上海轨道交通对城市土地利用变化的影响

利用1989、2005年上海市1∶50 000彩红外航空遥感影像解译的土地利用数据,基于GIS技术,定量研究了上海轨道交通对城市土地利用动态变化的影响,并用Markov模型对研究区2010—2025年间的土地利用变化进行了初步预测.结果表明：轨道交通加快了上海市土地利用的转化,促进了以耕地为主的自然景观向居住、公共设施用地等土地获益较高的人工景观转化;轨道交通增加了研究区的土地利用程度;1989—2005年,研究区其他用地（以在建用地为主,下同）、公共设施用地、绿地、耕地、水域的转化率较大,其中,其他用地的变化速度最快,水域的变化速度最慢;2010—2025年,耕地、水域的面积和比例将继续减少,居住、公共设施用地等人工景观的面积则呈继续增加的趋势.从提高土地利用程度和土地获益的角度,轨道交通沿线的这种土地利用结构仍需要进一步调整,以增加土地的集约化程度和实现土地资源的可持续利用.     

三峡库区典型流域聚落变迁的土地利用效应

三峡库区是典型的移民区和生态敏感区,探究其由于聚落变迁所引发的土地利用转移效应对于区域社会经济发展和生态恢复具有重要意义。以库区腹地草堂溪流域为研究对象,基于2000—2018年GOOGLE EARTH高分影像,结合当地自然地理环境和社会经济发展从微观尺度对山区聚落变迁的土地利用效应进行剖析。研究表明:(1)扩张型聚落周边以耕地转为果园为主;衰退型聚落周边土地利用转型主要表现为耕地向果园、有林地转变;自然增长型聚落周边以耕地和灌木林地向有林地,果园转化;消没型聚落周边以耕地,果园转为林草地,撂荒地为主,经济和生态效益均有所提高;且除消没型聚落外,另外3种聚落类型周边土地利用功能逐渐向生产生态功能转变,消没型周边土地利用功能逐渐侧重于生态功能。(2)2000—2010年,聚落变迁劳动力转移是聚落周边用地类型变化的根本因素,政府政策是是造成土地利用转型的直接因素;2010—2018年社会经济发展是土地利用转型的直接驱动因素,而农户生计需求是引发用地类型变化的根本驱动力;(3)聚落的变迁,不仅驱动了土地利用转型而且促使流域内经营主体由农户个体经营向政府、企业为主的经营主体转变。研究结果对于库...     

基于CA-Markov模型的漓江流域土地利用模拟研究

土地利用/覆被变化是研究全球范围内的人类活动对土地利用、开发以及对环境变化的影响, 是人类可持续发展研究中必不可少的一部分。选择国家重点保护的漓江为研究对象, 基于2005、2010、2015年Landsat7TM/ETM影像, 利用ENVI对影像预处理, 最大似然进行监督分类, 借助土地转移矩阵, 选取四个(坡度、水域、建设用地、GDP指数)限制性因素作为适宜性图集, 运用CA-Markov模型预测2020年漓江流域土地利用类型。结果表明: (1) 2005-2015年漓江流域土地利用/覆被变化特征显著, 耕地、草地面积减少, 林地、水域、建设用地面积增加, 其中, 建设用地变化最大, 动态度为13.64%。(2)从土地利用转移矩阵知, 耕地向林地, 草地向林地为主要转移流, 各地类的内部转入转出较频繁。(3)模拟预测研究区2020年建设用地持续增加, 耕地、草地持续减少。研究揭示漓江流域土地利用变化的内部机制, 以期为促进研究区土地资源配置的高效性和合理性提供参考依据。     

湖泊型流域洪涝灾害经济损失多情景模拟——以南四湖流域为例

洪涝灾害情景模拟与损失预估对湖泊型流域防洪减灾和可持续发展具有重要意义。以我国典型的湖泊型流域南四湖流域为例,利用CA-Markov模型预测2030年三种用地情景,采用P-III型概率曲线构建10、20、50、100 a四个重现期强降雨情景,得到12种组合情景;通过InVEST模型和等体积淹没法量化不同情景的径流和淹没深度;在各产业GDP空间预测的基础上计算12种情景的洪涝直接经济损失。结果表明:(1) CA-Markov模型在南四湖流域的土地利用模拟精度较高,三种用地情景的各地类变化显著;(2)用地变化对流域洪涝灾害的影响显著,其中城镇发展情景下洪涝灾害风险最大,而生态保护情景风险最低;(3)暴雨强度会明显增加各用地情景的经济损失,但增幅在50 a重现期后有所减缓;生态保护情景的经济损失最少,介于97.39-128.81亿元之间,与其他情景相比,该情景可在一定程度上减少洪灾损失。为此,在气候变化背景下湖泊型流域可持续发展应充分考虑土地利用变化对洪涝灾害风险的影响,合理扩张城镇建设用地,优化布局生态用地,充分发挥国土空间规划在防洪减灾方面的作用。     

