土地利用-土地覆被變化的遙感監測及空間動態預測——以濟南市為例.pdf

1、土地利用/土地覆被變化(UJCC)反映了一個區域的社會及生態環境的變化情況,隨著經濟發展和城市化進程的加快,引起了土地利用及土地覆被的劇烈變化,全面及時地掌握資源環境的基本狀況就顯得至關重要.采用先進的遙感技術和GIS技術對土地利用變化進行快速的動態監測,可以及時準確地掌握土地利用的空間信息和時間序列信息,利用基于復雜系統思想的細胞自動機模型(CellularAutomata,以下簡稱CA)研究LUCC過程的復雜行為,定量探討LUCC過

2、程并進行未來土地利用狀況的預測,可為區域決策者進行土地利用評價提供依據.因此,選擇較小空間范圍的典型地區開展LUCC過程的遙感監測和空間動態預測研究,不僅可以為地方經濟發展提供決策支持,而且對豐富全球土地利用變化研究具有重要意義. 本文以濟南市市轄區為研究區,以格局、過程、機理和模型研究為核心,利用兩個時相的遙感圖像對研究區2000年至2004年間的土地利用/土地覆被變化進行了動態監測,并運用基于CA的空間模型對未來土地利用演變進

3、行了模擬與預測,并用基于信息熵理論的離散空間場相關指數對預測結果進行檢驗.論文的主要研究內容和研究成果有: (1) 用遙感圖像進行土地利用/土地覆被變化的監測是一種快速有效的方法.本研究運用RS和GIS技術,在對每期圖像進行預處理和增強處理的基礎上,采用監督分類結合目視判讀的提取方法,實現了研究區土地利用信息較高精度的提取.監測結果表明:濟南市在2000-2004年間,土地利用/土地覆被整體變化不大,只有城鄉工礦居民用地和未利用土

4、地發生了較大的變化;濟南市總體的土地利用.程度正向集約用地型轉變;在發生變化的類型中,耕地因區位條件較優和比較經濟效益的差異而不斷向其他用地類型流轉,是其它土地類型新增面積的主要來源,未利用地大多分布灘地附近,主要開發為耕地. (2) 通過定義局部細胞鄰域關系以及使用合適的局部轉換規則,CA可以模擬和表示整個系統中復雜現象的時空動態變化,非常適用于具有復雜時空特征的地理系統的研究.本研究通過建立基于CA的土地利用空間動態預測模型,

5、對2008、2012年兩個時間段的土地利用演變進行了模擬與預測,從預測結果看,隨著時間的推移,濟南市的耕地面積不斷減少,城鄉工礦居民用地面積不斷增加,并且沿著城區的邊界增長,而林地、草地、水域和未利用地的變化則不大. (3)通過CA模擬與預測的土地利用分布數據、城市擴展數據都是空間上連續而屬性狀態離散的離散空間場,空間統計學中各種相關指數和灰色系統理論中的關聯度指數不能計算其相關性,本研究基于信息熵理論,構造一個具有統計學中相關系