土地利用/土地覆被变化CLUE-S模型与应用分析——以扬州市为例

本文以扬州市市辖区为例,利用2001年的ETM影像与2007年的ALOS影像两期遥感数据,采用面向对象的信息提取方法,获取了扬州市2001年与2007年两期土地利用空间分布图.在此基础上,研究了CLUE-S模型的原理及CLUE-S模型的应用;探讨了CLUE-S模型所需数据、驱动因子选取、模拟参数设置、模拟结果获取等,进...     

基于CA-Markov模型的长沙市望城区土地利用/覆盖变化预测

为获取望城区未来土地利用/覆盖的数量及空间分布情景,本文利用2009、2010、2012年土地利用/覆盖数据、DEM及社会经济数据,运用Logistic模型分析土地利用变化与各驱动因子间的定量关系,综合区域限制条件修正土地利用适宜性概率,最终耦合CA-Markov模型对2020年土地利用进行模拟与预测。模拟结果较好地揭示了望城区土地利用动态变化趋势,一定程度上指导该地区的土地资源优化配置。     

区域土地利用变化的多情景分析——以内蒙古自治区太仆寺旗为例

区域土地利用变化的情景分析涉及到影响土地利用变化的诸多因素,引起了目前学术界的广泛关注与重视。论文利用系统动力学模型与CLUE-S模型的理论框架,构建了太仆寺旗土地利用变化系统动力学模型及其时空变化模拟模型,通过对太仆寺旗土地利用变化的情景设计,实现了土地利用变化的多情景分析。研究表明,太仆寺旗在人口增长、经济发展与农牧业生产发展等宏观背景下,各种土地利用类型在诸驱动因子的综合作用下处于一个动态变化过程之中。不同的模式下,各用地类型间的竞争导致区域土地利用演替的差异较大,但参考模式、生态模式与经济模式的设计及其模拟出的土地利用变化情景,都显示出太仆寺旗县城东北部和西北部的未利用土地的集中分布区将成为未来近20年时间内土地利用变化的敏感地带。     

东阿县土地利用覆被变化分析

以东阿县作为研究区域,采用地理信息系统技术和Excel软件,利用数学模型定量研究区域土地利用的时空变化。应用土地利用动态模型、土地利用程度时空演变模型等来研究东阿县土地利用的变化,主要有各类型土地利用数量变化分析、结构空间变化分析、土地利用程度变化分析。对东阿县未来土地的可持续利用提出建议和对策。     

防城港市土地利用结构的计量地理分析

文章介绍采用2015年土地利用变更调查成果数据,运用多样化指数、洛伦兹曲线、集中化指数、区域组合类型和土地利用程度综合指数等景观生态学的计量地理模型,分析防城港市土地利用数量结构和空间分布特征。研究表明:计量地理模型较好地映射出自然条件和经济社会发展程度差异下的土地利用结构和空间分布特征,土地利用结构多样化和集中化差异较大。十万大山山脉两侧的土地利用结构多样化指数较低,集中化指数较高;沿海沿边区域的土地利用结构多样化指数较高,集中化指数低。研究成果可为该区土地资源优化配置和可持续发展提供参考。     

土地利用动态变化的空间测算模型研究

本文以GIS叠置分析为辅助手段,将研究区域(广州市海珠区)的土地细分出未变化部分、转移部分和新增部分等三种空间类型,并据此对现有测算土地利用变化速率的数量分析和动态度模型进行了评析,提出了修正后的空间信息测算分析模型,旨在更为精细和准确地测算各土地利用类型的动态变化程度。或者更具体地说这种模型最主要是从微观角度的空间区位上认识不同用地类型变化的面积和速度(增加或减少)的情况,并且要清楚知道变化的用地在空间的分布和时空规律。结合社会经济情况来探讨这种情况发生的原因及其可能产生的结果。该研究对沿海发达地区未来城市土地利用的合理规划有一定的借鉴意义。     

基于CLUE-S模型的辽河流域景观格局空间分布模拟

基于CLUE-S模型,以辽河流域为研究区,利用2000年和2010年两期土地利用数据,采用Logistic逐步回归方程ROC曲线,选择高程、距离、土壤等8种驱动因子,对2010年景观格局进行模拟,并依据2010景观格局、相应的辽河流域土地利用规划,设置3种不同情景,进行2010-2020年景观格局模拟。研究表明：(1)模拟的2010年景观格局,kappa精度达到90%以上,表明CLUE-S模型在辽河流域具有良好的景观格局模拟能力。(2)辽河流域在不同情境下,建设用地均出现不同程度的增加,耕地出现不同程度减少。其中,情景2中,森林有所减少,耕地转化幅度较大,建设用地围绕辽河流域城镇带建设逐步扩展,集中在沈阳、抚顺、鞍山等工业发达城市;情景3中,森林、湿地逐步扩大,表现在东部退耕还林,南部紧靠辽海入口湿地增加。研究结论可为未来辽河流域的生态保护建设及景观格局合理规划提供参考依据。     

