基于FLUS模型的土地利用空间布局多情景模拟研究 ——以广州市花都区为例

随着二十一世纪全球城市化的快速发展,我国城市化进程现正处于新阶段,新型城市化要求我们要引导城镇用地合理扩展,提高城镇用地利用效率,促进土地资源优化配置和城市空间的合理布局,实现区域协调可持续发展。本研究为实现城市土地利用在空间上科学合理分布,利用FLUS模型对未来城市用地的空间布局进行多情景模拟预测,为土地利用规划编制和城市规划提供有价值的参考。本研究以广州市花都区为实验区域,基于花都区2010年的土地利用现状数据,利用FLUS模型在30m×30m尺度下模拟2015年的土地利用状况,与花都区2015年的土地利用现状进行可靠性验证,通过马尔科夫法预测2025年花都区的各地类土地利用数量,建立耕地保护、生态保护和城市发展三种情景模拟花都区土地利用空间分布。结果表明,FLUS模型模拟结果的Kappa指数高达0.8869,总体精度为0.9132,FOM指数也符合标准水平,模型模拟精度高,在不同情景模拟下的土地利用空间布局均呈现出相当的合理性和科学性,模拟结果可为城市规划布局和土地利用规划提供有价值的参考。     

济南市土地利用变化模拟预测研究

基于快速城镇化的济南市土地利用变化状况,选择CLUE-S模型和FLUS模型对其2035年土地利用情况进行模拟预测,对预测结果进行比较。结果表明:CLUE-S模型和FLUS模型模拟机理有所不同,但在概率运算的方法上FLUS模型比CLUE-S模型更具有优势;两种模型模拟的2016年济南市区土地利用变化预测结果与土地利用变更调查成果的一致性程度均较高,但CLUS-S模型较FLUS模型更具有一定的优势。CLUE-S模型和FLUS模型各有其优势和不足,整合不同模型的优点,研发出具有开放性的综合模型是未来土地利用变化模拟预测的发展趋势,为国土空间规划的编制和管理提供更精确的参考依据。     

基于FLUS模型的景泰县土地利用动态变化与趋势预测

土地利用变化研究是分析土地利用中存在问题的重要环节，开展土地利用动态变化与趋势预测，是加强土地资源管理，提高土地资源利用率的重要保障。本文选取甘肃省景泰县2000年、2010年和2020年三期Landsat-TM/ETM、Landsat 8遥感影像作为基础数据，通过未来土地利用模拟（FLUS）模型分析土地利用发展趋势、预测2030年土地利用格局。结果表明，（1）景泰县土地利用整体动态度变化速率较快，耕地、林地、其他草地、水域、建设用地和其他土地六种地类产生转移的面积占其总面积的6.01%，其他草地为主要的转出型地类，建设用地为转入型，增幅较明显。（2）通过模拟2030年土地利用格局，建设用地集中点由北向南部兰州经济圈转移，自然因素影响下北部水域面积小幅减少，耕地与林地无明显变化，其他草地继续为转出型地类。研究表明FLUS模型预测土地利用格局符合景泰县实际情况，方法切实可行，是开展土地利用变化预测较好的方法，研究结果对优化土地利用结构、编制国土空间总体规划、制定土地管理政策具有重大的指导意义。     

基于Markov-C 5.0的CA城市用地布局模拟预测方法

研究目的:针对多用地类别的城市用地模拟预测提出一种科学合理的预测模型,为土地利用总体规划编制和土地利用结构优化调整提供依据和技术方法。研究方法:在分析了城市用地模拟预测中常用方法的优缺点和适用环境后,提出了一种综合采用Markov模型和C 5.0分类算法的城市用地布局模拟预测CA模型,该模型的思想是采用Markov方法获取各类土地之间的流向,结合各类土地规模的预测结果确定用地增长量,采用C 5.0分类算法获取各类土地之间的转换规则,最后以武汉市为例对该方法进行了论证。研究结果:通过该方法模拟的武汉市2012年各类土地的规模和分布总模拟精度达到91.2%,与实际情况高度一致,说明该方法能够很好的模拟武汉市的土地利用规模和布局。研究结论:该方法可以直观的了解各空间因子与转换规则的关系,并能够很好的对城市的未来情况进行模拟预测,还能够了解城市内部各类用地间的作用机理。     

