基于GIS和PLS-PP模型的土地利用变化和趋势预测研究

论文摘要

土地利用作为全球环境的下垫面影响因子,其变化给全球环境演变带来直接的影响,随着对全球变化研究的深入,土地利用与土地覆被变化的监测分析和预测研究受到越来越多的重视。本文以遥感技术和地理信息系统空间分析方法为基础,从定量化的角度探讨了土地利用/覆被动态变化过程和土地利用类型间的转化问题,以构建基于偏最小二乘回归的投影寻踪耦合模型（Projection Pursuit Based on Partial Least-Square Regression Model,以下简称PLS-PP）为研究核心,对研究区吉林省延吉市未来土地利用状况进行预测,以此为区域经济发展和土地利用评价提供决策依据。论文的研究成果如下:（1）提取研究区1992年和2007年TM影像中的土地利用信息,应用GIS空间分析模块对两期的影像进行叠加处理,结果表明:15年间延吉市土地利用幅度发生了显著变化:耕地面积增加了583.62 hm2,居民地增加了2274.59 hm2,草地增加了2184.07 hm2,水体减少143.97 hm2,林地减少1297.14 hm2,未利用地减少2672.58 hm2。其中草地、未利用地变化幅度较大,城乡、工矿、居民用地变化最多。（2）试分析了研究区在经济快速发展时期的土地利用结构动态变化、利用程度、转移格局,其中大量未利地被开发,向耕地、居民点及工矿用地转化。引起延吉市土地利用变化的主要原因为:人口增加、城市基础建设投入加大并引入了一批大型工程项目、房地产业迅猛发展、城市化进程加快等。（3）在总结国内外土地利用结构和趋势预测相关理论方法和研究进展的基础上,构建出偏最小二乘回归投影寻踪（PLS-PP）耦合模型,对研究区的土地利用变化进行了预测,对比于独立使用偏最小二乘回归,PLS-PP模型得出的预测值精度较高,通过实例说明此模型是可行、有效的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题意义、背景
• 1.2 国内外研究现状与存在的问题
• 1.2.1 土地利用/覆被变化研究概况
• 1.2.1.1 土地利用/覆被变化遥感信息提取研究进展
• 1.2.1.2 土地利用/覆被变化驱动力机制研究进展
• 1.2.1.3 土地利用/覆被变化预测研究进展
• 1.2.2 土地利用/覆被研究存在的问题
• 1.3 论文研究内容和研究方法
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究方法
• 1.4 研究区概况
• 1.4.1 行政区划
• 1.4.2 交通状况
• 1.4.3 自然地理条件
• 1.4.3.1 地形地貌
• 1.4.3.2 气候概况
• 1.4.4 矿产资源
• 1.4.5 社会经济状况
• 第2章 土地利用/覆被变化的遥感监测研究
• 2.1 土地利用/覆被变化的遥感监测理论基础
• 2.2 遥感影像处理
• 2.2.1 波段组合
• 2.2.2 几何精校正
• 2.2.3 图像掩膜
• 2.3 土地分类系统的建立
• 2.4 建立解译标志
• 2.5 提取土地利用信息
• 2.5.1 提取一级地类
• 2.5.2 分类后处理
• 2.5.3 精度评价
• 2.5.4 二级地类信息提取
• 第3章 土地利用/覆被变化分析
• 3.1 空间叠加分析在土地利用/覆被变化分析中的应用
• 3.1.1 叠加分析的基本概念
• 3.1.2 提取土地利用/覆被变化信息
• 3.2 土地利用数量结构变化分析
• 3.3 土地利用速度变化分析
• 3.4 土地利用程度分析
• 3.5 土地利用变化转移矩阵分析
• 3.6 延吉市土地利用驱动机制分析
• 3.6.1 延吉市土地利用驱动力定性分析
• 3.6.2 延吉市土地利用驱动力定量分析
• 第4章 基于PLS-PP 的土地利用趋势预测研究
• 4.1 PLS-PP 的理论基础
• 4.1.1 投影寻踪概述
• 4.1.2 偏最小二乘概述
• 4.1.3 标准化处理
• 4.1.4 交叉有效性判别
• 4.1.5 多重相关性诊断
• 4.2 PLS-PP 模型建立过程
• 4.3 延吉市土地利用变化预测分析
• 4.4 精度评价与分析
• 第5章 结论与讨论
• 5.1 结论
• 5.2 讨论
• 致谢
• 参考文献
• 论文发表