Markov約束下ANN-CA模型構(gòu)建與閩侯縣土地利用模擬研究.pdf

1、近年來(lái)，土地利用（覆蓋）變化（LUCC）已逐漸發(fā)展成為全球性環(huán)境變化研究的核心領(lǐng)域，關(guān)于該領(lǐng)域的問(wèn)題成為近年來(lái)全球性環(huán)境變化研究的前沿問(wèn)題。在土地利用的結(jié)構(gòu)和數(shù)量變化定量研究基礎(chǔ)上，學(xué)者們對(duì)土地利用變化的研究愈發(fā)注重土地利用空間格局變化，以解譯并分析遙感圖片的信息為前提，依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)區(qū)域土地的利用變化的情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)的研究，以期能更好地了解土地利用變化的過(guò)程和機(jī)理，并以此為依據(jù)提出相關(guān)的對(duì)策和措施，加強(qiáng)土地利用宏觀(guān)管理，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)利用

2、土地資源。從土地利用變化的研究發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，利用數(shù)學(xué)方法和多種方法綜合的方式來(lái)解釋土地利用變化的研究手段越來(lái)越多地受到研究者的親睞，同時(shí)這些方式也不同程度提高了土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)化模擬和預(yù)測(cè)精度，實(shí)現(xiàn)對(duì)土地利用時(shí)空變化有效模擬。
　　本文以福建省閩侯縣作為研究區(qū)域，對(duì)該區(qū)域的土地利用數(shù)量和空間格局變化及其制約與驅(qū)動(dòng)力因子進(jìn)行分析，構(gòu)建Markov-ANN-CA模型對(duì)研究區(qū)土地利用變化進(jìn)行仿真模擬和未來(lái)預(yù)測(cè)，研究主要包括以下內(nèi)容：（1）

3、以閩侯縣2000年、2005年和2010年三期遙感影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，基于ENVI和ArcGIS軟件平臺(tái)對(duì)三期影像進(jìn)行解譯，得到閩侯縣2000年、2005年和2010年土地利用現(xiàn)狀圖；其次以閩侯縣2000年、2005年和2010年土地利用現(xiàn)狀圖為依據(jù)，對(duì)研究區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)、數(shù)量的變化及土地類(lèi)型轉(zhuǎn)移做了相關(guān)分析；（2）從地形坡度、河流、道路交通、行政中心及經(jīng)濟(jì)政策方面來(lái)探討研究區(qū)土地利用的制約和驅(qū)動(dòng)影響機(jī)制；（3）在上述研究的基礎(chǔ)上構(gòu)建Mar

4、kov-ANN-CA模型，模擬研究區(qū)2010年的土地利用情景，并對(duì)研究區(qū)2015年和2020年的土地利用變化的發(fā)展趨勢(shì)和變化作出預(yù)測(cè)。本研究主要結(jié)論：
　?。?）閩侯縣土地利用變化具有強(qiáng)烈的時(shí)空分異特征。2000-2010年閩侯縣的土地利用變化一直都十分劇烈，人類(lèi)活動(dòng)的影響使土地利用類(lèi)型的變更速度加快。土地利用呈現(xiàn)出明顯的城鎮(zhèn)化趨勢(shì)，耕地和林地大面積減少，建設(shè)用地呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。
　?。?）耕地、園地、建設(shè)用地的最適宜坡度在

5、0-15°之間，而林地最適宜分布坡度＞25°的地區(qū)；河流對(duì)建設(shè)用地和園地有強(qiáng)烈的吸引作用，對(duì)其余4種用地類(lèi)型有排斥作用；建設(shè)用地和園地呈現(xiàn)出“離交通線(xiàn)路越近，增長(zhǎng)速度越大”的規(guī)律；行政中心對(duì)建設(shè)用地呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的空間吸引效應(yīng)；行政中心對(duì)耕地的影響呈現(xiàn)出“距離行政中心越遠(yuǎn)，減少速度越快”的規(guī)律，對(duì)園地呈現(xiàn)出“距離行政中心越遠(yuǎn)，增加速度越快”的規(guī)律。
　?。?）構(gòu)建Markov-ANN-CA模型，設(shè)置6種不同的組合參數(shù)，對(duì)研究區(qū)2010

6、年土地利用進(jìn)行模擬，結(jié)果表明：引入適當(dāng)?shù)拈撝岛碗S機(jī)變量參數(shù)可以提高模型模擬精度；當(dāng)模型中的隨機(jī)變量α=2、閾值為0.8時(shí)，Markov-ANN-CA模型的Lee-Sallee指數(shù)最高；模型的土地利用數(shù)量模擬精度均高于85％，綜合 Kappa指數(shù)為0.95，Kappa系列指數(shù)分別為：0.97tanS dardK，K N00.98，0.98locationK，0.98quantityK，均大于0.9，土地利用模擬圖與研究區(qū)實(shí)際土地利用圖具有

7、很高的一致性。
　　（4）Markov-ANN-CA模型對(duì)研究區(qū)2015年和2020年土地利用格局進(jìn)行預(yù)測(cè)的結(jié)果表明：2010-2015年和2010-2020年閩侯縣的各土地利用類(lèi)型變化明顯，耕地、林地、未利用地和水域保持下降的趨勢(shì)，建設(shè)用地、園地繼續(xù)保持增長(zhǎng)的趨勢(shì)；閩侯縣建設(shè)用地主要沿著閩江和大樟溪兩岸分布在東南部平坦開(kāi)闊的平原區(qū)，耕地主要分布在山間盆地、閩江兩側(cè)平原地帶，林地主要分布于縣境北部、西南部的山地區(qū)和縣境中部的丘陵區(qū)