农作物空间格局动态变化模拟模型(CROPS)构建

农作物空间格局指特定区域内农作物种植结构、空间分布等信息,是农业土地系统的核心内容之一,也是农业结构调整的重要依据。随着空间模拟技术的发展,农业土地系统的时空动态表达成为可能,但传统模型方法更多关注土地利用类型的转化,而忽视耕地内部农作物格局时空特征的表达。该研究基于CLUE-S土地利用变化模拟模型,进行了概念模型设计、框架和模块重建、参数本底化和校正,研究并提出一个适用于我国农作物空间格局动态变化模拟模型（CROPS,Crop Pattern Simulator）的可行架构,使其能够实现区域尺度土地利用变化与农作物空间格局变化的双层动态模拟。CROPS模型采用了两层次嵌套模拟的模型结构,第一个层次实现对耕地空间格局动态变化过程和状态的表达,第二层次基于第一层次的模拟输出的耕地空间格局,实现耕地内部的农作物空间格局动态变化的有效模拟。CROPS模型主要包括非空间和空间两个大模块,空间模块又包括空间模块I和空间模块II。CROPS模型在东北三省进行了区域应用,结果表明,模型总体模拟效果较好,能够科学合理的表达耕地空间格局和农作物空间格局的动态变化过程。     

基于GWLR模型的不同栅格尺度下城市用地空间扩张驱动力研究——以徐州市为例

城市用地扩张驱动力存在空间异质性,从局部视角分析城市用地扩张驱动力对深入认识城市用地扩张过程及城市规划与管理具有重要意义。然而,在采用栅格数据分析城市用地扩张驱动力时,栅格尺度往往会影响驱动力研究的可靠性。因此,本文以徐州市中心城区为例,基于遥感影像解译数据,在分析研究区城市用地扩张特征基础上,分别采用30m×30m、60m×60m、90m×90m、120m×120m和150m×150m分辨率的栅格数据,运用能够反映驱动力空间异质性的地理加权Logistic回归模型(GWLR)对2005~2015年研究区城市用地空间扩张的驱动力进行分析,通过对比不同栅格尺度回归模型拟合效果确定最优栅格尺度,并分析最优栅格尺度下城市用地扩张驱动力。结果表明:GWLR模型可解决全局模型难以克服的空间异质性问题,GWLR模型结果优于Logistic回归模型;研究区城市用地空间扩张驱动力的最佳栅格尺度为90m×90m;2005~2015年研究区城市扩张为外延式扩张和飞地式扩张,主要沿交通干线向对外交通轴线及水系方向扩张;其城市扩张最主要受到高速公路、高速出口、一般公路、区中心和水系的距离的影响,到高速公路的距离对于研究区东部地区影响较强,到区中心和高速公路出口的距离在南部地区影响较强,到一般公路、水系的距离在北部地区影响较强,其余各变量也在不同的区域对城市用地扩张产生不同程度的影响。     

基于马尔科夫模型的盖州市土地利用动态变化研究

基于2009年、2014年盖州市两期Landset TM 5及ETM 7遥感影像通过解译获取土地利用变化图,求得该地区土地利用类型面积转移概率矩阵,应用马尔科夫模型对盖州市未来土地利用变化趋势进行模拟预测,结果表明:使用该模型预测土地利用变化在短期内的结果是可靠的;该地区正处于产业结构转型阶段,人类活动是该地区土地利用的主要驱动因素;研究区域较小会放大人为因素的影响从而导致了预测较长时间尺度下土地利用的变化的可信度有所下降。     

基于决策树的土地利用覆盖分类及变化研究——以济宁市任城区为例

以济宁市任城区为研究对象,获取研究区域2001年、2006年和2011年三期Landsat ETM与TM影像,通过ENVI遥感影像处理软件分析了研究区影像的光谱特征以及植被归一化指数（NDVI）、建筑归一化指数（NDBI）以及水体归一化指数（NDWI）,利用决策树算法确定各地类的综合阈值,建立决策树模型,得到了土地利用覆盖分类结果并取得了良好的分类精度。同时通过对研究区2001至2011年的土地利用动态度及土地利用转移矩阵的分析得出研究区在研究期内的土地利用覆盖变化特征,最终得出结论：（1）利用决策树分类能够获得较高的分类精度;（2）任城区城镇化发展迅速,城镇化在区域土地利用覆盖变化过程中起到了主导性的作用。     

土地利用变化驱动力多尺度因素的定量影响分析

研究目的:揭示多尺度土地利用变化研究中尺度因素对驱动力的定量影响。研究方法:构建Logistic回归模型和二分类反应变量两水平Logistic回归模型,分别基于面向尺度对比的多尺度回归分析和基于系统观点的多水平模型分析两个角度,探讨多尺度土地利用变化核心驱动力及其定量影响关系,并对两类模型的分析结果进行对比分析。研究结果:面向尺度对比的多尺度回归分析法能够从更为微观的角度揭示各个尺度层级上地类变化的核心驱动因子,而基于系统观点的多水平模型分析方法则能够更好地顾及尺度因素的定量影响。研究结论:多水平模型分析方法揭示的各个地类的核心驱动因子集与多尺度回归分析法推导的对应地类的核心驱动因子集之间呈现子集关系,两者在多尺度土地利用变化驱动力的研究方法上能够形成互补。     

