下,建设用地明显扩张且大幅侵占耕地。耕地保护情景下,耕地面积保持在合理水平,建设用地蔓延扩张趋势得到遏制,土地利用布局总体趋向合理。生态保护情景下,耕地、林地和水体得到较好保护,建设用地布局更为合理,土地利用可持续性明显提高。     

利用SPOT-6影像提取新增建设用地的方法研究

随着我国城镇化进程的推进,新增建设用地占用耕地不可避免,特别是在城市郊区/近郊区。为加强土地管理,国土部门对土地利用进行年度变更调查监测与核查工作,重点监测各类新增建设用地。SPOT-6影像是一种投入使用时间不长的全新遥感数据源。本文基于SPOT-6影像,结合基期土地利用图,利用SEaTH算法,采用面向对象的方法,研究新增建设用地自动提取算法。首先提取基期的非建设用地图斑,在其约束下对SPOT-6影像进行多尺度分割,以分割得到的新图斑为基本单元,利用光谱、纹理等特征构建土地类型识别知识库,基于SEaTH算法来实现特征优选和特征阈值自动确定,并构建了模糊分类规则,最后将分类结果与基期土地利用数据叠加分析,获取新增建设用地。实验结果表明,应用SPOT-6影像与基期土地利用图,提取新增建设用地的精度达到88%,满足土地利用年度变更调查监测与核查的基本要求。     

基于土地利用变化的生态风险评价——以广西岑溪市为例

该文以1999年及2009年岑溪市土地利用数据为来源,在GIS的支持下,分析了10年来研究区内的土地利用变化的时空特点及其转化过程,结合土地利用综合指数、耕地垦殖指数、植被覆盖指数、景观破碎度指数评价了土地利用变化的生态风险。研究表明:研究区域内10年间土地利用类型发生了复杂的相互转换,其中林草地、建设用地和耕地为研究区内变化面积最大的3种土地利用类型;受经济快速发展和城市化进程加快的影响,土地利用的广度和深度不断增大,全市土地利用趋于破碎化,土地生态风险程度有所增加。     

基于遥感的盐城市土地利用变化及其驱动力分析

基于遥感与地理信息系统技术,对Landsat TM影像进行解译,获得了盐城市2000年和2009年的土地利用分类结果。同时,采用美国国防气象卫星数据和盐城市统计年鉴数据,对土地利用变化驱动力进行了分析。分析表明:①2000~2009年间,盐城市的土地利用类型发生了重大的变化,综合变化率为0.75,并且滩涂湿地变化率最高为-8.23,其次是水域为-5.17,林草地为3.27,建筑用地为2.24,耕地为0.69。②耕地主要转化为建筑用地,转化面积达349.806 km2,其次为水域;建筑用地面积增加了近100 km2,主要由耕地、水域和滩涂湿地转化而来;林草地主要转化为耕地,转化面积的增加主要是由滩涂湿地转化而来;水域主要转化为耕地;滩涂湿地主要转化为耕地,转化面积为144.59 km2。③2000~2009年间,盐城市土地利用变化主要受到城市化水平的提高,人口、经济的进一步增长以及国家的方针和地方的政策等多方面因素的共同影响。④研究揭示了盐城市近10年间土地利用变化特征及其驱动力,为该地区的进一步合理开发利用土地提供一定的参考依据。     

基于RS/GIS的益阳市土地利用动态变化及驱动力分析

基于2005、2010、2014年三期TM遥感影像数据,进行土地利用信息提取,在此基础上开展土地利用格局变化、土地利用动态度和土地利用相对变化率分析研究。研究结果表明:在近十年中,益阳市土地利用变化的区域差异性显著,土地利用状况变化较大,其中建设用地面积增加最为显著,其次是水域,其他土地利用类型面积均减少;在新增面积上,耕地、林地、水域所占比重大,而在萎缩面积上,林地、耕地面积减少最为显著。益阳市土地利用程度处于中等偏上水平,益阳市辖各区县表现出各不一样的土地利用程度。其中经济发展、人口增长以及相关政策是引起其土地利用变化的主导因素。本文主要通过研究益阳市近十年的土地利用变化情况,分析其土地利用变动的原因,为益阳市土地利用管理决策提供参考。     

基于遥感的青岛市区土地利用动态变化研究

基于青岛市区2005年4月和2015年4月的TM影像,利用ENVI中监督分类法,结合人工目视解译,得出2005年和2015年青岛市区土地利用类型分布情况。利用土地利用类型动态模型,分析了10年间青岛市土地利用类型的变化规律。认为2005—2015年,青岛市土地利用类型产生了较大的变化,建设用地、耕地、水面、草地、林地的面积变化显著。其中,建设用地面积增加200.98 km~2;耕地面积减少105.89 km~2;水面面积减少76.68 km~2;草地面积减少69.53 km~2;林地面积增加54.45 km~2;未利用土地面积减少。说明青岛市区处于土地利用发展的时期,政府应该注重土地资源的合理利用。     

