基于CLUE-S模型的南京市土地利用变化模拟

本文以南京市为研究区,以南京市1986年的土地利用现状图为基础,分析研究区概况并根据数据的可获取性,选取13类土地利用变化驱动因素,利用逻辑斯蒂回归分析求解土地利用变化驱动因素作用系数矩阵。在此基础上运行CLUE-S模型,对南京市1996年的土地利用空间格局进行模拟。将模拟结果与南京市1996年土地利用现状图与进行对比,结果较为理想,模拟正确率达88.57%,KAPPA指数0.86。这说明CLUE-S模型具有成功模拟区域土地利用时空动态变化的能力,对土地利用预测、规划具有重要的指导作用。     

小尺度土地利用变化模型在岩溶山区的应用

针对当前土地利用模拟技术在岩溶地区应用较少的现状,该文提出了利用CLUE-S模型对岩溶地区土地利用变化进行模拟。此模型全面考虑自然和人文因子,通过迭代方法综合空间分析和非空间分析,较好地模拟小尺度范围内土地利用变化,具有综合性、开放性、空间性、竞争效率性等特点。研究结果表明:该模型不仅能够准确地反映未来研究区土地利用变化趋势,而且能较好地筛选影响未来土地利用变化主要影响因子,进行不同情景土地利用变化模拟,对岩溶地区土地利用规划和管理具有参考价值。     

徐州市土地利用CLUE-S模型变化模拟

对徐州市1987年、1994年和2000年3期遥感影像图进行分析,利用面向对象的思想,采用多尺度分割法对影像进行分类,通过遥感影像的光谱特征,确定分类目标,获取该区过去13年间的土地利用/覆被时空变化特征。运用CLUE-S模型以1994年土地利用数据模拟了2000年的土地利用空间变化状况,并通过2000年实际遥感影像分类数据加以验证,结果计算出Kappa指数为0.846,达到精度要求,实例证明CLUE-S模型较好地模拟了徐州市的土地利用/覆被变化。最后运用CLUE-S模型以6年为1个时空尺度模拟该区未来12年的自然状态和生态保护状态下的土地利用/覆被变化特征。     

基于CLUE_S模型的精河流域绿洲土地利用空间格局多情景模拟

以新疆维吾尔自治区精河流域绿洲为研究区,基于CLUE_S模型,运用logistic逐步回归法选择铁路、公路、水渠、河流、湖面及居民点驱动因子,利用1972年和1990年2期土地利用数据,对研究区2010年土地利用空间分布格局进行模拟。在通过精度检验的基础上,分别设置"历史趋势预案"和"生态保护预案"2种情景模拟了研究区2025年土地利用变化空间分布格局。结果表明:对于干旱区绿洲小区域尺度未来土地利用的变化趋势,CLUE_S模型具有良好的模拟能力;没有加入任何限制区域的"历史趋势预案"模式下,2025年研究区生态环境将进一步恶化;坚持耕地保护制度和执行艾比湖湿地国家级自然保护区制度的"生态保护预案"前提下,2025年研究区生态环境明显向好,土地利用率显著增加。研究结果对干旱区绿洲及生态环境脆弱区的土地利用可持续发展具有明显的实践意义。     

改进CA-Markov模型的武汉市土地利用变化模拟

针对传统的CA-Markov模型未充分考虑土地利用变化的多因素驱动影响,难免预测精度过低的问题,该文以武汉市为研究区域,采用2005、2010和2015年土地利用现状数据,结合Logistics回归模型,综合考虑土地利用变化多种影响因子,构建了改进的CA-Markov模型,对武汉市2020年土地利用空间格局进行了模拟预测及分析。结果表明:改进的CA-Markov模型可以有效提高土地利用现状预测精度;根据预测结果,武汉市2020年土地利用总体结构仍以耕地为主,2005—2020年耕地面积持续减少,建设用地面积持续增长,增长幅度达到76.36%;耕地转换为建设用地是地类转换的主要模式。预测结果为武汉市的国家空间规划与和谐发展提供了参考。     

黄土高原上黄小流域土地利用景观格局分析

景观格局是景观生态学研究的三大内容之一,是研究景观过程与景观功能的基础。本文以黄土高原上黄小流域1982年~2008年的6期土地利用图为数据基础,选取反映研究区景观格局特征的景观指数,运用所选景观指数对研究区土地利用的空间格局进行定量研究并分析了其变化的驱动因素。结果表明:利用主成分分析法选择的7个景观指数可以有效地反映研究区土地利用景观格局的基本特征。     

基于神经网络的元胞自动机与土地利用演化模拟——以广州市白云区为例

城市发展过程中存在多种土地利用类型的相互转换,掌握其演化规律有助于制定出合理的土地利用规划。传统元胞自动机(CA)在模拟城市扩张过程时,多种土地利用类型间的转换十分复杂,往往难以获得转换规则。本文利用神经网络构建了多类型演化的CA模型;从城市演化的历史数据中进行学习,挖掘出控制土地利用方式转变的空间要素权重,利用广州市白云区2005—2007年间的土地利用历史演化数据训练神经网络后,对2009年研究区的土地利用结构进行了模拟。对比同期的真实土地利用格局,模拟结果的平均精度达到77.65%。     

