土地利用-土地覆被變化的遙感監(jiān)測(cè)及空間動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)——以濟(jì)南市為例.pdf

1、土地利用/土地覆被變化(UJCC)反映了一個(gè)區(qū)域的社會(huì)及生態(tài)環(huán)境的變化情況,隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)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(shí)地掌握資源環(huán)境的基本狀況就顯得至關(guān)重要.采用先進(jìn)的遙感技術(shù)和GIS技術(shù)對(duì)土地利用變化進(jìn)行快速的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),可以及時(shí)準(zhǔn)確地掌握土地利用的空間信息和時(shí)間序列信息,利用基于復(fù)雜系統(tǒng)思想的細(xì)胞自動(dòng)機(jī)模型(CellularAutomata,以下簡(jiǎn)稱CA)研究LUCC過(guò)程的復(fù)雜行為,定量探討LUCC過(guò)

2、程并進(jìn)行未來(lái)土地利用狀況的預(yù)測(cè),可為區(qū)域決策者進(jìn)行土地利用評(píng)價(jià)提供依據(jù).因此,選擇較小空間范圍的典型地區(qū)開展LUCC過(guò)程的遙感監(jiān)測(cè)和空間動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)研究,不僅可以為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供決策支持,而且對(duì)豐富全球土地利用變化研究具有重要意義. 本文以濟(jì)南市市轄區(qū)為研究區(qū),以格局、過(guò)程、機(jī)理和模型研究為核心,利用兩個(gè)時(shí)相的遙感圖像對(duì)研究區(qū)2000年至2004年間的土地利用/土地覆被變化進(jìn)行了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),并運(yùn)用基于CA的空間模型對(duì)未來(lái)土地利用演變進(jìn)

3、行了模擬與預(yù)測(cè),并用基于信息熵理論的離散空間場(chǎng)相關(guān)指數(shù)對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn).論文的主要研究?jī)?nèi)容和研究成果有: (1) 用遙感圖像進(jìn)行土地利用/土地覆被變化的監(jiān)測(cè)是一種快速有效的方法.本研究運(yùn)用RS和GIS技術(shù),在對(duì)每期圖像進(jìn)行預(yù)處理和增強(qiáng)處理的基礎(chǔ)上,采用監(jiān)督分類結(jié)合目視判讀的提取方法,實(shí)現(xiàn)了研究區(qū)土地利用信息較高精度的提取.監(jiān)測(cè)結(jié)果表明:濟(jì)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(xiāng)工礦居民用地和未利用土

4、地發(fā)生了較大的變化;濟(jì)南市總體的土地利用.程度正向集約用地型轉(zhuǎn)變;在發(fā)生變化的類型中,耕地因區(qū)位條件較優(yōu)和比較經(jīng)濟(jì)效益的差異而不斷向其他用地類型流轉(zhuǎn),是其它土地類型新增面積的主要來(lái)源,未利用地大多分布灘地附近,主要開發(fā)為耕地. (2) 通過(guò)定義局部細(xì)胞鄰域關(guān)系以及使用合適的局部轉(zhuǎn)換規(guī)則,CA可以模擬和表示整個(gè)系統(tǒng)中復(fù)雜現(xiàn)象的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化,非常適用于具有復(fù)雜時(shí)空特征的地理系統(tǒng)的研究.本研究通過(guò)建立基于CA的土地利用空間動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模型,

5、對(duì)2008、2012年兩個(gè)時(shí)間段的土地利用演變進(jìn)行了模擬與預(yù)測(cè),從預(yù)測(cè)結(jié)果看,隨著時(shí)間的推移,濟(jì)南市的耕地面積不斷減少,城鄉(xiāng)工礦居民用地面積不斷增加,并且沿著城區(qū)的邊界增長(zhǎng),而林地、草地、水域和未利用地的變化則不大. (3)通過(guò)CA模擬與預(yù)測(cè)的土地利用分布數(shù)據(jù)、城市擴(kuò)展數(shù)據(jù)都是空間上連續(xù)而屬性狀態(tài)離散的離散空間場(chǎng),空間統(tǒng)計(jì)學(xué)中各種相關(guān)指數(shù)和灰色系統(tǒng)理論中的關(guān)聯(lián)度指數(shù)不能計(jì)算其相關(guān)性,本研究基于信息熵理論,構(gòu)造一個(gè)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)中相關(guān)系