武汉城市圈土地利用时空变化及政策驱动因素分析

武汉城市圈是全国首批“两型社会”改革试验区之一,而且是中部崛起战略和长江经济带发展战略的重点区域。为了正确认识武汉城市圈土地利用时空变化特征,以及政策因素对土地利用变化的影响,本文基于2000、2005、2010和2015年4期武汉城市圈土地利用现状数据,结合GIS空间分析、数理统计、单一土地利用动态度、土地利用转移矩阵和综合土地利用动态度方法,对武汉城市圈2000-2015年以及3个5年期土地利用变化的总体特征、转化方向和区域差异特征进行研究,并分析政策因素对土地利用变化的驱动作用。结果表明：① 总体特征上,2000-2015年耕地、草地、林地和未利用地面积持续减少,建设用地和水域面积不断增多。② 变化方向上,2000-2015年以耕地、林地转化为建设用地和水域为主要特征,2000-2005年以耕地向水域和建设用地转化为主,2005-2010年以耕地向建设用地、水域,林地向建设用地转化为主,2010-2015年以耕地、林地和水域向建设用地转化为主。③ 区域时空差异上,综合土地利用动态度最大的区域集中在武汉城市圈的中部;从单一土地利用动态度看,耕地主要分布在武汉城市圈周边地区;建设用地主要集中在武汉城市圈中部;水域集中在武汉城市圈的仙桃市;林地主要在潜江市、云梦县;草地主要为英山县。④ 政策驱动因素分析上,中部崛起、两型社会、长江经济带发展战略等政策对土地利用变化具有重要影响。     

基于GF-1影像的兰州新区土地利用类型时空变化分析

近年来,国家级新区——兰州新区的发展备受瞩目。能够快速、准确获取土地利用类型变化信息,对兰州新区土地资源合理规划和科学管理具有极其重要的意义。以兰州新区为例,基于2013―2020年的GF-1 WFV遥感影像和辅助数据,在EnMAP-Box支持下,通过随机森林自动分类和人机交互相结合的方法开展土地利用类型变化监测研究,从政策、经济两方面对新区土地利用变化驱动力进行分析。研究发现:兰州新区人工地表用地面积不断增加,从2013年的171.522 km^(2)到2020年的337.397 km^(2),增加了近一倍,主城区热点区域增加更为显著,增加了122.45%,耕地和草地分别减少了57.81%和78.99%。其中,2013―2016年,建筑用地面积明显增加,主要由耕地和草地转化而来;2016―2020年,人工地表用地稳步增加。研究表明,政策因素是兰州新区土地利用发生变化的主要原因,同时经济发展和人口增长起到了驱动作用。     

厦门市土地利用年际变化遥感分析

采用多步骤遥感图像分类以及后分类变化检测方法所得到的厦门市1989、1995和2000年的图像分类图及土地利用变化转换矩阵,查明了厦门市1989～2000年的土地利用变化：城乡建设用地、耕地以及林地／园地等主要用地类型的面积及变化;大量耕地被城市扩展侵占,数量不断减少,质量不断下降。分析认为,工业化和城市化的发展、人口的增长以及自然地理条件等因素是厦门市土地利用发生变化的主要驱动力。研究表明,利用3S技术可以快速有效地对城市土地利用年际变化进行动态监测,揭示城市土地利用动态变化的特点及其内在规律,为城市规划和政府决策部门提供参考依据。     

基于土地利用格局变化的胶东半岛生境质量时空演变特征研究

生境质量受人类活动引起的土地利用变化影响日益严重,因此,对于生境质量的监测与评估具有重要意义。基于2000、2005、2010、2015和2020年土地利用数据,利用GIS空间分析技术和InVEST-Habitat Quality模型,对胶东半岛土地利用和生境质量时空特征进行定量化描述,甄别生境质量变化的热点区域,探究胶东半岛土地利用格局变化对生境质量的影响。结果表明：耕地一直是胶东半岛的主要土地利用类型,该地区整体土地转移的速率呈缓慢上升趋势,建设用地的转入和耕地的转出尤为突出;胶东半岛5个年份的生境质量平均值分别为0.565、0.560、0.552、0.548、0.545,总体上呈下降趋势;不同等级区域的面积占比大小依次为：中等、高、低、较高、较低;中等生境质量区域面积减少最多,而低等生境质量区域面积增加最多,内陆区域生境质量高值区面积小且分散,而生境质量低值区分布相对集中且呈块状、片状;生境质量指数变化速率在减缓;不同区域中,生境质量对于土地利用变化的响应不同,建设用地增加是胶东半岛地区生境质量整体下降的主要原因,而滨海湿地增加提高了局部区域的生境质量。本研究将为胶东半岛地区土地的规划管理和生态环境保护提供相关科学参考。     

