基于元胞自动机的LUCC模型探讨

土地利用和土地覆盖变化涉及因素繁多,过程错综复杂,以元胞自动机这一简单模型来理解和预测土地利用和土地覆盖变化的过程具有不可替代的作用。现从利用元胞自动机模拟土地利用/土地覆盖变化的基本思想入手,对构建土地利用/土地覆盖变化模型时所必须的元胞自动机的扩展作了详细的探讨,并着重对基于元胞自动机的土地利用/土地覆盖变化模型及其模拟方法进行了分析,最后指出了利用元胞自动机构建土地利用/土地覆盖变化模型时可能出现的不足,提出相应的展望。     

基于地理加权和元胞自动机的建设用地发展模拟

为了防止建设用地的肆意扩张,缓解经济和生态平衡之间的矛盾,为政府部门的前期规划工作提供更合理的借鉴。为此以大连市某区域为研究区,将地理加权回归的思想融入到元胞自动机中,实现了城市空间发展的模拟,并与二次logistic回归模型作了对比。结果表明,在土地利用格局与影响因素建模过程中,存在着不同程度的空间自相关性,并在空间结构上不是单一趋势分布的,体现着空间不稳定性。将地理加权回归和元胞自动机的结合,不仅体现了空间分异特征,而且模拟精度也有所提高。     

基于MSVM-CA模型的区域土地利用演变模拟

研究目的:探索一种基于多类支持向量机自动获取地理元胞自动机非线性转换规则的方法(MSVM-CA),并将其用来模拟复杂的土地利用动态演化。研究方法:以长江口北岸启东市2002—2007年的土地利用演变模拟为例,采用1-A-1方法在每两类样本数据间训练一个分类器,将模拟土地利用变化的主要特征变量映射到Hilbert空间,通过多类支持向量机建立最优分割超平面,运用决策函数计算元胞到最优分割超平面的距离,并转换为元胞土地利用类型的转换概率。然后利用蒙特卡罗方法,确定元胞的转化状态,循环完成土地利用演变模拟,最后对模拟结果进行精度分析。研究结果:对照2007年遥感影像分类得到的实际土地利用分类图,实验模拟结果数量上正确率平均达到88.99%,模拟结果的总体分类精度为86.75%,Kappa系数为0.85。研究结论:基于多类支持向量机的非线性元胞自动机方法具有较高的模拟精度,可以应用于模拟多类土地利用类型之间的演变。     

矢量CA支持下的耕地补偿空间决策模型研究

研究目的:为实现耕地总量动态平衡,保障耕地资源的持续供给,本文探讨引入矢量CA支持下的耕地补偿空间决策模型用于耕地补偿决策的可行性。研究方法:GIS空间分析技术、实证分析法。研究结果:针对矢量数据处理的便捷与快速性质,提出基于矢量数据格式的元胞自动机支持下的耕地补偿决策模型,着重讨论了二维矢量元胞自动机的邻居模型和转换规则,指出元胞状态转换规则主要依赖于与邻居元胞的大小、距离、相邻边长度和相邻边分维指数、邻居影响力效果指数,在此基础上,研究了耕地补偿决策中的邻居影响力即转换规则。文章以海南省琼海市九曲江乡为例,计算不同参数控制下的多种耕地补偿决策方案,证明了该模型用于耕地补偿决策的可行性。     

基于元胞生态位适宜度模型的低丘缓坡土地开发建设适宜性评价

研究目的：评价低丘缓坡土地开发建设适宜性。研究方法：以GIS为系统环境,通过元胞自动机模拟地理空间过程,“生态位”确定元胞邻域之间的转换规则,构建元胞自动机生态位适宜度模型。研究结果：模型运行得出了安宁市低丘缓坡土地开发建设适宜性的等级图谱,适宜建设区域主要分布在低丘缓坡区域的东北部,模型运行有效。研究结论：元胞生态位适宜度模型运行结果生态意义明确,适用于生态保护为目的的同质性区域建设用地适宜性评价,为评价、优化和编制低丘缓坡专项规划方案奠定了很好基础,也为类似的山地土地利用适宜性评价提供了方法借鉴。     

基于CA模型的城市边缘区土地利用演变模拟——以广州市花都区为例

研究目的：探索土地利用的多地类CA模拟方法，并掌握城市边缘区土地利用变化规律。研究方法：选取典型城市边缘区 —— 广州市花都区为研究区域，利用C#语言结合ArcEngine GIS平台编程进行花都区土地利用演变CA模拟研究。以不同时间研究区土地利用图为基础数据，比较研究期内各地类的变化数量与方向以确定地类转换之间的优先级，并确定各地类的转换概率阈值。然后利用蒙特卡罗方法结合控制因素进行判断，最终确定元胞的转化状态。研究结果：模拟结果表明，2000 — 2005年间，新增建设用地分布在除北部山区以外的所有区域，但主要集中在城市中心区域，农用地主要分布在西南部和东北部，而且破碎化程度越来越高。在流向上，仍然有不少数量的农用地（主要为耕地和林地）转向建设用地。与实际情况相比，模拟的数量精度为84.8%，位置精度为71.3%。研究结论：研究结果表明此方法便于理解与操作，同时模拟精度较高。     

