土地利用動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)集成與實(shí)現(xiàn).pdf

1、土地是人類賴以生存的命脈，土地利用/土地覆被變化（LUCC）是研究當(dāng)前全球環(huán)境變化與可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。LUCC研究包括現(xiàn)狀、驅(qū)動(dòng)機(jī)制、效應(yīng)、模型模擬與土地可持續(xù)利用研究。LUCC模型模擬在定量分析的基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)土地利用變化與各種社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)及自然環(huán)境等影響因子之間相互作用的分析，探索土地利用時(shí)空演變的機(jī)制，并對(duì)未來(lái)土地利用變化進(jìn)行預(yù)測(cè)是LUCC研究的核心內(nèi)容之一。 目前，用于LUCC模擬研究的模型主要有系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、元

2、胞自動(dòng)機(jī)模型、多智能體模型以及CLUE-S模型。其中，CLUE-S模型是一種動(dòng)態(tài)的土地利用時(shí)空變化模擬模型，它具有很強(qiáng)的動(dòng)態(tài)時(shí)空變化模擬能力，可以有效探索未來(lái)不同尺度下土地利用時(shí)空演變規(guī)律。 目前，針對(duì)CLUE-S模型開展的研究主要有兩類，一類是直接使用該模型對(duì)具體區(qū)域進(jìn)行空間變化模擬，另一類則是在分析具體區(qū)域特點(diǎn)的情況下，對(duì)模型進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。已有的這些研究中，盡管對(duì)CLUE-S模型進(jìn)行了一定的改進(jìn)，但模型構(gòu)成及其應(yīng)用方式仍然

3、相同，即CLUE-S模型及其改進(jìn)模型都由相互獨(dú)立松散的模塊構(gòu)成，這種獨(dú)立松散的模塊構(gòu)建方式導(dǎo)致模型模擬效率低下，步驟繁瑣，出錯(cuò)幾率高。為了解決模型結(jié)構(gòu)松散所帶來(lái)的問(wèn)題，本文提出將模型的非空間模塊、空間模塊、地圖管理模塊實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成，構(gòu)建一個(gè)高效、操作簡(jiǎn)便實(shí)用的集成系統(tǒng)。系統(tǒng)采用部分模塊底層開發(fā)與GIS二次開發(fā)結(jié)合方式，運(yùn)用灰色馬爾科夫鏈預(yù)測(cè)模型、多元線性回歸模型、趨勢(shì)線分析等算法實(shí)現(xiàn)非空間模塊的構(gòu)建；運(yùn)用Newton-Raphason迭

4、代算法以及非參數(shù)法分析分別實(shí)現(xiàn)了Logistic回歸分析以及ROC曲線精度檢驗(yàn)；運(yùn)用ArcEngine組件庫(kù)相關(guān)接口實(shí)現(xiàn)模擬結(jié)果圖顯示以及驅(qū)動(dòng)因子生成。最后，以張家界市永定區(qū)作為實(shí)驗(yàn)區(qū)，將回歸系數(shù)以及曲線檢驗(yàn)結(jié)果與SPSS中Logistic回歸分析以及ROC曲線檢驗(yàn)對(duì)比，回歸系數(shù)、曲線分布形狀以及面積完全一致；最終模擬結(jié)果與Arcgis中顯示模擬圖完全一致。 研究結(jié)果表明，該集成系統(tǒng)模擬效率更高，操作更加簡(jiǎn)單方便，可以有效對(duì)未來(lái)