基于遥感时空融合的合肥市土地利用/土地覆盖变化分析与模拟

论文摘要

随着城市化进程的不断加快,近年来合肥市经济得到了飞速的发展,随之而来的建设用地的不断扩张,耕地的大量减少,生态环境被破坏,土地利用的矛盾日益加剧,促使土地利用/土地覆盖（LULC）研究格外重要,而土地利用/土地覆盖预测不仅对分析土地覆盖变化至关重要,同时对指导合理的土地利用规划和管理具有重要意义。目前遥感技术已经广泛应用于土地利用/土地覆盖研究中,其大范围同步观测的特点可以满足土地利用/土地覆盖时空连续分析的要求。但是由于技术和预算限制引起的空间和时间分辨率之间的权衡,难以使用现有的遥感图像同时描述土地利用/土地覆盖预测中的空间异质性和时间变化。本文以安徽省合肥市为研究对象,利用时空融合（STF）获得高时空分辨率的夏季遥感影像。分析了合肥市过去30年间土地利用/土地覆盖的时空演变特征,探讨时空融合在土地利用/土地覆盖预测中的可行性,并对未来的土地利用/土地覆盖进行预测（2020年、2022年、2027年和2032年）。本文得出以下结果:（1）时空融合获得的数据适用于土地利用/土地覆盖预测,具有较高的可用性和有效性。本文分别从定量和定性二方面对比分析融合结果与真实数据,由结果分析可知,融合结果的物候、地物类型特征和空间分布与真实影像非常接近,且二者之间的平均绝对误差（AAD）较低,相关系数（R2）值较高,表明时空融合方法可以较好的捕获到反射率变化。我们进一步对比基于融合数据与真实数据的预测结果,发现他们的预测结果及其相似,且具有较高的精度。由此可以得出结论,时空融合获取的数据适用于土地利用/土地覆盖预测,具有较高的可用性和有效性。（2）高时间分辨率的遥感数据可以缩短预测过程中的年际间隔,获得特定年份的土地利用/土地覆盖预测结果,并且提高预测精度。确认时空融合方法在土地利用/土地覆盖预测中可行性后,获得高时间分辨率的夏季遥感数据,进而比较不同年际间隔下的土地利用/土地覆盖预测精度。本研究利用1987年、1997年、2002年、2007年、201 1年、2012年和2014年的土地利用/土地覆盖图用于预测2017年土地利用/土地覆盖图。由结果分析可知,3年、5年、10年和15年年际间隔预测结果的总体精度分别为90.48%、87.76%、85.10%和82.36%,Kappa系数分别为0.8200、0.7767、0.7185和0.6578。由此得出结论,时空融合方法可以缩短预测的年际间隔,提高土地利用/土地覆盖预测精度,进而得到特定年份的土地利用/土地覆盖数据,为未来生态环境保护和合理制定土地利用决策信息提供可靠依据。（3）合肥市土地利用动态演变特征分析。基于时空融合方法,获得1987年、1992年、1997年、2002年、2007年、2012年和2017年夏季Landsat数据用于分析土地利用/土地覆盖变化信息。1987-2017年耕地面积从77.83%下降到63.82%;建设用地面积从13.17%增加到27.47%;水域和植被的面积呈下降趋势,但总体而言,它们处于相对稳定的状态（水域面积从6.12%下降到6.03%,植被面积从2.88%下降到2.68%）。由于合肥市城市化进程的加剧,给自然景观带来一定的负面影响,合肥市需要加强生态文明建设与绿地、水资源的保护。（4）合肥市土地利用/土地覆盖预测结果分析。从1987-2032年土地利用/土地覆盖数据可以看出,耕地、水和植被面积分别减少33.14%、2.03%和16.36%,建设用地面积增加200.46%。2017-2020年建设用地年均增长率和耕地年均减少率达到峰值（建设用地面积平均每年增加3.18%,耕地面积平均每年减少8.00%）。城市扩张速度将在2017-2020年三年间达到峰值,并将在2020年后放缓。未来三年,协调土地利用和保护城市生态环境是一项重大挑战,特别是要制定合理的城市发展规划。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陆雨婷

导师: 吴鹏海

关键词: 土地利用,土地覆盖预测,模型,时空融合,高时空分辨率

来源: 安徽大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 自然地理学和测绘学

单位: 安徽大学

分类号: P237

总页数: 58

文件大小: 4833K

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标签：土地利用论文;  土地覆盖预测论文;  模型论文;  时空融合论文;  高时空分辨率论文;