基于超循环理论的土地利用结构预测模型与实证研究

研究目的：将超循环理论引入土地利用变化模型研究,构建一个新的用于土地利用结构预测的数值模型。研究方法：类比法,超循环模型,马尔科夫模型,数值拟合。研究结果：（1）土地利用系统是典型的达尔文系统,符合超循环模型描述的演化机制;（2）马尔科夫模型是超循环模型的特例,其土地利用类型转移概率矩阵方法可计算部分超循环模型参数;（3）深圳市的实证表明,在大部分土地利用类型预测中超循环模型比马尔科夫模型更加贴近现实,参数?值的可变性使得超循环模型更能表示外生因素的影响。研究结论：超循环模型是一个具有可行性和较强灵活性的土地利用变化模型,在未来具有一定应用前景。     

基于土地利用功能最大化的多情景土地利用优化研究

目的 基于土地利用功能价值最大化对自然发展情景、农业生产功能优先情景、经济发展功能优先情景及生态保育功能优先情景下的土地利用结构及布局进行优化,得到2026年保定市土地利用合理结构与布局。方法 文章利用MOP模型优化各情景土地利用结构、FLUS模型优化各情景土地利用空间布局、耦合协调模型分析各情景功能协调性。结果 各情景下草地面积都减少,建设用地及水域面积都增长。除农业生产功能优先情景外,耕地面积都呈下降趋势。经济发展功能优先情景土地利用功能总价值最高,农业生产功能优先情景最低;各情景下建设用地都以外延式增长;林地都以外延式及填充式在山地丘陵地区扩张;农业生产功能优先、经济发展功能优先及生态保育功能优先情景的土地利用结构耦合协调度高于自然发展情景,经济发展功能优先情景下功能间关系最协调。结论 在现行土地利用变化趋势下,未来保定市土地利用功能将严重失调,需严格落实耕地及生态用地保护政策、推动建设用地高效利用,实现土地利用功能协调及价值最大化。     

基于分层线性模型的开发区工业用地集约利用影响因素研究

研究目的:针对以往工业用地集约利用影响因素研究仅考虑单一层次且多集中于宏观、中观尺度的问题,尝试从微观企业尺度分析企业、开发区两层因素对工业用地集约利用的影响。研究方法:综合评价法和分层线性模型。研究结果:江西省开发区企业土地集约利用水平总体偏低,在地域分布上呈现出赣北赣东赣西赣中赣南的特征,与开发区土地集约利用水平地域分布一致;开发区企业用地集约度受到企业和开发区两个层次影响。企业层次主要受企业规模、企业所有制、行业类型、研发投入和初始基础设施影响;开发区层次主要受开发区级别、工业用地率和土地利用集约度影响,并且通过影响企业资本类型、研发投入和初始基础设施的系数对企业用地集约度产生加成效用。研究结论:分层线性模型有效解决了开发区企业土地集约利用影响因素的结构分层和嵌套问题,揭示了开发区企业土地集约利用影响因素与机制,研究结果为研究区有针对性的制定土地集约利用政策提供一定依据。     

撤县设区提升城市土地利用效率了吗？ ——基于全国261个城市的实证研究

研究目的：探究撤县设区政策对于不同城市土地利用效率的影响,以期为下一步撤县设区调整找准有效空间提供决策依据。研究方法：理论分析、DEA模型、多时点双重差分模型。研究结果：（1）从全样本回归结果来看,撤县设区政策对于城市土地利用效率具有提升作用,表现为实验组城市在撤县设区后较对照组土地利用效率显著提高0.031;（2）根据城市人口规模进行分类回归发现,撤县设区政策对特大城市、大城市和中等城市的土地利用效率具有明显提升作用,而对于小城市的政策评估结果并没有表现出显著影响;（3）撤县设区政策对于城市土地利用效率的提升作用具有短期滞后性和影响长期性的特点。研究结论：撤县设区政策可有效提升城市土地利用效率,并具有城市异质性特点。当城市亟需获得未来发展空间载体时,撤县设区政策可以从中发挥正向推动作用。     