土地利用变化监测与分析的一种方法

土地利用变化监测方法有很多种,本文提出了一种基于IDRISI平台进行土地利用变化监测的方法。以北京市昌平区为研究区域,对2001年和2005年昌平区土地利用数据进行统一土地利用类型和格式转换,输入IDRISI中的LCM模块得到2009年的预测土地利用图,并与基于TM遥感卫星影像解译的2009年图进行精度对比,在此基础上预测研究区2020年建设用地状况。结果表明:基于IDRISI中的LCM模块进行土地利用变化预测具有较高的精度。预测结果显示昌平区2020年建设用地总面积增长了13.2%,过程中存在建设面积大量侵占耕地、植被的现象。文章建议研究区在今后的发展中应做到限制建设用地面积的快速增长,提高其土地利用集约度,严守耕地红线,提升土地产能。     

新疆土地利用空间结构和布局分析

基于2008年新疆土地利用数据,采用计量地理学模型,并借助SPSS软件和ArcGIS软件,对新疆各地州(市)的土地利用数量结构和空间格局现状进行了定量分析,并与全国土地利用结构对比。结果表明:新疆现状土地资源具有明显的地域差异,北疆地区土地利用程度明显优于南疆,这种差异与所处的地理位置、地形地貌密切相关;土地利用结构的多样性和集中度由北向南递减;新疆的土地利用结构单一,各地区的土地利用类型组合系数普遍不高,反映出新疆土地利用的整体功能还有很大的提升空间。     

北京市土地利用动态变化及其预测

土地利用是人类经济活动在地理空间的集中体现。基于GIS的北京市土地利用遥感信息的叠置分析,发现北京市土地利用近15年来变化比较剧烈;以2000年的土地利用为基态,建立Markov模型,对北京市未来土地利用变化进行了预测分析,发现与国务院的要求还有很大差距,建议采取得力措施,加强土地利用管理,有效保护耕地。     

Simulation of land-use scenarios for Beijing using CLUE-S and Markov composite models

This study investigated and simulated land use patterns in Beijing for the year 2000 and the year 2005 from the actual land use data for the year 1995 and the year 2000,respectively,by combining spatial land allocation simulation using the CLUE-S model,and numerical land demand prediction using the Markov model.The simulations for 2000 and 2005 were confirmed to be generally accurate using Kappa indices.Then the land-use scenarios for Beijing in 2015 were simulated assuming two modes of development:1) urban development following existing trends;and 2) under a strict farmland control.The simulations suggested that under either mode,urbanized areas would expand at the expense of land for other uses.This expansion was predicted to dominate the land-use conversions between 2005 and 2015,and was expected to be accompanied by an extensive loss of farmland.The key susceptible to land-use changes were found to be located at the central urban Beijing and the surrounding regions including Yanqing County,Changping District and Fangshan District.Also,the simulations predicted a considerable expansion of urban/suburban areas in the mountainous regions of Beijing,suggesting a need for priority monitoring and protection.     

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。     

Estimation of regional evapotranspiration in alpine area and its response to land use change: A case study in Three-River Headwaters region of Qinghai-Tibet Plateau, China

Three-River Headwaters(TRH) region involved in this paper refers to the source region of the Changjiang(Yangtze) River,the Huanghe(Yellow) River and the Lancang River in China.Taking the TRH region of the Qinghai-Tibet Plateau as a case,the annual evapotranspiration(ET) model developed by Zhang et al.(2001) was applied to evaluate mean annual ET in the alpine area,and the response of annual ET to land use change was analyzed.The plant-available water coefficient(w) of Zhang’s model was revised by using vegetation-temperature condition index(VTCI) before annual ET was calculated in alpine area.The future land use scenario,an input of ET model,was spatially simulated by using the conversion of land use and its effects at small regional extent(CLUE-S) to study the response of ET to land use change.Results show that the relative errors between the simulated ET and that calculated by using water balance equation were 3.81% and the index of agreement was 0.69.This indicates that Zhang’s ET model based on revised plant-available water coefficient is a scientific and practical tool to estimate the annual ET in the alpine area.The annual ET in 2000 in the study area was 221.2 mm,11.6 mm more than that in 1980.Average annual ET decreased from southeast to northwest,but the change of annual ET between 1980 and 2000 increased from southeast to northwest.As a vast and sparsely populated area,the population in the TRH region was extremely unbalanced and land use change was concentrated in very small regions.Thus,land use change had little effect on total annual ET in the study area but a great impact on its spatial distribution,and the effect of land use change on ET decreased with increasing precipitation.ET was most sensitive to the interconversion between forest and unused land,and was least sensitive to the interconversion between cropland and low-covered grassland.     

