随着遥感动态监测技术和地理信息系统空间分析技术的不断发展,土地利用/覆被变化作为当今全球变化研究的重要领域,已不仅仅局限于对土地利用数量和结构变化的定量研究上,而是越来越注重土地利用时空格局变化及其过程的研究,以便能更好的了解土地利用变化的过程和机制,并通过适时的调整人类经济活动,实现土地资源的合理、可持续利用。景观生态学作为一门新兴的交叉性学科,在景观格局变化及其过程的研究方面具有很大的优势。土地利用变化具有原生态的特点,而景观生态学中的景观斑块和土地利用变化研究中的不同用地类型的地块在结构和功能上具有很大的相似性。鉴于此,本文依托国家自然科学基金项目《土地利用空间数据挖掘方法及其应用》(编号:40571119)和新一轮济南市土地利用总体规划修编研究工作,将景观生态学的原理和方法引入到土地利用变化研究当中,通过对原有方法的整合改进以及新研究方法的引入,以长清区为研究对象,对区域土地利用时空格局的变化过程和发展趋势进行了分析和模拟。本文以长清区1995年、2000年、2005年三期TM遥感影像解译所得的土地利用现状数据为主要数据源,进行了如下内容的研究:(1)利用景观相对动态度、绝对动态度、景观类型转移矩阵等模型和方法,对长清区1995-2005年的土地利用结构和数量变化、以及不同用地类型之间的相互转化进行了深入分析,从整体上对长清区土地利用动态变化强度进行了数量变化研究。构建了地类转换倾向性模型,对不同用地类型之间转换的优势倾向进行了分析。(2)利用景观指数、景观共生矩阵对长清区土地利用总体空间格局的变化进行了分析。借助于数字高程模型,构建了长清区3D景观模型,直观形象的展示了长清区土地利用空间格局状态,并以此为基础,分析了长清区土地利用变化与地形因子的关系。(3)基于Idrisi地理信息系统平台,通过挖掘土地利用类型转换规则,利用CA-Markov模型对长清区土地利用变化趋势进行了数量预测和空间模拟。结果表明,长清区土地利用变化具有明显的时空分异特征。从时间上来看,2000-2005年间土地利用变化强度要比1995-2000年大,各种土地利用类型的动态度在2000-2005年都相对较大,存在明显转换优势倾向的地类配对也较多。从空间格局的变化来看,各土地利用类型的斑块密度增加、平均斑块面积减小,斑块类型聚合度、优势度降低,景观呈现破碎化趋势;斑块形状指数、分维数不断变大,反映出人类对土地的作用强度不断加大。此外,在不同的坡度和高程区域,各土地利用类型的分布状态和变化存在明显的差异。从土地利用变化趋势上来看,2005-2020年长清区耕地面积将持续减少,且在2005-2010年间面积减少最大;城镇用地面积持续增加,农村居民点面积不断减少,二者变化趋势相反,开始呈现此消彼长的互动关系。