近28年金昌市土地利用动态变化及模拟预测

基于1987、1999、2006和2014年的4期Landsat TM/ETM+和Landsat-8 TIRS遥感影像,综合运用RS与GIS技术手段,在Workstation平台下选择Arc Tools和Arc模块,获取土地利用矢量数据,再利用IDRISI Selva 17.0软件平台下的CA-Markov模型对金昌市土地利用空间格局和发展趋势进行模拟。结果表明:近28年来,金昌市建设用地、林地和耕地增加,其中建设用地增加最突出,增加了96.98%,且增加主要集中于人类活动强烈地带——城镇和工矿业所在地及交通线附近;而未利用地、草地和水域减少,并以未利用地和草地减少较突出,分别减少5.13%和4.32%;在土地利用类型相互转化中,未利用地向建设用地、草地向未利用地和水域向未利用地的转变规模最显著;未来16年,金昌市土地利用变化大致保持原有的变化趋势,但变化幅度增大,即建设用地、林地、耕地和水域将处于增加趋势,而未利用地将减少并处于被高度开发阶段,草地将减少且还会有明显退化趋势;因此,保护草地对金昌市生态环境及防风固沙显得尤为重要。     

基于CA-Markov模型的呼图壁县土地利用景观格局预测研究

以2002、2009、2016年三期遥感影像数据为基础, 运用GIS技术及景观生态学理论, 对呼图壁县近14年的土地利用景观格局变化特征及其各景观类型空间转化特点进行了分析。并结合CA-Markov模型对土地利用类型特征参数、景观格局指数等进行模拟, 预测和分析未来7年土地利用和景观格局演变特征。结果表明: 从时间尺度分析, 研究区内景观格局有较大变化, 主要表现为耕地与建设用地的增加; 从景观类型转移分析可知, 耕地与建设用地的交替变化最为显著, 其主要集中于中部地区; 景观类型水平指数分析得到, 林草地、水域及耕地整体破碎化程度低, 未利用地则表现相反; 从景观水平分析可知, 研究区内景观整体破碎度与复杂度增高, 同时斑块逐渐趋于离散分布, 景观结构不稳定性增加。研究结果可为该区域提供更为科学有效的生态环境保护措施, 以期为制定相关土地利用政策和合理配置土地资源提供参考。     

“多目标”需求下扬州市土地利用布局优化

建模和情景分析是土地利用变化研究的核心内容,面对城市化进程中日益严峻的生态环境以及粮食安全问题,开展不同约束条件下的土地利用模拟研究对于科学规划和政策制定具有重要意义。以国家级生态示范市扬州市为例,构建耦合景观生态安全格局的CLUE-S模型,结合地类间转变速率调整,模拟预测规划目标年(2030年)不同情景下的用地结构和布局。研究发现：(1)研究区低、中、高安全水平下生态用地面积比例分别为20.68%、36.50%和48.81%;(2)现状发展情景下,城镇及工矿用地量增加明显,用地在原有基础上沿外围呈紧凑连续型扩散,耕地、园林地锐减且分布呈现更加破碎化的状态;(3)耕地保护情景下耕地和园林地分布趋于连片和集中,城镇及工矿用地和交通运输用地对于耕地和生态用地的侵占速率降低;(4)生态涵养情景下园林地面积略有增加,城镇及工矿用地在原有基础上扩张速度减缓,粮食安全和生态安全基本实现。     

老工业搬迁区土地利用变化时空特征及其驱动力——以沈阳市铁西老工业区为例

基于QuickBird遥感影像数据,在GIS支持下,分析2000-2010年沈阳市铁西老工业区土地利用变化的时空特征及驱动力.结果表明:研究期间,铁西老工业区工矿仓储用地格局变化最大,由“南宅北厂”历史格局逐渐演变为以居住用地为主的土地利用格局.其中,居住用地面积增加9%,主要来自于建设大路以北地区工矿仓储用地的搬迁转化;工矿仓储用地面积减少20%;商业服务业设施用地、公共管理与公共服务用地面积都有不同程度的增加,分别增加1.3%和3.1%;建设用地是变化幅度较大的土地利用类型,总体变化率达76.9%.研究区2000-2005年的土地利用变化率高于2005-2010年.国家发展战略和政策、区域发展规划、行政体制改革、产业升级等是铁西老工业区土地利用变化的主要驱动力.     