政策

正《全国土地利用总体规划纲要(2006~2020年)调整方案》实施日前,经国务院同意,国土资源部会同有关部门组织编制的《全国土地利用总体规划纲要(2006~2020年)调整方案》(以下简称《方案》)印发实施,对全国及各省(区、市)耕地保有量、基本农田保护面积、建设用地总规模等指标进行调整,并对土地利用结构和布局进行优化。调整后,到2020年,全国耕地保有量为1.24亿公顷以上,基本农田保护面积为1.03亿公顷以上,建设用地总规模控制在4071.93万公顷之内。     

北京市高速公路周边土地利用变化对景观格局的影响

高速公路的快速发展在推动经济发展的同时,也对区域的生态环境产生重要的影响。在地理信息系统的支持下,本研究以北京市高速公路网10 km缓冲区为研究区域,利用缓冲区分析、空间分析、统计分析等方法探讨了高速公路周边土地利用变化对景观格局的影响规律。结果表明：① 北京市高速公路周边的土地利用类型主要以建设用地、耕地、林地为主,土地利用变化以耕地向建设用地转入最为显著;② 空间变化上,各缓冲区内土地利用变化以林地、耕地、建设用地的相互转移为主,随着与高速公路的距离增大,土地利用类型从以耕地、建设用地为主逐渐转变为以林地、耕地为主;③ 2005-2015年,各类景观的景观指数变化差异明显,其中水域的斑块密度与分离度指数变化幅度最大,耕地的形状指数增加最快,建设用地的分离度指数减少最多,这与相应的土地利用变化密切相关;④ 基于土地利用变化,北京市高速公路网对周边景观格局的影响范围约为6 km,其中林地转入建设用地以及建设用地与耕地的相互转移是引起公路周边景观空间变化差异的主要原因。     

基于CLUE-S模型的长沙市望城区土地利用变化预测

针对长沙市望城区未来土地利用在类型数量和空间分布上的变化预测问题,在该区2009～2012年期间土地利用/覆盖现状图的基础上,提出了通过Markov链模型预测类型数量、利用CLUE-S模型预测空间分布的土地利用变化预测方法。在综合影响该区土地利用变化的地形、距离驱动因子的基础上,利用CLUE-S模型预测了研究区2012年和2020年的土地利用空间分布状况。实验表明,2012年土地利用预测结果得到了较高的Kappa系数和ROC值,间接证明了2020年的预测结果具有一定的可信度,对该区土地资源优化配置具有一定的参考价值和借鉴意义。     

城市用地遥感监测与动态变化分析——以成都市土地利用为例

本文以成都市为例,应用1996和2002年两期的TM影像资料,对该市6年来的土地利用变化情况及其特点进行了研究,分析出该市各类土地利用数量变化的幅度、速度、区域差异以及土地利用空间变化的主要类型、分布特征和区域方向。结果表明:①从1996年至2002年,成都市土地利用结构变化较大,主要表现为耕地、未利用土地的大量减少和林地(园地)、城镇、居民建设用地的大幅度增加,而水域、草地面积变化不十分明显;②6年间,成都市不同土地利用类型之间的相互转化比较复杂,其主要发生在耕地、林地(园地)、城镇、居民建设用地及未利用土地之间;③成都市各类土地利用变化类型分布呈现出明显的区域差异性。同时,相同土地利用变化类型在不同区域的空间分布状况也存在着较大的差异。     

中国海岸带土地利用遥感制图及精度评价

土地利用遥感制图结果是支撑全球气候变化和区域可持续发展等领域科学研究不可或缺的重要基础数据,而制图精度方面的评价信息则决定土地利用遥感制图结果的完整性、可靠性、可用性、可控性和可传播性。本文概述2000、2005、2010和2015年多时相中国海岸带土地利用遥感制图的数据源和技术方法,针对2010年和2015年制图结果,基于Google Earth高分影像通过目视判读获得精度评价所需的参考数据,进而建立混淆矩阵并评估制图的精度。结果表明：① 2010和2015年中国海岸带土地利用遥感制图结果的总体精度分别为95.15%和93.98%,Kappa系数分别为0.9357和0.9229,表明2个时相遥感制图结果的精度总体较好;② 中国海岸带土地利用遥感制图结果的精度水平存在较为显著的区域差异,2010年时相江苏沿海区域的精度最高,2015年时相津冀沿海区域、上海市、海南省和台湾省的精度均比较高,2个时相均以福建省沿海区域的精度最低;③ 中国海岸带土地利用遥感制图结果的精度水平存在显著的类型差异,总体上,耕地、林地、草地和滨海湿地的分类精度较高,而建设用地、内陆水体和人工咸水湿地的分类精度则相对较低,未利用土地则是错分最严重的类型;④ 耕地与林地之间、建设用地与草地之间相互误分比较显著,内陆水体容易被错分为耕地、林地和建设用地,人工咸水湿地容易被误分为耕地和建设用地,未利用土地容易被误分为耕地,这些都是未来时期数据持续更新过程中应该重视的问题。本文有望为海岸带土地利用变化遥感监测和科学研究提供必要的支持。     