宁波市鄞州区土地利用结构特征分析

为实现县域范围内土地合理开发利用,对其土地利用及空间分布特征进行综合分析十分必要。本文以浙江省宁波市鄞州区为研究区,以ArcGIS为分析平台,利用2011年该区土地利用现状数据,运用计量地理模型探讨其土地利用总体组合类型、土地利用综合程度及各地类的区位意义,以表征各乡镇土地利用的数量特征,进而分析其空间格局特征。结果表明:研究区土地利用的数量特征总体存在一定的差异性,各地类中耕地和园地的区位意义较为突出;空间格局的总体特征表现为各地类斑块的形状总体较为复杂,其中耕地、林地的形状较规则且分布集中连片,为该区域的景观基质,园地、城镇用地和草地的分布最为离散。     

基于CLUE-S模型和生态安全格局的石羊河流域土地利用优化配置

以典型干旱内陆河流域石羊河为例,将GIS技术、最小累积阻力（minimum cumulative resistance,MCR）模型和CLUE-S（conversion of land use and its effects at small regional extent）模型应用到该流域土地利用优化配置研究中。通过景观安全格局理论构建土地利用生态安全格局,基于土地利用空间分布和驱动因子的定量关系,提出一种基于生态安全格局的土地利用情景模拟方法,借助1986年、2000年和2014年3期土地利用数据对石羊河流域生态安全格局情景、耕地保护情景和自然发展情景3种模式下2030年的土地利用结构和布局进行了优化配置,并对优化配置结果进行比较分析。结果表明,在生态安全情景下耕地有所减少,林地、草地和水域有较明显增加;耕地保护情景以土地开发和整治及宅基地还耕为主要目标,科学有效控制了建设用地规模,大力开发未利用地潜力;自然发展情景综合考虑了目前发展情况和宏观政策指导下各土地利用类型的数量及空间结构发展情况。综合考虑石羊河流域社会经济、生态及耕地保护等多方面的因素,研究结果认为耕地保护情景更为合理,其它两种情景可为耕地保护情景进行补充和局部修正。该结果可为石羊河流域土地利用总体规划和生态保护提供参考。     

长汀县土地利用总体规划修编中土地利用驱动机制研究

本文将长汀县为研究区域,通过定性的方法,对长汀县土地利用变化进行深入地分析,探寻土地利用变化规律和其变化驱动因素.结合社会经济方面的资料,提取长汀县土地利用变化驱动因子指标,采用定量分析的方法分析土地利用变化驱动力,建立土地利用变化驱动模型,揭示该研究区域土地利用变化与驱动力的关系,进而指导现实决策.     

深圳市30年土地利用时空变化及驱动力分析

利用1980~2010年时间序列遥感影像,利用土地变化的变化率、变化贡献率和转移矩阵,从时间和空间上分析了土地利用/土地覆盖的变化特征,并结合单因子相关分析和主成分分析等方法,探讨深圳市土地利用变化的驱动因子。结果显示,30年来深圳市的土地利用发生了巨大变化:城乡用地扩张剧烈,增加了55 077.24 hm2,增长率为265.19%;耕地、林地、水域面积迅速减少,耕地减少33 949.17 hm2,减少率为73.93%。研究时段内,人类活动增强以及影响范围扩大是引起深圳市城乡用地急速增长和耕地下降的主因,且土地利用变化受社会经济驱动力的影响逐步增强。     

Modelling coastal land use change by incorporating spatial autocorrelation into cellular automata models

This paper presents a spatial autoregressive (SAR) method-based cellular automata (termed SAR-CA) model to simulate coastal land use change, by incorporating spatial autocorrelation into transition rules. The model captures the spatial relationships between explained and explanatory variables and then integrates them into CA transition rules. A conventional CA model (LogCA) based on logistic regression (LR) was studied as a comparison. These two CA models were applied to simulate urban land use change of coastal regions in Ningbo of China from 2000 to 2015. Compared to the LR method, the SAR model yielded smaller accumulated residuals that showed a random distribution in fitting the CA transition rules. The better-fitting SAR model performed well in simulating urban land use change and scored an overall accuracy of 85.3%, improving on the LogCA model by 3.6%. Landscape metrics showed that the pattern generated by the SAR-CA model has less difference with the observed pattern.     

基于FLUS模型的土地利用变化模拟与预测方法研究

模拟和预测土地利用演变过程是规划者把握城市扩张趋势,从而确定更合理的城市用地布局的重要途径之一,对指导国土空间规划具有重要意义.研究基于CA原理改进的FLUS模型,通过耦合GeoSOS-FLUS及ArcGIS软件,从2011年土地利用数据中获取元胞转换概率,模拟了2018年土地利用变化情况.模拟精度较高,证明选取的模拟...     