济南南部地区城市扩展遥感信息动态分析

从城市建设用地影像光谱信息入手,分析不同时期的Landsat TM、ETM 各波段上地物的谱间结构特征,利用图像处理软件,建立图像分类模型,自动分类与人机交互结合方式进行变化解译,得到济南市南部地区城市扩展动态变化信息;对该区城市扩展规律进行了简要分析。     

基于GIS的县级基本农田划区定界数据库建设--以鄞州区为例

研究目的：以鄞州区为例,通过建立基本农田划区定界数据库,为切实保护基本农田提供参考依据。研究方法：基于鄞州区基本农田现状分析,通过GIS技术平台,建立基本农田划区定界数据库,并结合DOM进行基本农田图斑核查。研究结果：阐述并总结了基本农田划区定界建库过程,利用DOM对基本农田图斑进行了有效的核查比对。研究结论：通过对鄞州区基本农田划区定界数据库的建立,实现基本农田的有效保护和管理,有利于合理控制城乡建设用地规模的扩展和基本农田的严格执行和保护。     

饮用水中铜绿假单胞菌检测结果的不确定度评定

目的:根据微生物学科特点,探讨适合于包装饮用水中铜绿假单胞菌检测结果的不确定度评定方法和如何利用扩展不确定度对限值附近的检测结果进行符合性判定。方法:按照GB 8538—2016的规定方法,对人工污染的包装饮用水样品进行铜绿假单胞菌检测,得到原始数据,进行统计学处理,建立数学模型,分析检测过程和数据处理过程中的不确定度来源,并使用A类和B类评定方法得到检测结果的不确定度和结果报告范围。结果:重复检测样品30次,合成不确定度u=0.037634,扩展不确定度U=0.077,检测结果T的报告范围为23~33 CFU/250 mL。结论:证实了不确定度评定在微生物实验中的必要性和可行性,建立了一种可参考的数学模型,并对出现在要求限值附近的检测结果利用扩展不确定度进行了符合性判定。     

农情遥感监测与服务系统集成研究

综合分析了国内外农业遥感监测系统的技术模式和建设方案,充分调研农业部农情遥感监测业务的需求,同时分析实验室各种现有系统,设计并选择了一种较科学的系统集成方案。系统集成考虑功能、经济、扩展以及稳定等多方面因素,最终选择利用O rac le10.0G建立数据库;利用ArcG IS9.2为地理信息平台,完成空间和属性数据的显示、统计分析以及信息服务等功能需求;利用Erdas8.6为影像数据处理平台,并用其V isual C++开发包进行系统定制与开发。系统的建设以现有"国家级农情遥感监测系统"为基础,进行功能升级和扩展。该系统的建设,将大大提高我国农情业务监测的能力和科学性,是对我国农业遥感技术的一种总结和科学提升。此外,该文还论述了系统建设技术路线的可行性与必要性。     

Assessing spatial dynamics of urban growth using an integrated land use model. Application in Santiago Metropolitan Area, 2010–2045

Scenario analysis of urban dynamics from spatial land use models can support urban, planning and policy. An integrated modeling approach, linking assessment of urban spatial dynamics, was applied to the Santiago Metropolitan Area (SMA). The integrated land use change model combines, a logistic regression model, Markov chain, and cellular automata. This model was calibrated with data, from 1975 to 2010, and was used to make predictions for the years 2030 and 2045, using two datasets of, urban and non-urban explanatory variables. Urban change estimates showed the highest fit during the, model calibration phase. The true-positive proportion and standard Kappa value (κ) were of 99% and, 0.87 respectively when validating against an urban cover reference map from 2010. Urban growth was, equal to +27,000 ha (72%) for the period 1975–2010, and the city of Santiago is projected to, reach approximately 93,000 ha by 2045 (+43% from 2010). In the SMA the most important, urban growth pattern is peri-urban development, referring to widespread boundaries and higher, fragmentation in peripheral municipalities. Predictions for 2030 estimate that ∼15% of the projected, urban expansion will occur outside the boundary set by the current Regulatory Plan proposal. These, results demonstrate the capacity of the integrated model to establish comparisons with urban plans, and its utility to explain both the amount and constraints of urban growth. The integrated approach of, urban dynamic assessment using land use modeling is useful for spatiotemporal representation of, distinct urban development forms.     