山阴县城乡结合部土地利用基于马尔柯夫模型的变化预测

根据1996-2005年山阴县城乡结合部各类土地利用数据,以及各年土地类型转移数据得到年均转移概率,并以此建立马尔柯夫预测模型,对2006-2010年的土地利用变化趋势进行模拟预测.结果显示,在政策基本不变的前提下,未来5年研究区内的园地面积仍将不断的增加;耕地和林地的面积将有所减少,其主要的去向还将是伴随城市化发展而进行的建设用地的扩张;而在研究区内未利用地的变化幅度不是很大,因此,在未来土地利用规划中应特别注意城乡结合部未利用土地的复垦,增加城市发展的后备力量.     

曲阜市土地利用变化及其影响因素研究

该文根据曲阜市1991年、2000年、2005年3期土地利用变化数据,分析了曲阜市土地利用变化的基本特点,即耕地、园地、水域面积大量减少,居民点及工矿用地、交通用地、林地面积大量增加。运用SPSS12.0软件分析了影响土地利用变化的主导因素。结果表明,经济发展、城镇化和工业化、人口增长和农业生产效益是曲阜市土地利用变化的主导因素。     

1980—2020年济南市土地利用变化对生态系统服务价值的影响

面对资源紧缺、土地利用方式不合理、生态系统退化等问题,探索土地利用变化对生态系统服务价值的影响,对于制定适宜的国土空间规划、自然资源管理、生态文明建设等方面的政策措施具有重要意义。本文选取济南市作为研究区域,探讨了1980—2020年研究区土地利用结构变化以及土地利用类型间转移情况,并核算了生态系统服务价值,分析了不同土地利用类型对生态系统服务价值变化的生态贡献率。研究结果表明：(1)在研究时段内,研究区建设用地面积呈现持续增加的趋势;在1980—2000年阶段,耕地、林地、草地、水域面积呈现波动式变化,在2000—2020年阶段处于持续下降的趋势。(2)1980—2020年,生态系统服务总价值呈先下降后上升再下降的趋势;从单项服务价值来看,供给、调节、支持和文化4种主要的服务价值均有不同程度的减少,尤其在2005—2010年,下降幅度最大。(3)耕地对济南市生态系统服务价值变化影响最大,主要由于研究区内受城市发展的影响,导致耕地面积大幅减少,其次影响较大的是林地、草地和水域。     

顾及轨道交通影响的浙中城市群土地利用多情景模拟与分析

土地利用变化受到地形地貌、自然环境、城市规划和经济发展等的影响,预测其未来情景对政策调整具有重要的参考意义。元胞自动机模型是模拟和预测不同规划政策下土地利用变化的常用方法。本文基于GlobeLand30数据集,利用浙中城市群2000-2010年土地利用变化校准FLUS模型,并模拟2010年土地利用格局,其总体精度、Kappa系数和图形优化(FOM)分别为89.74%、82.69%和29.86%。采用马尔可夫链预测2030年各类型土地总量,利用FLUS预测一般条件下(常规情景)和城市轨道交通规划站点影响下(轨交情景)浙中城市群未来土地格局。结果表明,在5 km范围内城市轨道交通站点对建设用地增长影响较大,在该区域轨交情景比常规情景面积增加45.25 km^2、且主要发生在城市边缘区。建设用地扩张主要通过侵占优质农田实现,轨交情景5 km范围内农田转化为建设用地比常规情景增加33.34 km^2,建设用地扩张强度高于常规情景,其中最低扩张强度以上占比高于常规情景3.70%。景观指数表明,2种情景中林地、草地和水域格局具有较高相似性。本研究表明,综合使用FLUS、遥感、GIS等技术方法,能够准确模拟和预测不同规划条件下未来土地利用格局,并为规划和政策调整提供高可信空间数据。     

南宁市土地利用变化情况及其驱动力分析

土地资源的稀缺性、不可再生性、利用的外部性要求人类要有意识地认识土地系统变化，以调控土地利用管理和辅助土地利用规划决策，实现土地可持续利用。本论文对南宁市1996-2003年土地利用结构及其变化进行了分析，采用回归分析揭示耕地、建设用地变化驱动力，最后提出南宁市土地利用变化的政策性建议。