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。     

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。     

土地利用/覆盖变化对永定河流域水文过程的可能影响模拟

客观认识土地利用的空间配置对水资源空间变化的影响,揭示区域特殊的水土耦合关系,为流域水土资源合理利用提供重要的科学决策依据。文章利用1978、1987、2000和2005年土地利用类型图、土壤类型图和1970~2006年气候数据,基于SWAT模型,模拟了永定河流域的1981~1991年的月径流变化情况,并对模拟的结果进行了精度评价,在设定保持前一期气候不变情况下,根据不同土地利用/覆盖变化情景,模拟了径流过程,分析了土地利用/覆盖变化对平均流量的可能影响程度,结果表明:模型模拟结果精度已达到了模型应用的要求精度,而对土地利用/覆盖变化对水文影响研究中,1970s~2000s土地利用/覆盖变化对径流的可能影响程度最大,为23.33%,1980s~1990s影响程度最小,为9.69%,气候变化对流域的水文的可能影响程度达到了75%以上。总体看来,土地利用对流域的水文过程影响程度较低,制约水文变化的主要因素是气候。     

浅析现行土地利用/覆盖变化描述方法

土地利用/覆盖变化是当前全球变化研究的热点问题之一;将土地利用/覆盖变化的描述方法分为土地利用时空变化和景观格局两个方面,分别从土地利用程度、动态变化速度、位置迁移和转换方向及来源方向等角度分析,对土地利用变化过程中的景观格局指数的变化规律总结归纳,并对指数的适宜性作以分析。     

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。     

新疆于田绿洲土地利用/覆被变化的动态分析

通过对于田绿洲土地覆盖变化特征进行数量和空间的分析,对该区土地利用/覆被变化过程有一个宏观认识.本研究主要采用遥感与GIS技术,以TM遥感影像为基本数据源,在对影像准确分类的基础上,详细分析了干旱区土地利用/覆被变化过程特征,建立了干旱区土地利用/覆被相关模型,讨论了干旱区典型代表区域--新疆于田绿洲土地利用/覆被过程固有的本质规律.     

论土地利用/土地覆盖变化驱动力研究

驱动力研究是土地利用/土地覆盖变化(LUCC)研究的重要组成部分,意义重大。在论述土地利用/土地覆盖变化驱动力研究内容的基础上,对国内外的驱动力研究现状及研究方法进行了初步总结,并提出了目前土地利用/土地覆盖变化驱动力研究中应该注意的几个关键问题。     

江津区农业用地利用/覆盖变化(LUCC)研究

基于江津区2013~2015年期间土地利用的变化数据,重点分析江津区农业用地利用率/覆盖变化(LUCC)现状。运用单一土地利用动态度分析该区土地利用数量和利用程度变化,可以更加方便地了解江津区土地总体利用程度变化。其中主要采用刘纪远等人提出的土地利用程度的综合分析方法,对江津区土地利用程度进行分级。运用土地利用程度变化量和变化率,来判断江津区土地利用的发展阶段和农业用地变化率。     

青海高原东部低碳土地利用变化预测

土地利用变化预测对土地资源科学规划与利用、区域可持续发展具有重要的意义,以土地利用低碳发展为导向,采用遗传算法构建土地利用变化模型,就青海高原东部海东市土地利用结构变化进行了模拟研究。结果表明:基于遗传算法的低碳土地利用优化预测方案比现有的土地利用规划方案,土地的净碳储量有显著增加,同时有利于耕地保护,抑制了建筑用地的快速扩张。因此,基于遗传算法的低碳土地利用变化优化模拟,为青海高原东部区域土地资源合理规划与利用提供了优化方案与决策依据。     

土地利用／地土覆盖变化的国际研究进展及我国的研究态势

土地利用／土地覆盖变化是目前全球变化研究的热点与前沿问题。本文着重综述了国际上土地利用／土地覆盖变化研究的主要问题以及取得的研究进展，同时对我国土地利用／土地覆盖变化的研究态热进行了探讨。     

论土地利用与覆盖变化遥感信息提取技术框架

目前变化信息提取存在的问题是自动化和定量化水平不高 ,其根本原因在于利用遥感技术提取土地利用和覆盖变化信息是一个多因素交织的复杂过程。为解决这一问题 ,将这一复杂过程分解为变化位置发现、变化区域提取、变化类型确认以及变化信息表示四个步骤 ,构建了技术流程 ,并对流程中的关键技术和方法进行了论述和探讨。文章的技术方法能有效提高变化信息提取的自动化、定量化和可靠性水平.     

