基于CA-Markov模型的北流市土地利用变化模拟研究

论文摘要

北流市是一个人多地少的县级市,在各类政策的引领推动下社会经济快速发展,为了满足自身发展需求,需要以土地作为空间载体。因此,对当地土地利用现状和复杂的动态演变过程进行深入的探讨并在此基础上预测其未来发展情形,有利于帮助北流市相关部门制定长久科学的发展规划,实现区域可持续发展。以北流市2005年、2010和2015年遥感监测影像数据为基础,运用ArcGIS平台的空间分析方法,对北流市原始影像进行预处理,根据研究需要对土地利用类型进行重新划分,选取一些在土地利用数量和空间变化规律上起指导作用的指数方法,比如:土地利用结构、土地利用动态度、土地利用转移矩阵和景观格局等方面去定量分析近15年来北流市土地利用变化情况;选择高程、坡度、到行政中心的距离,到主要交通路网的距离,人均GDP,人口密度等几个可以引起土地利用变化的要素组成北流市驱动力研究的基本框架,使用Logistic回归分析方法,探索该地区土地利用变化规律;为了直观地表达未来有可能发生土地利用情景,根据北流市自身的地域特点,构建CA-Markov模型,在IDRISI软件上对2025年北流市土地利用情景进行模拟,通过分析研究,具体结论如下:（1）不均匀分布是北流市土地利用结构的整体特征,林地是分布最广的地类,在各类土地利用类型中占主导地位。年平均变化呈增加状态主要是建设用地,耕地年平均变化减幅最大。在土地利用转移矩阵方面,耕地的转出量是很大的,而且各个地类都有耕地的转出补充;同时,建设用地转入量最大,转移来源为耕地、林地、草地等各种地类。土地利用景观格局破碎化程度在不断的增加,没有向集中连片的方向发展,但景观多样性在研究区间内有比较大的提升,在景观类型上得到了较好的演替更新。（2）高程、坡度、到行政中心的距离,到主要交通路网的距离,人均GDP,人口密度等是对北流市土地利用变化产生影响的因子。耕地受自然因素和区位因素的影响较大;草地在坡度较大、高程较高、人口密度和人均GDP越小的区域出现的概率较大;水域主要分布在距主要道路较远、坡度较缓的地方;人口密度、人均GDP对建设用地产生正向影响。（3）将遥感解译出来的2015年北流市实际土地利用数据与利用CA-Markov模型模拟得到的2015年北流市土地利用预测图进行分析,做精度检验,结果显示:数量模拟基本达到90%,Kappa系数为84.62%,预测结果符合研究需要,可以运用该模型继续进行下一步的研究。（4）利用CA-Markov模型对研究区2025年土地利用格局进行分情景预测。自然发展模式下,北流市增长的建设用地主要集中在西北区域,由于建设用地大量侵占耕地,所以研究区耕地则表现为大幅度减少的趋势,且水域等重要生态用地没有得到特殊保护,人地矛盾逐渐显露出来,对北流市的生态安全造成一定的威胁;生态保护模式下,设定不得占用基本农田和水域不转化为其他土地利用类型的等环境友好型政策,一定程度上缓解了耕地保护的压力,有利于区域可持续发展。（5）对情景模拟结果进行分析,为北流市的土地资源科学管理提供针对性的建议:强化空间规划的基础作用,统筹布局城镇发展;开展全域的土地综合整治工程,将绿色、生态理念融入到土地综合整治设计中,落实耕地占补平衡制度,使得耕地数量不减少质量不降低;加快推进集体经营性建设用地入市改革试点建设,形成可推广的成熟制度在全域范围内实施,大力推行城乡建设用地增减挂钩项目;推进城镇低效用地再开发项目,优化当地人民的人居环境,实现区域的协调发展,让城乡居民共享改革红利,构建具有北流市特色的“三生”空间。

论文目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究意义

1.3 国内外研究进展

1.3.1 土地利用变化状况研究进展

1.3.2 LUCC驱动力与驱动机制研究进展

1.3.3 LUCC预测模拟模型研究进展

1.4 研究内容与方法

1.4.1 研究内容

1.4.2 研究方法

1.5 技术路线

2 基于CA-Markov模型的土地利用变化研究理论与方法

2.1 土地利用变化相关理论基础

2.1.1 人地关系协调理论

2.1.2 可持续发展理论

2.2 Logistic回归模型土地利用变化驱动因子分析方法

2.2.1 Logistic回归模型

2.3 土地利用变化模拟相关方法

2.3.1 Markov模型

2.3.2 元胞自动机模型

2.3.3 CA-Markov模型

3 研究区概况与数据来源

3.1 研究区自然条件

3.1.1 地理区位

3.1.2 地形地貌

3.1.3 气候和水文

3.1.4 土壤和生物

3.2 研究区社会经济条件

3.3 数据来源

4 北流市土地利用变化分析

4.1 土地利用结构变化分析

4.2 土地利用动态度分析

4.3 土地利用转换矩阵分析

4.4 景观格局变化分析

4.4.1 类型水平变化分析

4.4.2 景观水平变化分析

5 北流市土地利用变化驱动因子分析

5.1 高程因素

5.2 坡度因素

5.3 行政中心因素

5.4 交通因素

5.5 社会经济因素

5.6 基于Logistic模型的土地利用变化驱动因子分析

5.6.1 驱动因子的共线性诊断分析

5.6.2 二元Logistic回归分析

6 北流市土地利用变化情景模拟

6.1 CA-Markov模型构建原理

6.2 CA-Markov模型的构建

6.2.1 数据准备

6.2.2 基于Markov模型的土地利用变化总量预测

6.2.3 基于Logistic方法的转换适宜性图集

6.3 北流市2015 年土地利用模拟及精度验证

6.3.1 北流市2015 年土地利用模拟

6.3.2 模型精度验证

6.4 北流市未来土地利用模拟预测

6.4.1 自然发展情景

6.4.2 生态保护情景

6.4.3 情景模拟分析

6.4.4 北流市未来土地利用发展的建议

7 结语

7.1 主要结论

7.2 不足与展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间的科研成果

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 赵海杨

导师: 胡宝清

关键词: 土地利用变化,模拟预测,模型,北流市

来源: 南宁师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,经济与管理科学

专业: 数学,农业经济

单位: 南宁师范大学

分类号: O212;F301.2

总页数: 64

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