基于CLUE-S模型的唐山海岸带土地利用变化情景模拟

论文摘要

具有自然和人文双重属性的土地利用/土地覆被是人类活动与自然环境相互作用的集中反映,因此土地利用/土地覆被变化是全球环境变化的重要组成部分和核心内容,成为现代地理学研究的前沿与热点领域之一。海岸带地区因为其特殊的海陆生态系统环境成为土地利用/土地覆被变化研究的热点区域。本文选取唐山市海岸带地区为研究对象,以1956年、1970年地形图,1987年、2000年和2005年TM遥感影像为数据源,运用3S技术（RS、GIS、GPS）,研究了该区过去50年间的土地利用/土地覆被变化的时空特征,并运用CLUE-S模型模拟了四种不同情景方案下该区未来十年的土地利用/土地覆被变化特征。研究表明:过去50年间唐山市海岸带地区的土地利用结构发生显著性变化,土地利用结构由早期的其他土地和农业用地为主体向末期的以农业用地和建设用地为主体转变。农业用地、建设用地和其他土地三大类别的比例,从1956年的34.67:6.19:59.13,转换到2005年的57.83:35.15:7.02。土地利用程度显著提高,土地利用综合指数由1956年的185.81提高到2005年的320.63,土地资源外延开发潜力释放殆尽。唐山市海岸带地区的早期土地利用类型变化速率要高于后期,土地利用类型变化速率存在放慢趋势。各地类间的转变特征差异显著,居民点用地、工矿用地、水产养殖用地三个地类的转入大于转出,未利用地和自然半自然湿地则表现为转出大于转入,耕地、园地、林地的转入转出规模均较大。CLUE-S模型能够对唐山市海岸带地区的土地利用/土地覆被变化进行较好的模拟和预测。以2000年土地利用数据为基期,选取了距农村居民点距离、距城镇距离、距道路距离、距河流距离、距海岸线距离、地下水埋深、土壤类型、成因地貌、工程地质条件9个自然和社会经济因素作为驱动因素,运用CLUE-S模型模拟了2005年的土地利用类型空间格局,并用2005年的实际解译数据加以验证,验证结果表明:正确模拟的比例达到88.95%,由此计算出的Kappa指数为0.8711。说明CLUE-S模型能够模拟小尺度的海岸带地区的土地利用/土地覆被变化。在此基础上模拟了自然增长情景、土地结构优化情景、经济发展情景、生态保护情景四种情景方案下2015年研究区的土地利用格局。模拟结果表明在不同情景方案下的土地利用/土地覆被格局存在显著的空间差异。本文创新点:（1）首次将CLUE-S模型运用于海岸带地区。（2）选取了符合海岸带地区实际的驱动力参数。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 土地利用/土地覆被变化的国内外研究现状
• 1.1.1 土地利用/土地覆被的基本概念
• 1.1.2 土地利用/土地覆被变化的国外研究现状
• 1.1.3 土地利用土地覆被变化的国内研究现状
• 1.2 土地利用变化预测模型研究进展
• 1.2.1 主要的土地利用变化预测模型
• 1.2.2 CLUE–S 模型应用进展
• 1.3 研究意义
• 2 研究区概况
• 2.1 自然特征
• 2.2 社会经济特征
• 3 技术方法与土地利用信息提取过程
• 3.1 技术流程
• 3.2 研究区数据获取方法
• 3.2.1 工作平台
• 3.2.2 数据源
• 3.2.3 数据处理
• 3.3 土地利用类型提取
• 3.3.1 土地利用分类体系的确定
• 3.3.2 建立解译标志
• 3.3.3 提取方法与结果
• 3.3.4 土地利用数据的栅格化处理
• 4 唐山市海岸带50 年间土地利用时空格局变化分析
• 4.1 土地利用结构变化特征
• 4.1.1 一级地类结构变化分析
• 4.1.2 二级地类结构变化分析
• 4.2 土地利用动态度分析
• 4.3 土地利用程度分析
• 4.4 空间动态变化及转移矩阵分析
• 5 基于CLUE-S 模型的土地利用类型变化情景分析
• 5.1 CLUE-S 模型
• 5.1.1 CLUE-S 模型原理与结构
• 5.1.2 CLUE-S 模型的支撑条件
• 5.1.3 CLUE-S 模型的参数文件
• 5.2 CLUE-S 模型模拟与验证
• 5.2.1 模拟流程
• 5.2.2 模拟步骤
• 5.2.3 模拟结果与Kappa 验证
• 5.3 情景模拟
• 5.3.1 设定情景方案
• 5.3.2 情景模拟分析
• 6 结论与讨论
• 6.1 结论
• 6.2 问题讨论
• 参考文献
• 致谢