中国沿海经济发达地区土地利用变化及其驱动机制与预测模型研究 ——以浙江省沿海地区为例

论文摘要

随着20世纪80年代初我国实施的沿海开发战略的逐步深入,近二十年来,沿海开放城市所在的区域,经济迅速腾飞,土地利用和土地覆盖发生了前所未有的快速变化。尤其是位于我国东部沿海的浙江省,经济发展速度是我国最快的地区之一,城市迅速扩展、农田大量流失,使得人地矛盾更加尖锐,伴随而来的环境恶化、土地质量下降等问题已经非常突出,并且制约了经济的快速协调发展。因此开展对该区域土地利用变化的探测迫在眉睫,而对其自然和人文驱动机制的研究以及土地利用变化预测模型的研制,可以为研究区土地资源的合理利用、优化配置和持续利用提供科学依据。 本文选择浙江沿海地区作为研究区,运用卫星遥感技术和地理信息系统、全球定位系统技术等常规技术相结合,快速准确调查了改革开放以来的1985年、1993年和2001年的土地利用变化的状况和特点。借助地理信息系统的空间分析方法和数学统计方法,定量化的探讨了研究区社会、经济、人口、技术、政策等因素对土地利用变化所产生的影响。最后引进了一个基于空间分布的土地利用变化模型,经过开发和应用的改进研究,对研究区的土地利用变化进行了预测。 本次研究主要获得了以下成果: 查清了土地利用变化规律。研究区1985年到2001年耕地面积大幅度减少,16年共减少了277600公顷。城市建设用地面积大量增加,16年间共增加了211009公顷。园地、林地、水体面积变化不大,有少量增加,滩涂面积增加明显。总体的土地利用变化都是1993年到2001年比1985年到1993年更为剧烈。经过分区分析发现,杭州是土地利用变化最大的地区,永嘉县是变化最小的地区。 查明了土地利用变化与驱动因子之间的关系。(1)自然驱动力。离城市的距离对土地利用变化的影响是最大的,其次是交通道路的影响,再次是海拔和坡度的影响。交通道路中,省道的影响最大,国道其次,铁路再次,最后是高速公路。(2)人文驱动力。年末总人口与各类土地利用类别的面积有着很高的相关关系,但随着社会经济的发展,单位面积的土地收

论文目录

• 1 绪论
• 1.1 研究意义与目的
• 1.2 研究区概况
• 1.2.1 研究区范围
• 1.2.2 研究区经济状况
• 1.2.3 研究区自然概况
• 1.2.3.1 气候和水系
• 1.2.3.2 地形地貌
• 1.2.3.3 土壤
• 1.2.3.4 植被
• 1.2.3.5 土地利用
• 2 研究现状分析
• 2.1 土地利用变化研究现状
• 2.1.1 土地利用变化研究背景和趋势
• 2.1.1.1 研究背景
• 2.1.1.2 研究趋势
• 2.1.2 土地利用分类系统研究进展
• 2.1.3 土地利用变化研究中遥感技术的研究进展
• 2.1.3.1 遥感影像的应用
• 2.1.3.2 遥感影像分析方法
• 2.1.4 土地利用变化度量方法研究进展
• 2.2 土地利用变化驱动力研究现状
• 2.2.1 土地利用变化驱动力分类研究进展
• 2.2.2 土地利用变化驱动力研究方法进展
• 2.3 土地利用变化预测模型研究现状
• 2.3.1 概念模型
• 2.3.2 系统动力学模型
• 2.3.3 马尔科夫链模型
• 2.3.4 综合土地利用模型
• 2.3.5 土地利用变化竞争模型
• 2.3.6 元胞自动机模型
• 2.3.6.1 元胞自动机的发展
• 2.3.6.2 元胞自动机的概念
• 2.3.6.3 元胞自动机的特点
• 2.4 讨论
• 3 研究目标与研究方案
• 3.1 研究目标及思路
