福州城区土地利用变化LCM模型构建与模拟

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 12次 | 上传用户:qdmark
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
福州市城区特殊的沿江沿海地理区位,人口急剧增加、城市化加速增长等自然和人文因素的影响,使得福州城区规模不断扩展,用地矛盾越来越突出,区域土地利用发生很大变化。福州城区土地利用变化在东南沿海城市扩展中具有典型性。因此对福州市城区土地利用变化进行动态模拟研究,为城市发展空间的合理布局、区域土地资源的有效开发利用与管理、生态环境的保护与治理等提供重要的指导作用,也为福州市区域土地利用政策的制定提供依据。本研究在ENVI和Arcgis软件的支持下,提取2000年、2005年和2010年三期的福州城区遥感影像信息,得到三期土地利用遥感解译图并对其进行分析。采用Cramer’ V指数分析法来分析土地利用变化影响因素。在此基础上,在Idrisi软件中,构建LCM模型,并采用LCM模型对2010年和2015年福州城区土地利用变化进行动态模拟。得到以下结论:(1)以福州城区土地利用变化研究为例,构建LCM综合模型,其集合了MLP、Markovchain、软硬预测模型等技术方法。采用MLP方法建立转化潜力模型,且模拟结果精确度达到70.32%,满足了研究的要求,并获得水田转化为水域和建设用地、旱地转化为建设用地、林地转化为水田、旱地、建设用地和道路、水域转化为水田及未利用地转化为园地等九幅转化潜力图。采用Markov chain方法预测各地类转化的变化量,得到相应地转化概率矩阵。分别采用软硬预测模型模拟2010年福州城区土地利用格局变化,模拟结果表明:软预测和硬预测结果的数量一致性值和不一致性值及偶然性一致性值都相同;但硬预测结果的地类区位一致性值小于软预测的结果,而其地类区位不一致性比软预测的结果大。软预测结果的四种Kappa指数分别为Kno=0.9223,Klocation=0.9063,KlocationStrata=0.9063,Kstandard=0.8657。硬预测结果的四种Kappa指数分别为Kno=0.9178,Klocation=0.8980,KlocationStrata=0.8980,Kstandard=0.8579。两种模型的预测结果与实际的土地利用图一致性很高,差异性较小,精度都较高,但是在数量上的一致性还有待提高。同时,软预测的结果比硬预测的结果精度更高,且其还生成了变化脆弱性分布图,这为以后生物多样性分析和特定物种的栖息地评价提供了依据和基础。且ROC检验结果为0.847,这说明预测图地类区位分布效果比较好。研究表明LCM模型有较好的仿真效果,具有很高的可信度。(2)本研究中选取了4个空间变量:离城市中心的距离、离道路距离、离水域距离和离人为扰动距离;2个自然属性变量:坡度和高程;1个政策变量:土地利用政策;1个中间变量:地类转化可能性。将离水域距离、地类转化可能性、坡度和高程等变量设定为静态型变量,而离城市中心的距离、离道路距离和离人为扰动距离等变量设置为动态型变量。不仅考虑自然、社会经济环境等因素对研究区土地利用演化的影响作用,还充分考虑土地利用政策等因素对土地利用演化的影响作用。离城市中心距离与土地利用变化的关联性指数Cramer’ V为0.1711。离道路距离、离水域距离、离人为扰动距离及转化可能性的Cramer’ V值分别为0.1220、0.0865、0.0515和0.3785。转化可能性分布对土地利用变化的解释力最强,然后依次是离城市中心距离、离道路距离、离水域距离和离人为扰动距离。坡度和高程对土地利用变化起着重要的作用,而土地利用政策作为鼓励或限制性的变量来影响土地利用变化模拟。(3)研究区内,林地和水田是主要的土地利用类型,然后依次是水域、建设用地、旱地、未利用地、园地和道路。