Land cover dynamics monitoring with Landsat data in Kunming,China: a cost-effective sampling and modelling scheme using Google Earth imagery and random forests

Changes in forest composition impact ecological services, and are considered important factors driving global climate change. A hybrid sampling method along with a modelling approach to map current and past land cover in Kunming, China is reported. MODIS land cover (2001–2011) data-sets were used to detect pixels with no apparent change. Around 3000 ‘no change points’ were systematically selected and sampled using Google Earth’s high-resolution imagery. Thirty-five per cent of these points were verified and used for training and validation. We used Random forests to classify multi-temporal Landsat imagery. Results show that forest cover has had a net decrease of 14385?ha (1.3% of forest area), which was primary converted to shrublands (11%), urban and barren land (2.7%) and agriculture (2.5%). Our validation indicates an overall accuracy (Kappa) of 82%. Our methodology can be used to consistently map the dynamics of land cover change in similar areas with minimum costs.     

土地利用变化模拟模型及应用研究进展

元胞自动机CA(Cellular Automata)和多智能体ABM(Agent-Based Model)模型是土地利用格局和演化模拟的主流方法,两者在模拟自然因素影响和人文驱动机制方面具有突出优势,为LUCC研究提供了重要的工具。当前,ABM无论在模型构建还是应用研究方面,CA和ABM均取得了显著进展。论文从数据基础、模拟尺度、CA转换规则挖掘、ABM行为规则定义、CA和ABM的耦合4个方面梳理土地利用模拟模型和方法的研究进展。并总结这些模型在虚拟城市模拟与理论验证、真实城市模拟与规划预测以及多类用地模拟与辅助决策等方面的应用。最后,总结土地利用模拟模型在精细模拟和全球变化研究方面存在的局限性,认为未来发展将主要集中于解决从2维模型向3维模型发展、大数据与规则精细挖掘以及大尺度模拟与知识迁移等问题。     

基于元胞自动机复合模型的土地利用演化模拟——以北京市海淀区为例

为了在土地利用空间格局演化模拟的基础上,为未来城市土地利用规划及管理提供更为科学合理的决策依据,本文以北京市海淀区1996年、2002年及2008年3期土地利用数据为数据源,重点采用元胞自动机复合模型CA-Markov模型与多标准评价方法相结合的手段,构建元胞转移数量规则及空间位置转化规则,并分别构造3种不同大小的元胞邻域集合,进行土地利用格局的模拟及预测。试验中2008年土地利用模拟结果与实际土地利用数据Kappa系数高达0.856 1,表明CA-Markov模型结合多标准评价方法的模拟手段可行性较高,同时元胞邻域空间大小对模拟结果的精度有明显的影响。土地利用结构数据及模拟预测结果表明城市集约化现象明显,建设用地迅速扩张,占用大量耕地、园地用地,因此迫切需要促进城市土地利用的可持续发展。     

Modeling sprawl of unauthorized development using geospatial technology: case study in Kuantan district,Malaysia

Abstract

The paper explores a framework combining remote sensing and GIS-cellular automata (CA) concepts aimed at improving the modeling of unauthorized land use sprawl. Remote sensing data have been used in urban modeling and analysis, the use of high-resolution remote sensing data in assessing unauthorized development is quite unexplored. This work has demonstrated systematic combination utilization of geospatial analyses tools to acquire a new level of information to enable urban modeling and sprawl analysis in assisting urban sustainable management. In this study, Kuantan city, Malaysia was selected in simulation of the unauthorized land use with CA concept for a period of 15 years (2000–2015), with main input time-series land use observation from 1995 to 2005. The 2000 and 2005 land use input was also used as calibrated and test assessment of the simulation. The results show excellent agreement between in-situ changes of the unauthorized land use classes and the corresponding simulated classes within the same periods. In conclusion, CA model can lead to new levels of understanding of how urban areas grow and change as in view of digital earth aspiration.     

基于CLUE-S模型集成设计的关键问题研究

在传统方法上使用CLUE-S模型进行土地利用变化模拟存在着效率低下的弊端,如需要借助SPSS软件进行Logistic回归分析和ROC曲线检验;需要借助数学方法进行土地需求量的预测,而预测方法之多会导致数学预测模型不好选取;此外显示土地利用模拟结果需要借助Arcgis软件。本文针对上述缺点,提出在基于CLUE-S模型基础上进行系统集成的设计思路,对其中的关键问题分别进行了研究,分别实现了各个功能。最后将模拟结果与Arcview软件生成的结果进行对比,完全符合。说明该设计思路是切实可行的,从而为解决上述困难提供了有效的方法基础,为该集成系统的有效运用提供了更为科学的依据。