基于GIS的海口市滨海旅游区土地利用的生态环境效应研究

论文摘要

选取海口市滨海旅游区为研究对象,以1991,2001,2008年遥感影像为主要数据源,基于地物的光谱特征,采用面向对象信息提取技术,提取了海口市滨海旅游区1991～2008年土地利用/覆盖信息。在GIS的支持下分析近18年海口市滨海旅游区土地利用/覆盖变化的时空特点、土地利用类型的转化过程,并结合景观生态学的基本理论与方法研究了土地利用景观格局空间特征,对未来20年左右土地利用变化的趋势进行了预测,采用“压力-状态-响应”（P-S-R）指标体系模型建立研究区环境影响效应评价指标体系,对区域生态环境效应和土地利用变化的生态环境效应进行了综合评价。结果表明:1.在遥感影像数据预处理的基础上,采用面向对象信息提取方法获取土地利用/覆盖类型分类结果,分类总精度达到85%以上,Kappa指数达到0.79以上,分类精度高,是一种比较有效的信息提取方法。2.海口市滨海旅游区主要以耕地和建设用地为主,两者总和约为整个研究区土地面积的3/4,有林地和水域分别各占研究区土地面积的6.47%,14.54%,湿地和未利用地是用地类型中比例最小的,分别占总面积的2.19%和1.92%。3. 19912008年,建设用地增幅最为明显,面积变化率为1.09%;耕地减少最为明显,每年减少的速率为0.73%。研究区土地利用综合程度较高,并且逐年增加。建设用地的扩张非常明显,水域面积有所增加,耕地面积减少趋势明显,有林地面积减少,未利用地面积锐减,湿地面积稍微有所减少;转化方向主要是耕地、有林地和未利用地转化为建设用地。在空间上,各种用用地类型的转化集中在近海岸地带。4. 19912008年,海口市滨海旅游区多样性指数有所增加,景观破碎化程度有所降低,部分景观类型趋于聚集,部分景观要素类型趋于分散。各景观类型斑块重心空间动态变化过程特征明显,建设用地景观斑块重心向西南方向偏移扩展了1.84km;有林地向西南方向发生偏移并退缩了7.55km;耕地景观斑块重心基本上向东偏移,整体上向东偏移了1.38km;湿地景观斑块重心向东北方向整体偏移了仅0.4km;水域景观斑块重心明显向东南扩展偏移了3.66km;未利用地景观斑块重心向东北方向发生偏移,整体上向东北方向退缩了2.16km。5.根据马尔柯夫预测,在未来20年左右的时间里,有林地、耕地、湿地和未利用地将不断减少,至2029年,面积分别为2489.47 hm2,21474.88 hm2,1233.37 hm2,756.10 hm2;建设用地持续增加至24605.34 hm2,水域缓慢增加到10870.14 hm2。研究区各土地利用类型在20082015年间变化幅度最大,而后变化的幅度有所减弱。6.研究区2008年生态环境综合效应指数为0.582,该区域生态环境处于一般状态,生态系统服务功能已有退化。有林地和湿地的生态环境处于理想状态,水域生态系统处于良好状态,耕地生态环境状态一般,生态环境较差的是未利用地,生态环境处于恶劣状态的是建设用地。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景、目的与意义
• 1.2 LUCC 研究进展与现状
• 1.2.1 国外研究概况
• 1.2.2 国内研究概况
• 1.3 RS & GIS 在LUCC 研究中的应用及发展趋势
• 1.3.1 RS 在LUCC 研究中的应用
• 1.3.2 GIS 在土地利用变化研究中的应用及发展趋势
• 1.4 LUCC 的生态环境效应研究
• 1.5 研究目标、内容和拟解决的关键问题
• 1.5.1 研究目标
• 1.5.2 研究内容
• 1.5.3 拟解决的关键问题
• 1.6 研究方法、技术路线及拟创新之处
• 1.6.1 研究方法
• 1.6.2 技术路线
• 1.6.3 拟创新之处
• 第二章 海口市滨海旅游区概况
• 2.1 研究区概况
• 2.2 区域自然环境
• 2.2.1 气候
• 2.2.2 地形
• 2.2.3 土壤
• 2.2.4 水系
• 2.2.5 植被
• 2.2.6 滨海区及旅游资源
• 2.3 区域社会经济状况
• 2.3.1 人口
• 2.3.2 经济状况
• 2.3.3 旅游业和房地产业
• 2.4 区域土地利用现状
• 2.4.1 土地利用现状
• 2.4.2 土地利用特点及存在问题
• 第三章 基于面向对象技术的遥感影像数据处理及分析
• 3.1 数据资料与处理
• 3.1.1 数据准备
• 3.1.2 遥感数据预处理
• 3.2 土地利用分类体系建立
• 3.3 面向对象信息提取
• 3.3.1 影像分割
• 3.3.2 对象生成
• 3.3.3 影像分类
• 3.4 分类结果与精度评价
• 3.5 分类后处理
• 第四章 海口市滨海旅游区LUCC 时空演变和景观格局分析
• 4.1 LUCC 时空演变研究指标选择
• 4.1.1 土地利用变化
• 4.1.2 土地利用转化矩阵
• 4.2 LUCC 时空演变结果分析
• 4.2.1 土地利用／覆盖结构分析
• 4.2.2 土地利用／覆盖变化分析
• 4.2.3 土地利用／覆盖转换分析
• 4.3 LUCC 景观格局指数和演变
• 4.3.1 土地利用景观格局指数
• 4.3.2 土地利用／覆盖景观格局特征
• 4.3.3 土地利用／覆盖景观格局演变
• 4.4 土地利用动态与景观空间格局-过程关系探讨
• 4.5 LUCC 变化趋势预测
• 4.5.1 马尔柯夫过程
• 4.5.2 马尔柯夫预测模型
• 4.5.3 预测方法
• 4.5.4 结果分析
• 第五章 海口市滨海旅游区土地利用变化的生态环境效应评价
• 5.1 生态环境效应评价指标体系
• 5.1.1 生态环境效应评价模型
• 5.1.2 指标体系构建原则
• 5.1.3 指标体系的建立
• 5.1.4 P-S-R 指标涵义
• 5.2 生态环境效应评价方法
• 5.2.1 指标标准化处理
• 5.2.2 确定指标权重
• 5.2.3 评价标准的确定
• 5.2.4 综合评价指标的确定
• 5.3 生态环境效应评价结果分析
• 5.3.1 生态环境效应综合评价
• 5.3.2 土地利用变化的生态环境效应评价
• 第六章 结论
• 6.1 结论
• 6.2 讨论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 学位论文答辩委员会决议