济南市长清区2011—2020年土地利用变化时空分异特征及其成因

研究城市土地利用时空变化特征及驱动因素对城市促进合理利用土地资源、生态—社会—经济可持续发展具有重要意义。本研究运用ArcGIS定量提取土地利用数据,建立土地利用变化幅度模型和土地利用变化程度模型,分析长清区2011—2020年土地利用时空变化特征;选取8个社会经济驱动因子,利用皮尔逊相关系数法研究土地利用变化的社会经济驱动机制。结果表明,2017年后长清区土地利用处于调整阶段,应优化土地利用规划,提升土地利用社会—经济—生态综合效益。     

日照市东港区土地利用结构与空间布局分析

通过对土地利用的多样化指数、集中化指数以及土地利用组合类型3种方法分析东港区土地利用结构,运用优势度指数和均匀度指数作为衡量土地利用空间布局的指数,对东港区土地利用结构和空间布局进行定量分析,得出该区土地利用集中化程度较低,土地利用总体功能不高。为全区土地利用的空间分布提供基础依据,对优化土地利用提供现实基础。     

Spatio-temporal Dynamic Simulation of Land use and Ecological Risk in the Yangtze River Delta Urban Agglomeration,China

Rapid urbanization leads to dramatic changes in land use patterns, and the land use/cover change(LUCC) can reflect the spatial impact of urbanization on the ecological environment. Simulating the process of LUCC and predicting the ecological risk future changes can provide supports for urban ecological management. Taking the Yangtze River Delta Urban Agglomeration(YRDUA),China as the study area, four developmental scenarios were set on the basis of the land use data from 2005 to 2015. The temporal land use changes were predicted by the integration of the system dynamic and the future land use simulation(SD-FLUS) model, and the geographically weighted regression(GWR) model was used to identify the spatial heterogeneity and evolution characteristics between ecological risk index(ERI) and socio-economic driving forces. Results showed that: 1) From 2005 to 2015, the expansion of construction land(7670.24 km~2) mainly came from the occupation of cultivated land(7854.22 km~2). The Kappa coefficient of the SD-FLUS model was 0.886, indicating that this model could be used to predict the future land use changes in the YRDUA. 2) Gross domestic production(GDP) and population density(POP) showed a positive effect on the ERI, and the impact of POP exceeded that of GDP. The ERI showed the characteristics of zonal diffusion and a slight upward trend, and the high ecological risk region increased by 6.09%, with the largest increase. 3) Under different developmental scenarios, the land use and ecological risk patterns varied. The construction land is increased by 5.76%, 7.41%, 5.25% and 6.06%, respectively. And the high ecological risk region accounted for 12.71%, 15.06%, 11.89%,and 12.94%, correspondingly. In Scenario D, the structure of land use and ecological risk pattern was better compared with other scenarios considering the needs of rapid economic and ecological protection. This study is helpful to understand the spatio-temporal pattern and demand of land use types, grasp the ecological security pattern of large-scale areas, and provide scientific basis for the territory development of urban agglomeration in the future.     

黄河三角洲景观格局变化及生态风险评价

黄河三角洲具有极高的生态价值,研究其景观格局及生态风险对促进黄河三角洲高质量发展具有重要意义。本文以黄河三角洲1980年、2000年和2020年土地利用数据为基础,分析土地转移及景观格局特征,同时构建生态风险评价模型揭示生态风险时空演变及空间相关性。结果表明：(1)耕地是黄河三角洲最主要的地类,占比在60%以上,1980—2020年土地转移主要发生在耕地、建设用地、水域和未利用地之间。(2)1980—2020年黄河三角洲景观斑块数、景观斑块密度、景观最大斑块指数、景观形状指数和香农多样性指数均呈下降趋势,区域整体趋向简单化和聚集化。(3)黄河三角洲高风险区和较高风险区主要环渤海分布,1980—2020年各级风险区转出最大面积均为更低级风险区,生态风险有所降低。     

Land use scenario simulation of mountainous districts based on Dinamica EGO model

Mountainous area makes up 22% of global land, and rational land use in this area is important for sustainable development. Mentougou district has been positioned as an ecological conservation development zone of Beijing and significant land use changes have taken place since 2004. With the combination of GIS and Dinamica EGO(Environment for Geoprocessing Objects) model, the quantitative structure and spatial distribution of land use in Mentougou from 2006 to 2014 are analyzed in this paper. Considering topography has influence on the action mode of driving factors, the research area is divided into two parts based on elevation, mountainous area above 300 m, plain and shallow mountainous area below 300 m. Based on cellular automata theory, the probability of land use change is calculated by Weights of Evidence method and the spatial distribution of land use is simulated by means of two complementary spatial transition functions: Expander and Patcher. Land use pattern of Menougou in 2030 for three kinds of scenarios: trend development, rapid development and ecological protection are simulated. The comparison shows that the trend development scenario is more reasonable based on social, economic and environmental considerations and other scenarios provide a reference for improving irrational land use.