土地利用-土地覆被變化的遙感監(jiān)測及空間動態(tài)預測——以濟南市為例.pdf

1、土地利用/土地覆被變化(UJCC)反映了一個區(qū)域的社會及生態(tài)環(huán)境的變化情況,隨著經濟發(fā)展和城市化進程的加快,引起了土地利用及土地覆被的劇烈變化,全面及時地掌握資源環(huán)境的基本狀況就顯得至關重要.采用先進的遙感技術和GIS技術對土地利用變化進行快速的動態(tài)監(jiān)測,可以及時準確地掌握土地利用的空間信息和時間序列信息,利用基于復雜系統(tǒng)思想的細胞自動機模型(CellularAutomata,以下簡稱CA)研究LUCC過程的復雜行為,定量探討LUCC過

2、程并進行未來土地利用狀況的預測,可為區(qū)域決策者進行土地利用評價提供依據(jù).因此,選擇較小空間范圍的典型地區(qū)開展LUCC過程的遙感監(jiān)測和空間動態(tài)預測研究,不僅可以為地方經濟發(fā)展提供決策支持,而且對豐富全球土地利用變化研究具有重要意義. 本文以濟南市市轄區(qū)為研究區(qū),以格局、過程、機理和模型研究為核心,利用兩個時相的遙感圖像對研究區(qū)2000年至2004年間的土地利用/土地覆被變化進行了動態(tài)監(jiān)測,并運用基于CA的空間模型對未來土地利用演變進

3、行了模擬與預測,并用基于信息熵理論的離散空間場相關指數(shù)對預測結果進行檢驗.論文的主要研究內容和研究成果有: (1) 用遙感圖像進行土地利用/土地覆被變化的監(jiān)測是一種快速有效的方法.本研究運用RS和GIS技術,在對每期圖像進行預處理和增強處理的基礎上,采用監(jiān)督分類結合目視判讀的提取方法,實現(xiàn)了研究區(qū)土地利用信息較高精度的提取.監(jiān)測結果表明:濟南市在2000-2004年間,土地利用/土地覆被整體變化不大,只有城鄉(xiāng)工礦居民用地和未利用土

4、地發(fā)生了較大的變化;濟南市總體的土地利用.程度正向集約用地型轉變;在發(fā)生變化的類型中,耕地因區(qū)位條件較優(yōu)和比較經濟效益的差異而不斷向其他用地類型流轉,是其它土地類型新增面積的主要來源,未利用地大多分布灘地附近,主要開發(fā)為耕地. (2) 通過定義局部細胞鄰域關系以及使用合適的局部轉換規(guī)則,CA可以模擬和表示整個系統(tǒng)中復雜現(xiàn)象的時空動態(tài)變化,非常適用于具有復雜時空特征的地理系統(tǒng)的研究.本研究通過建立基于CA的土地利用空間動態(tài)預測模型,

5、對2008、2012年兩個時間段的土地利用演變進行了模擬與預測,從預測結果看,隨著時間的推移,濟南市的耕地面積不斷減少,城鄉(xiāng)工礦居民用地面積不斷增加,并且沿著城區(qū)的邊界增長,而林地、草地、水域和未利用地的變化則不大. (3)通過CA模擬與預測的土地利用分布數(shù)據(jù)、城市擴展數(shù)據(jù)都是空間上連續(xù)而屬性狀態(tài)離散的離散空間場,空間統(tǒng)計學中各種相關指數(shù)和灰色系統(tǒng)理論中的關聯(lián)度指數(shù)不能計算其相關性,本研究基于信息熵理論,構造一個具有統(tǒng)計學中相關系