• 3.1.1 研究目标和内容
• 3.1.2 研究思路和技术路线
• 3.1.3 供研究用的数据资料
• 3.2 研究方案
• 3.2.1 研究区土地利用变化研究与方法
• 3.2.2 研究区土地利用变化驱动机制研究与方法
• 3.2.3 研究区土地利用变化预测模型的建立与方法
• 3.2.3.1 元胞自动机模型的选择
• 3.2.3.2 元胞自动机模型的数据输入
• 3.2.3.3 元胞自动机模型的空间尺度选择
• 3.2.3.4 元胞自动机模型的参数验证
• 3.2.3.5 未来土地利用变化预测
• 4 浙江沿海地区1985年到2001年土地利用变化分析
• 4.1 1985、1993和2001年的土地利用遥感调查
• 4.1.1 数据资料预处理
• 4.1.1.1 数据归一化和比例尺选择
• 4.1.1.2 三期TM/ETM + 遥感影像预处理
• 4.1.1.3 统计数据和其他数据预处理
• 4.1.2 遥感影像的信息提取及分类
• 4.1.2.1 土地利用分类系统
• 4.1.2.2 遥感影像分类方法
• 4.1.2.3 土地利用信息提取精度评价
• 4.1.3 三个时期（1985、1993和2001年）土地利用图
• 4.1.4 三个时期（1985、1993和2001年）土地利用结构
• 4.2 两个阶段（1985到1993年和1993到2001年）的土地利用变化分析
• 4.2.1 两个阶段土地利用变化方向和动态度
• 4.2.2 两个阶段土地利用变化数量
• 4.2.2.1 前期（1985年到1993年）土地利用变化
• 4.2.2.2 后期（1993年到2001年）土地利用变化
• 4.2.2.3 全期（1985年到2001年）土地利用变化
• 4.3 主要的土地利用变化类别分析
• 4.3.1 耕地的变化
• 4.3.1.1 两个阶段耕地变化的方向
• 4.3.1.2 两个阶段耕地变化的数量
• 4.3.1.3 两个阶段耕地变化的分布
• 4.3.2 城市建设用地的变化
• 4.3.2.1 城市建设用地扩展来源
• 4.3.2.2 两个阶段城市建设用地的扩展速度
• 4.3.2.3 两个阶段城市建设用地扩展分布
• 4.3.3 水体和滩地的变化
• 4.3.4 林地和园地的变化
• 4.3.5 裸地的变化
• 4.4 土地利用变化空间分区
• 4.5 小结
• 5 浙江沿海地区土地利用变化驱动力研究
• 5.1 自然地理因子驱动力
• 5.1.1 城市对土地利用变化的影响
• 5.1.1.1 分析方法
• 5.1.1.2 三个时期离城市中心距离对土地利用变化的影响
• 5.1.1.3 两个阶段离城市中心距离对城市建设用地扩展和耕地流失的影响
• 5.1.1.4 小结
• 5.1.2 交通对土地利用变化的影响
• 5.1.2.1 分析方法和参考数据
• 5.1.2.2 三个时期高速公路对土地利用变化的影响
• 5.1.2.3 三个时期国道对土地利用变化的影响
• 5.1.2.4 三个时期省道对土地利用变化的影响
• 5.1.2.5 三个时期铁路对土地利用变化的影响
• 5.1.2.6 两个阶段交通对城镇扩展和农田流失的影响
• 5.1.2.7 小结
• 5.1.3 地形对土地利用变化的影响
• 5.1.3.1 分析方法
• 5.1.3.2 高程对土地利用变化的影响
• 5.1.3.3 两个阶段高程对耕地和城市建设用地变化的影响
• 5.1.3.4 高程对土地利用变化影响小结
• 5.1.3.5 三个时期坡度对土地利用变化的影响