基于Markov-FLUS模型的饶河流域土地利用多情景模拟分析

流域在不同发展目标定位下的土地利用需求有所不同,科学合理调控土地利用变化是实现流域土地资源高效利用、生态-社会-经济协调发展的重要基石。以饶河流域为例,基于Markov-FLUS耦合模型综合考虑自然人为两方面,选取12类驱动因子,以2005年土地利用数据为初始值,利用2010、2015年实际土地利用类型数据进行验证改正模型,结合惯性发展、耕地保护、生态优先等情景设置,对2035年饶河流域土地利用进行模拟分析,以满足流域不同发展目标导向下的国土空间优化配置。研究结果表明：(1)该模型在饶河流域的适用性较强,模型总体精度达到98.01%,Kappa系数为0.9627,大于0.80,为今后该区域的土地利用模拟提供了方法借鉴。(2) 3种情景设置基本满足饶河流域不同发展诉求,针对不同发展目标,流域土地利用结构变化明显,其中耕地、建设用地变化显著。(3)惯性发展情景、耕地保护情景、生态优先情景下,建设用地扩张趋势分别为39%、16%、12%,表明落实耕地保护、生态优先政策需要加强约束建设用地扩张,进一步调整用地结构以提高土地利用效率。综上所述,基于Markov-FLUS模型对饶河流域土地利用进行...     

基于土地利用变化的贵州坝子土地利用功能演变研究

贵州省为典型喀斯特山区,强烈的人类活动主要分布在坝地地区,研究坝子土地利用功能演变对土地可持续利用具有重要价值。基于土地利用变化,根据三生功能理论构建土地利用功能分类体系,以贵州省1990年、2000年、2010年和2016年四期遥感影像为数据源,借助ArcGIS10.2软件平台构建土地利用功能转移矩阵和坝子功能冷热点分布图。研究表明:(1)贵州省坝子土地利用功能已由以传统农业生产功能为主转为以传统农业生产功能-农村居住生活功能为主,坝子土地利用由单一功能向多功能转变;(2)1990—2016年,坝子的功能类型增加10种类型,其中8类是复合类型,坝子功能向多样性转变;(3)单一功能与复合功能坝子比例变化曲线呈"X"型,到2016年,复合功能坝子比例大于单一功能坝子;(4)1990—2000年,坝子土地利用功能变化缓慢,2000年以后坝子土地利用功能变化强烈;(5)传统农业生产功能转移最为强烈,主要转移为城镇居住生活功能、农村居住生活功能、工业生产功能及与之相关的复合功能和自然生态功能;(6)各种功能类型坝子冷热点的空间分布变化复杂,从总体上看各功能的空间分布由集聚变为分散。     

基于综合生态风险的云贵高原土地利用优化与持续利用对策

以云贵高原地区为研究对象,综合考虑区域自然特征、生态背景和社会经济发展状况,建立了以自然灾害、人为活动、生态敏感性和生态服务功能重要性为主要风险因子的综合生态风险评价指标体系与模型,并计算出云贵高原地区土地开发利用综合生态风险指数。通过与DEM和土地利用类型数据进行空间叠置分析,最终得到云贵高原地区实际可利用土地面积约为3586 km~2,不足该地区国土面积的1%,主要分布在楚雄、红河、曲靖、昆明、黔南等地。为确保区域土地资源的可持续利用,提出对策建议:(1)要转变粗放、低效的用地方式,节约集约利用坝区可开发用地;(2)要及时转变城乡建设用地方式,因地制宜的推动工业项目、城镇建设向山坡、丘陵发展;(3)要加强可开发利用地区生态保护与建设,在推进低丘缓坡荒滩等未利用土地的开发利用过程中,将地质灾害和水土流失防治、生态环境保护置于优先地位,制定防治措施。通过云贵高原地区的案例研究,提出了综合生态风险评价的方法,为基于生态风险的土地利用格局优化提供了技术借鉴。     

利用马尔柯夫过程预测东陵区土地利用格局的变化

根据沈阳市东陵区3个时期遥感航片和地形图获得的土地利用类型数据,成功地确定了土地利用类型的转移概率,并用马氏链模型预测了该区土地利用类型变化趋势。结果表明,当前该区的土地利用格局正处于一种耕地逐渐减少,居民点工矿用地逐渐增加的变化状态,而且这种变化将持续很长时间,最后将达到以旱地20.66％、水田28.41％、居民点工矿用地37.42％、菜地6.15％、林地4.36％等为主要土地利用类型的稳定状态,形成一个城乡结合的新的土地利用格局。     

