基于CA-Markov模型的老河口市土地利用格局变化研究

【摘要】近年来,土地利用格局的变化随经济社会的快速发展而愈发显著,人地之间的矛盾日益突出。近几年来老河口市在全市人民的努力下经济得到了飞速的发展,随之而来的是农用地面积的减少,粮食产量的降低、生活质量的下降、生态环境的破坏,这与老河口市希冀的可持续发展背道而驰的,这使得土地利用格局的研究就显得格外重要。我国近年来,不论从研究范围还是研究方法、模型上,土地利用／土地覆被研究不断推进,关于土地利用/土地覆被变化模型研究中,CA-Markov模型综合了CA模型和Markov模型两者的优势,拥有十分强大的空间预测能力与预测数量变化能力,因此,在土地利用预测中的应用范围不断扩大。本文以老河口市为研究对象,以该研究区2005年、2010年两个时期土地利用矢量数据成果,模拟预测未来土地利用变化格局。首先,运用ArcGIS10.0软件对两期数据进行各土地利用结构变化分析,继而通过景观动态度、信息熵等指数研究土地利用数量变化；并运用Fragstats4.0软件,分析老河口市在研究期间的景观格局指数的变化及其特征,之后探讨了该研究区土地利用格局演变与自然、社会和经济等影响因素之间的关系,制定出转换规则、土地利用类型的转移矩阵和适宜性图集,在此基础上,利用IDRISIAndes15.0软件中的CA-Markov模型,对2020年老河口市的土地利用格局进行预测,最后提出能够促进该区域可持续发展的措施与意见。本文的研究目的是分析老河口市土地利用的现状以及变化规律,探讨促使这种格局演化的形成及变化的影响因素,形成CA-Markov模型模拟所需要的转移规则,进而对2020年老河口市的土地利用格局进行预测模拟,提出能够促进可持续发展的建议。本文研究的主要结论如下：(1)老河口市土地利用结构格局在2005-2010年研究期间变化显著,面积增加程度最高的是城乡建设用地,其次为交通水利用地。耕地为主的农用地较少程度最高,水域及自然保留地面积也有所减少,但土地利用系统的方向趋于有序。(2)老河口市景观格局在2005-2010年研究期间变化较为显著,通过两期景观指数的分析,城乡建设用地景观和耕地景观类型的优势斑块作用明显,两者的景观指数反映出景观整体的特性,由于在研究期间城乡建设用地和耕地景观的景观格局趋于多样化和破碎化程度较增加,所以老河口景观格局整体趋于多样化、景观的破碎化程度加深。(3)为了老河口市2020年的土地利用格局的模拟预测提供转换规则,本文分析影响土地利用格局变化各种因素分析表明,对于老河口市研究区而言,造成老河口市景观格局显著变化的原因主要有自然因素中的坡度、行政中心和交通线路；以及社会经济因素主要包括,伴随着人均收入水平提高过程中非农人口的增长、社会经济的发展以及相关政策法规等因素。基于上述影响因子,本文定性和定量的对各影响因子进行分析,从而为模拟图做充足的准备。(4)用2010年的实际土地利用格局图与CA-Markov模型模拟老河口市2010年的土地利用格局模拟图作对比,通过Kappa系数来进行精度验证,来检验该模型的预测效果,若Kappa系数较低说明前期数据的收集以及数据的分析存在很大的误差,若Kappa系数较大,精度较高,预测结果有足够的可信度,再来模拟预测老河口市2020年的土地利用格局。(5)针对老河口市土地利用格局的预测分析结果,本文提出促进可持续发展的几点建议。
【作者】封娇；
【导师】周勇；
【作者基本信息】华中师范大学，人文地理学，2014，硕士
【关键词】土地利用变化格局；格局变化的驱动力分析；CA-Markov模型；老河口市；

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