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。     

2021年土地科学研究重点进展评述及2022年展望 ——土地工程与信息技术分报告

研究目的：归纳分析2021年国内外土地工程与信息技术领域的研究进展,展望研究趋势。研究方法：文献分析法。研究结果：2021年,国内研究主要集中在国土综合整治和生态修复基础理论、土地开发强度与模式、土地整治模式与功能、复垦土壤质量及生态环境效应评价、生态修复关键区识别与分区模拟、土地利用与覆盖信息提取及基于不同视角的土地信息多尺度动态监测;国外研究重点关注城市化背景下土地开发模式与评估、土地整理区划、土地复垦质量、土地修复材料与方法、景观与可持续土地生态恢复耦合、土地利用与土地覆盖信息处理与动态监测技术。研究结论：2021年土地工程与信息技术在土地开发模式、农用地整治、土地复垦质量、国土空间生态修复、土地信息获取与处理技术等方面取得了一定进展。2022年及未来,将在生态文明建设及双碳战略的背景下,重点关注土地资源开发利用低碳转型、土地复垦理论与评价、国土空间生态保护修复理论与技术、乡村振兴背景下村庄综合整治以及土地信息监测的高精度与多尺度优化等问题。     

Ecological response to urban development in a changing socio-economic and climate context: Policy implications for balancing regional development and habitat conservation

Rapid land use/cover changes (LUCC) have triggered severe habitat degradation over recent decades. Existing studies mainly focus on how LUCC per se affects habitat quality, while less attention is paid to the integration of LUCC, socio-economic development and climate change as a land use system, and to investigate their synergistic impacts on habitat quality. This study addresses this issue by incorporating a top-down system dynamic model, a bottom-up cellular automata and a habitat quality assessment model. The potential impacts of urban growth, socio-economic development and climate change on habitat quality of Hubei Province, China, were predicted under the four IPCC RCP scenarios. Overall, construction land was predicted to expand fast whereas forested land and cultivated land to shrink significantly from 2015 to 2030, but RCP 2.6 and 4.5 scenarios may maintain higher habitat quality compared with RCP 6.0 and 8.5 scenarios. Severe habitat degradation is likely to occur in the megacity’s surrounding ecosystems under RCP 2.6 and 8.5 scenarios, while the degradation is more likely to occur in middle-sized and small cities under RCP 4.5 and 6.0 scenarios. Further, our findings suggest that fixed asset investments and technology innovation play important roles in mitigating the negative impacts of urban and socio-economic development on habitat quality. This study should provide a useful approach for decision makers to design alternative development scenarios and to strike a balance between regional development and habitat conservation.     

黄土高原土地利用变化特征及其环境效应

研究目的:基于黄土高原近30余年来土地利用/植被覆盖变化(LUCC),分析该地区LUCC及其环境效应,为区域生态环境与社会经济的可持续发展政策提供科学依据。研究方法:地统计和趋势分析等。研究结果:(1)黄土高原土地利用结构整体上未发生变化,仍以草地、耕地和林地为主,但植被覆盖度提升显著;(2)黄土高原LUCC受气候变化和人类活动共同影响,影响程度存在区域性差异,其中黄土高原中部丘陵沟壑区主要由人类活动导致;(3)黄土高原LUCC对地表径流、土壤侵蚀、土壤水分及碳循环等生态环境过程将产生长期的影响,植被恢复在发挥生态效益的同时对区域生态环境产生消极的作用。研究结论:黄土高原植被生产力已接近水资源承载力阈值,提升人工植被稳定性、促进水资源平衡仍为现阶段促进黄土高原可持续发展的主要课题。     

走向土地变化科学——土地利用/覆被变化研究的新进展

研究目的:综述国际近10年(1995-2004)来LUCC研究在研究领域、方法和理论上的进展,推动中国LUCC研究的持续深入。研究方法:文献资料法、对比法。研究结论:国际上LUCC研究除了体现在LUCC监测技术、驱动力、生态环境效应和建模研究等方面的进展外,在LUCC研究理论上也经历了非常大的突破,即IGBPⅡ于2003年提出的土地变化科学(LCS)——致力于减小人类与环境系统面对全球变化的脆弱性并实现它们的可持续性,土地变化科学正在走向范式研究。     

近30年来渭河关中地区土地利用时空格局的遥感分析

研究目的：分析近30年来渭河关中地区土地利用时空格局演变过程。研究方法：目视人工遥感解译, GIS空间分析,土地利用转换矩阵。研究结果：渭河关中地区主要的土地覆被类型是耕地,1980 — 1990年、1990 — 2000年两个时期,草地、林地、水域、城镇建设用地转移的主要方向都是耕地。耕地面积在1990 — 2000年之间大幅增加,在2000 — 2005年、2005 — 2007年均呈现减小的趋势。城镇建设用地面积在近30年均持续增大,且增大的速度越来越快。水域面积在1990 — 2000年大幅减小,其中以河渠面积减小最为剧烈。研究结论：土地利用/覆被变化的变化幅度、方向是区域生态系统演变强度和方向的体现,也是该地区人类活动影响剧烈程度的体现。