景观生态学原理在城市土地利用分类中的应用

根据城市相同土地利用类型具有相似景观格局特征的原理,探讨了融合景观格局特征指数和遥感技术的城市土地利用信息提取的新方法。以北京市五环内建城区为例,研究表明,在斑块类型水平和景观水平上,居住用地和非居住用地内景观斑块的大小、形状、边缘特征、空间连接度、核心区面积特征、多样性、均匀性等特征都有极显著的差异。进一步融合TM遥感影像和这些景观格局特征指数,提取了居民用地和非居民用地类型,总分类精度是79.7%,Kappa系数达到59.8%。研究揭示,景观生态学原理的引入,为传统的遥感技术应用提供了新的思路,在格局复杂的城市土地利用信息提取中有很大的应用发展潜力。     

沿海中小城市快速城市化过程中土地利用变化——以慈溪市为例

中小城市对城市化的贡献同等甚至超过大城市,但中小城市的城市化对土地利用的影响却未引起足够的重视。本文以浙江省慈溪市为例,利用Landsat-TM/ETM和中巴资源卫星(CBERS)影像分析了慈溪1997—2007年快速城市化阶段土地利用变化,并用马尔科夫模型对2010—2020年的土地利用做初步预测。结果表明:慈溪的城市化导致城镇用地增加,农田和自然景观减少,马尔科夫模型预测显示这种状况还将继续;随着城市化加速,自然土地利用类型处于高度动态之中,沿海滩涂的围垦导致慈溪国土总面积在不断增加以满足城市化用地需求;政府决策及其鼓励下的加速工业化、城镇和农村建设城市化、农业发展市场化是慈溪市城市化过程中土地利用快速转化的主要驱动因素。     

基于土地利用/覆被的滇池流域生境质量时空演变

滇池是我国西南地区最大的高原淡水湖泊,也是云南省面积最大的淡水湖。研究滇池流域土地利用/覆被类型与生境质量的时空演变特征,对流域生态环境保护具有重要意义。本文基于1988—2018年土地利用/覆被数据,将InVEST模型与GIS空间分析工具相结合,分析滇池流域生境时空变化,并利用莫兰指数和热点分析量化生境质量的空间集聚及演化特征。结果表明：(1)1988—2018年滇池流域土地利用/覆被类型变化剧烈,由1988年的农田占优势转变为2018年城镇用地占优势;(2)流域生境质量总体呈下降趋势,环滇池的城市区域生境质量较低,流域周边山地与丘陵质量较高但分布分散;(3)生境“冷热点”呈集聚分布,“热点”地区主要位于周边林地,随时间变化其范围逐渐缩小,而“冷点”地区位于环滇池城市区域,随时间变化而大幅增加。本研究表明,城市化过程中土地利用/覆被的剧烈变化是引起城市生境发生变化的主要原因,研究结果可为滇池流域土地利用类型优化以及提升或维持生物多样性提供参考依据。     

银川盆地土地利用变化对景观格局脆弱性的影响

景观格局脆弱性能反映生态系统的不稳定性和对外界干扰的敏感性,有助于了解生态环境的状态和变化趋势.以银川盆地为研究对象,结合景观敏感性和景观适应性2个维度获取2001和2013年研究区景观格局脆弱度的分布情况,并探讨土地利用程度综合指数、综合土地利用动态度、土地利用变化重要性指数和多种土地转移类型对景观格局脆弱度的影响.结果表明： 土地利用程度综合指数的增加主要由耕地、林地、建设用地引起,耕地、林地的比例越高脆弱度越低,建设用地作用相反;随着综合土地利用类型动态度的增加,建设用地显著提高景观格局脆弱度,其次是草地,林地显著降低景观格局脆弱度,其次是耕地;随着土地利用变化重要性指数的增加,耕地显著降低景观格局脆弱度,其次是林地,草地有较弱趋势,规律不明显,建设用地显著提高景观格局脆弱度;耕地、林地、草地为主要转移类型时,建设用地的增加会提高景观格局脆弱度,建设用地为主要转移类型时,林地和草地会提高景观格局脆弱度,耕地作用相反.土地利用类型数量的变化在一定程度上可以影响土地空间结构变化,为合理开发利用土地资源提供参考依据.三元图能有效地反映多种土地利用变化类型对景观格局脆弱度的影响,丰富了土地利用变化研究的内容.     