随着福州市城镇化进程的加速、福州市“东扩南进,沿江向海发展”和土地整理开发等相关政策实施,土地利用结构上呈现建设用地、园地和道路持续增加的趋势;水田、旱地、未利用地和林地面积持续减少;水域面积变化不大。通过计算分析福州城区的土地利用动态度,可知:2000年到2005年,建设用地的土地利用动态度最大,其次是园地,接下来依次是旱地、水田、水域、道路、未利用地和林地。2005到2010年,建设用地和园地的变化度依然是前两位,但是道路的变化非常剧烈,未利用地的变化也较大,接下来就是旱地、水田、水域和林地。(4)采用LCM模型预测2015年福州城区土地利用变化。结果显示:在土地利用格局上,福州城区的建设用地及道路等地类沿着闽江向着东、南方向扩展,而由于北部和西部有鼓山、旗山等群山,限制了各地类的发展,这符合福州市的发展规划。在土地利用结构上,2015年福州城区保持建设用地、园地和道路的面积不断增加,旱地在一定的程度上增加,其占总用地面积的百分比分别由2010年的11.38%、2.36%、1.34%和2.87%增加到2015年的15.19%、2.93%、1.89%和3.52%,建设用地的面积由2010年的43947.1149hm~2增加到58672.9181hm~2,园地的面积比2010年的增多了2201.0777hm~2,道路的面积增加到7284.34hm~2;而林地、水田、未利用地的面积持续减少,其各占总用地面积的百分比由2010年的60.33%、11.29%、2.02%减少到2015年的55.05%、10.97%、1.89%,并且相比2010年分别减少了20390.5386hm~2、1249.2208hm~2、1300.31hm~2;水域的变化不大。这说明由于社会经济的发展、人口增加及城市化进程的加快,研究区内建设用地及道路面积大幅增加,而由于农业结构调整和建设用地的占用,导致水田、林地等地类面积减少。这也反映了在未来的土地利用中应集约节约用地,切实保护水田、旱地等农用地,同时应加强林地保护,保持“绿色福州”的特色,实现土地利用与生态环境可持续性统一。
其他文献
采用溶气气浮-炭砂过滤工艺处理北方某原水水质,通过对工艺各项参数进行优化,优选聚合氯化铝铁为最佳混凝剂,其最佳投药量为5 mg/L(以Al^3+计),气浮单元最优回流比为10%,适合炭
本文针对房地产企业较深入地阐述了其会计核算难点,从预交税费处理、收入成本及借款费用核算等方面分别解析,基于此提出房地产企业会计核算的应对措施,对于提高房地产企业会
全球动漫产业呈迅速增长之势发展,被称为21世纪最有希望的朝阳产业。日本是世界动漫强国之一,在全世界范围内都具有广泛的受众。其动漫产业发展模式具有鲜明的民族特色,剧情
中央民族大学苏日娜主编的《百年蒙古学综目》,收录内容丰富、编排合理、分类科学,对"蒙古学"的研究范围划定了较清晰的界限,对"蒙古学"的学科特点通过命名类目名称得到了较充分
我国是农业大国,“无农不稳”,农业问题始终是关系国家现代化、中国兴旺复兴的关键问题。精准农业是由现代信息技术支持实施的新型现代化农业操作技术与管理系统,它的出现将
交通运输是经济社会发展的基础性、先导性、战略性产业和服务性行业,影响着人们的福祉、国家经济前景和社会生活质量。可靠的交通基础设施是服务经济发展的重要支撑,联合国可持
报纸
我国人口众多、人均资源相对不足,后备资源稀缺,人多地少的矛盾十分突出。当前和今后一个时期,是我国全面建设小康社会的关键时期,也是工业化和城镇化加快发展的重要时期,未
土地是人类生存最重要的资源之一。当今世界,人口的迅速增长与人均耕地、森林面积的下降已经成为全球变化中最重要的问题之一,这使得土地利用研究成为当今国际上最为关注的热
随着智能手机用户数量不断地增加,手机病毒也大量地出现。手机病毒不仅会导致系统瘫痪、泄漏用户的重要信息、远程监控用户,而且也会给人类带来巨大的经济损失。因此智能手机
水下航行体人机系统是一个复杂的系统,必须对人机功能进行分配。在水下航行体人机功能分配中,会遇到很多模糊的概念。本文从人机功能分配的原则出发,提出了实用的多目标模糊