广东省佛冈县城乡居民点空间格局优化研究

研究目的：为县级土地利用总体规划修编和农村居民点规划、整合提供依据。研究方法：根据影响居民点空间布局因素的限制程度，应用ArcGIS各功能，结合相关分析、统计分析等编制城乡居民点用地综合限制等级图；从土地规划需要和佛冈县实际情况出发，将佛冈县划分为5类可转为居民点用地的优先等级区；应用城乡居民点用地优先等级区，结合人口和人均用地状况，对居民点空间格局进行优化。研究结果：确定了佛冈县2020年各镇城乡居民点空间格局优化方案。研究结论：佛冈县2020年各镇用地扩展方式和途径不尽相同；各地区在编制和应用居民点综合限制等级图时，可根据当地的实际情况确定各限制因子及其权重。     

2000年以来中国土地利用规划研究综述

研究目的:综述土地利用规划主要研究领域的进展,提出土地利用规划研究的发展趋势。研究方法:文献资料法、对比法。研究结果:国际土地利用对比研究宜强化应用导向;土地利用规划的理论和方法具有和城市规划相融合的趋势;空间体系的研究受市场经济体制和行政管理方式的影响;土地利用规划指标的刚性和弹性将统一在过程规划之中;土地利用规划环境影响评价趋向于政策导向的方法。研究结论:土地利用规划的研究应以空间规划为平台,加强针对性、科学性和可操作性。     

城市总体规划与土地利用总体规划的矛盾与协调

城市总体规划与土地利用总体规划的侧重点不同 ,但二者都是以土地作为主要规划对象 ,其核心内容都是为实现土地资源的合理开发、利用和保护 ,其根本目标是实现土地资源可持续利用和城市的可持续发展。由于主管部门、目的内容、用地分类标准、规划期限等方面的不一致 ,两大规划之间存在着脱节甚至冲突等矛盾现象 ,为协调两大规划 ,应做好协调规划编制、统一规划审批、完善规划内容、提高规划权威、统一技术规范、完善规划体系和相关法律体系等方面的工作     

土地利用规划体系研究

中国土地利用规划体系的主要问题是区域规划、土地利用规划和城市规划各成体系,以各级行政区为单位编制的土地利用总体规划没有很好的整合区域社会经济发展对土地的需求,僵化的控制指标与区域社会经济的发展不相适应;同时由于土地利用总体规划与城市规划相脱节,难以有效地控制城市用地规模.因此,土地利用规划管理的发展方向应是整合土地利用规划体系,将区域规划、土地利用规划和城市规划融为一体;重视城市土地利用规划和乡村土地利用规划等控制性土地利用详细规划的编制和实施.     

基于GIS空间分析技术的城乡建设用地扩展边界规划方法研究

研究目的:针对当前土地利用总体规划中建设用地扩展边界划定方法研究较为薄弱的现状,发展了一种基于GIS空间分析技术的建设用地扩展边界划分方法。研究方法:在利用数学模型定量确定建设用地扩展边界内建设用地总量的基础上,充分发挥GIS强大的空间分析功能,综合考虑区域环境敏感性和建设用地适宜性,"自下而上"、直观定量地确定区域建设用地扩展边界。研究结果:规划的建设用地弹性边界与北京2004—2020年城市总体规划中确定的"两轴—两带—多中心"的城市布局基本吻合,具有一定的合理性。研究结论:该方法具有一定的可靠性和应用前景。如果能够在该方法定量确定的区域建设用地扩展边界的基础上,结合区域地形地貌、河流等自然边界和交通、绿化隔离带等人工边界,进一步综合修改完善,将有可能明显提高当前土地利用总体规划中建设用地扩展边界划分的科学性。     

LAND USE STUDIES IN BRITAIN: A REVIEW OF THE LITERATURE WITH SPECIAL REFERENCE TO APPLICATIONS OF COST-BENEFIT ANALYSIS*

Since the ending of World War II increasing attention has been paid in Britain to the need for the formulation of a coherent land use planning strategy. Public control over land use has strengthened and interest in the conceptual and practical problems involved has grown to a sufficient extent to have generated a significant body of literature. This article begins with a short account of the land use planning process, considers the state of land use statistics and outlines the results of work by a number of writers on projections of land requirements in various uses notably for agriculture, forestry and urban expansion. Against this background attention then focuses on the use of cost-benefit analysis as a means of resolving conflicts in land allocation, particularly those which centre on agricultural use as against urban expansion, and agriculture versus forestry development. A further section considers the application of cost-benefit methods in research on recreational uses of land. The paper is designed primarily as a critical survey of the present state of knowledge, though it also indicates areas of study in which the expertise of the agricultural economist might be particularly useful.     

基于遥感影像的北京市城市规划区内农用地控制成效分析

研究目的：检验北京市城市规划区内农用地的规划控制成效。研究方法：遥感影像分析、GIS空间分析、实证分析。研究结果：规划农用地边界在控制农用地减少方面的作用十分有限；与1983年总体规划相比，1993年总体规划在农用地边界控制方面的成效略有改善。研究结论：城市规划区内农用地的规划控制尚存在较大问题。可能的调整手段包括：（1）加强对城市建设“界外选址”的控制；（2）在总体规划中充分考虑村镇居民点的扩展规模；（3）建立科学的城市人口规模预测方法；（4）加强农用地规划中的公共参与和公众监督。