2000—2018年深圳市植被覆盖动态变化与预测

采用Landsat系列多时相影像数据,以像元二分法估算植被覆盖度,运用线性回归分析、重心迁移等方法来探究深圳市2000—2018年植被覆盖的时空变化特征,并结合CA-Markov模型对深圳市未来土地覆盖情况进行预测。结果表明: 2000—2018年,深圳市植被覆盖呈明显的地域分异特征,在区域上表现为东部大于西部、南部大于北部,此分异特征与区域地形效应具有良好的一致性。植被覆盖度重心的空间迁移特征为西北-东南-西北,迁移速率为551.2 m·a^-1,此进程与深圳市城市化进程密切相关。2000—2018年间,深圳市植被覆盖度总体呈改善趋势,改善速率为0.005·a^-1,其中,植被覆盖度显著改善和退化的面积比例分别为30.8%和12.8%。采用CA-Markov方法分理论、自然两种情景对深圳市2024年土地覆盖/利用类型进行预测,两种预测方法所得土地覆盖/利用类型的面积所占比例之间没有显著差异,其差异阈值在0~1.2%。与2018年之前相比,2024年深圳市乔木林、耕地等转化为建设用地的比例将明显减少,但供需矛盾仍然紧张。     

基于CA-Markov模型和多目标优化的大连市土地利用格局

运用马尔科夫转移矩阵、多准则评估以及元胞自动机耦合的CA-Markov模型,基于1990、2000、2010年土地利用图、地形因子和地理要素等,模拟大连市未来土地利用景观格局变化趋势.基于大连市土地利用结构、经济社会、自然环境等特点,结合大连市城市总体规划和土地利用规划,建立经济、社会、环境3个目标导向的模糊多目标优化模型,优化配置了大连市未来土地利用格局.结果表明:1990-2010年,大连的快速发展呈现出建设用地持续扩张而耕地、林地面积缩小的特点,以现有城市化速度发展,到2020年大连市景观格局土地覆盖将发生很大变化,景观破碎化程度将加剧.优化调整土地利用数量结构,能满足未来大连可持续发展的要求.     

基于CA-Markov模型的艾比湖湿地自然保护区土地利用/覆被变化及预测

以艾比湖湿地自然保护区为研究区域,以1998、2006年Landsat TM影像和2014年Landsat OLI影像的土地利用/覆被分类结果为输入数据,采用CA-Markov模型,预测研究区未来的土地利用/覆被格局.在模型建立过程中,通过Markov模型求出转移概率矩阵和转移面积矩阵,确定CA模型转换规则,限制CA模型迭代次数.利用CA-Markov模型模拟预测研究区2014、2022和2030年土地利用/覆被格局,并采用2014年实际土地利用/覆被分类结果验证预测精度,得到2014年各土地利用/覆被类型面积预测误差均≤6.4%,空间位置预测精度达到76.0%.结果表明: 1998—2014年,艾比湖湿地自然保护区林草地、盐碱地、干涸湖床和沙漠增加,其中,盐碱地的增幅最突出,增加了37.4%;水体和其他地类减少,且水体的减少突出,减少了34.8%.2014—2030年,艾比湖湿地自然保护区林草地、盐碱地和沙漠将呈增加趋势,而干涸湖床、水体和其他地类将减少.该研究可以为艾比湖自然保护区的土地利用/覆被动态监测以及可持续发展提供依据.     

2005-2015年四川省土地利用变化及驱动力分析

以2005、2010、2015年三期四川省土地利用栅格数据为基础,应用ENVI和GIS技术对数据进行预处理,采用土地利用转移矩阵与土地利用动态度模型,并结合四川省土地利用实际情况分析四川省2005-2015年土地利用变化特征,并利用SPSS软件对2005-2015年间统计年鉴上相关的社会经济数据进行因子分析,研究影响四川省土地利用变化的主要驱动力因素并分析其作用机理,为后来的四川省土地利用规划提供参考依据。结果表明：(1)四川省近10年土地利用类型面积变化较为频繁,表现为城乡居民工矿用地大幅度增加,但各类土地占比总量土地面积变化不大。(2)耕地、林地、草地始终为四川省的主要土地利用类型,占比较为均衡且保持性好,耕地处于25%左右,林地和草地始终处于35%左右。而城乡居民工矿用地、水域以及未利用地面积虽有变化但占比始终较小。(3)四川省土地利用存在明显的区域差异,东部土地利用程度高,西部利用程度低。林地和草地大量且长期集中在西部,城乡居民工矿用地则在东部集中,东西分布极不均衡,不利于四川省区域经济均衡发展。(4)影响四川省土地利用变化的主要驱动力因子为常驻人口数和GDP,常驻人口始终保持较大数额且稳步增长,保持劳动力人口数量的同时带来社会经济快速发展的结果,从而促使土地利用结构不断发生变化。