• 5.1.3.6 两个阶段坡度对耕地和城市建设用地变化的影响
• 5.1.3.7 坡度对土地利用变化影响小结
• 5.1.4 自然地理因子对土地利用变化驱动作用总结
• 5.2 经济社会人口驱动力
• 5.2.1 驱动力因子的选择
• 5.2.2 各驱动力指标与土地利用变化关系的数学分析
• 5.2.2.1 研究方法
• 5.2.2.2 散点图分析
• 5.2.2.3 相关系数分析
• 5.2.2.4 回归分析
• 5.2.3 驱动力指标分区分析
• 5.2.3.1 经济社会人口指标的提取
• 5.2.3.2 耕地变化驱动力分区
• 5.2.3.3 城镇建设用地变化驱动力分区
• 5.2.3.4 园地变化驱动力分区
• 5.2.4 两个阶段耕地变化驱动力分析
• 5.2.5 后期城市建设用地扩展和驱动力分区
• 5.2.6 总结
• 5.3 土地政策驱动力
• 5.3.1 近期我国土地政策和土地管理发展历史
• 5.3.1.1 农村土地政策
• 5.3.1.2 城镇土地政策
• 5.3.1.3 自1985年以来主要土地政策总结
• 5.3.2 近期浙江省土地政策和土地管理
• 5.3.3 近期土地政策对土地利用变化的驱动作用
• 5.3.3.1 第一阶段
• 5.3.3.2 第二阶段
• 5.3.3.3 第三阶段
• 5.4 浙江沿海地区土地利用变化驱动机制总结
• 6 浙江沿海地区土地利用变化预测模型研制
• 6.1 建立土地利用变化预测模型
• 6.1.1 模型的选择
• 6.1.1.1 概念模型
• 6.1.1.2 系统动力学模型
• 6.1.1.3 马尔科夫链模型
• 6.1.1.4 综合土地利用模型
• 6.1.1.5 土地利用变化竞争模型
• 6.1.1.6 元胞自动机模型
• 6.1.2 SLEUTH模型
• 6.1.2.1 SLEUTH模型介绍
• 6.1.2.2 SLEUTH模型的原理
• 6.1.2.3 SLEUTH模型的结构
• 6.1.3 SLEUTH模型开发应用研究
• 6.1.3.1 SLEUTH模型的实现
• 6.1.3.2 SLEUTH模型的数据输入
• 6.1.3.3 SLEUTH模型的校正
• 6.2 研究区土地利用变化预测
• 6.2.1 模型数据输入
• 6.2.2 模型系数调整
• 6.2.3 模型预测结果
• 6.2.4 预测结果验证
• 6.3 SLEUTH模型在研究区应用方法改进
• 6.3.1 模型系数调整方法改进
• 6.3.2 模型预测结果
• 6.3.3 预测结果验证
• 6.3.4 城市建设用地和耕地面积预测
• 6.3.4.1 驱动力分区探讨预测精度
• 6.3.4.2 提高城市建设用地和耕地面积预测精度
• 6.4 研究区未来至2010年土地利用变化预测
• 6.5 SLEUTH模型应用问题探讨
• 7 总结、创新与讨论
• 7.1 研究成果总结
• 7.1.1 浙江沿海地区1985年到2001年土地利用变化
• 7.1.2 浙江沿海地区土地利用变化自然和人文驱动机制
• 7.1.2.1 自然驱动因子与土地利用变化的关系
• 7.1.2.2 人文驱动因子与土地利用变化的关系
• 7.1.2.3 自然和人文驱动机制研究
• 7.1.3 浙江沿海地区土地利用变化预测模型
• 7.2 研究成果、创新点与新进展
• 7.2.1 查清研究区域的土地利用变化规律
• 7.2.2 查明研究区域的土地利用变化与驱动因子之间的关系
• 7.2.3 成功引进SLEUTH模型的开发应用
• 7.3 讨论与建议
• 参考文献
• 论文相关科研成果