自主参与式农地休养政策：模式和启示

研究目的：梳理自主参与式农地休养政策进展,为中国开展“耕地休养”提供政策启示。研究方法：文献综述法。研究结果：农户自主选择是否参与农地休养项目的实施机制能够一定程度上弥补传统强制实施模式下农户抵触、成本过高等不足;自主参与式农地休养政策的具体实施模式是多元的,各具不同特点;这种实施方式下可能会出现一些新的问题,但可以采取措施加以应对。研究结论：自主参与式农地休养政策的实施方式充分体现了对农户意愿和产权的尊重,具有重要借鉴意义。     

首轮退耕补贴到期对农户退耕地利用意愿影响研究——基于农户主观福利的中介检验

[目的]考察退耕补贴到期对农户退耕地利用意愿的影响以及主观福利的中介效应,为巩固退耕还林成果、推动退耕还林高质量发展提供决策参考。[方法]文章基于河北省473户参与首轮退耕的农户数据,构建类别变量中介模型,实证检验退耕补贴到期对农户退耕地利用意愿的影响,并进一步探究主观福利是否在退耕补贴到期影响农户退耕地利用意愿的关系中具有中介效应。[结果]（1）退耕补贴到期会增强农户对退耕地的复耕、换树种和流转意愿,降低农户的管护意愿;（2）退耕补贴到期会造成农户主观福利的下降;（3）主观福利在退耕补贴到期与农户退耕地管护、复耕和换树种意愿的关系中具有中介效应。[结论]政府应及时出台退耕还林后续相关政策,提升农户主观福利水平,并加强退耕地流转机制建设,从而保障退耕还林成果的可持续性,实现退耕还林的高质量发展。     

基于SBM模型的土地集约利用碳排放效率分析与低碳优化

研究目的:寻找以碳排放作为成本的适度土地集约利用水平,构建城市土地集约利用的低碳优化策略。研究方法:模型法,对比分析法。研究结果:(1)在空间分布上,东、中部地区具有较高的土地集约利用水平和碳排放效率值;(2)在省际分布上,土地集约利用水平与其碳排放效率值高低并不一致,仅有14%的省份处于高土地集约利用水平和高碳排放效率的理想状态;(3)技术效率不足是造成东、中部地区总效率低下的原因,技术效率不足和规模效率不足是西部地区总效率低下的原因。研究结论:全国29个省份的城市土地集约利用碳排放效率存在差异,需结合东、中、西地区区域城市土地利用与经济发展特点,差别化地构建低碳土地利用优化策略。     

土地利用规划中的人口预测方法综述

人口预测是土地利用规划的重要基础工作,人口预测数据是否科学准确,直接关系到土地规划方案是否合理和实用.通过对土地利用规划中的人口预测方法作系统的介绍,并将当前广泛使用的方法从其原理、特点、使用条件等角度加以对比分析,最后指出了现行人口预测方法存在的问题,并就其未来的发展趋势进行了展望.     

基于土地伦理的土地可持续利用

土地利用/覆被变化研究已成为全球环境变化和可持续发展领域的核心问题.人类在土地利用实践中折射出人与人、人与自然之间的伦理道德关系.土地伦理观是从以人类为中心的利已主义,转变为包括人类在内的人地共荣发展观.土地可持续利用伦理的原则主要包括公平原则、生态原则和健康原则.土地可持续利用伦理建设策略主要有:(1)树立生态意识、合理利用土地;(2)正确处理人地关系,实现土地资源的可持续开发和利用;(3)逐步完善土地法规.     

中国土地利用战略创新及其模式体系

研究目的：在分析中国土地利用战略创新宏观背景基础上,探讨中国特色的土地利用战略基本架构和模式体系,拓展土地科学的基础理论研究。研究方法：文献资料、系统分析和专家决策支持方法。研究结论：构建了多层次土地利用战略的“环扇模型”,包括核心域、目标域、主体域和环境域;揭示了中国土地利用战略的多层级、多目标特点,包括宏观战略层、区域调控层和地区操作层;提出了基于不同功能导向的中国土地利用“八大”战略;梳理出不同战略之间的“二层二结一连通”互动关系型式,对深化土地科学理论层面的创新研究具有一定参考价值。     

中国城市工业用地利用效率时空差异及地方政府竞争影响

研究目的:研究中国主要城市工业用地利用效率年度变化以及不同层面的地方政府竞争对其影响。研究方法:GIS方法与动态面板计量方法。研究结果:(1)中国各大中城市工业用地利用效率普遍不高,呈现出一定的空间差异性和不完全规律性分布,但城市之间效率差异在逐年缩小。(2)地方政府竞争的4个方面对促进工业用地利用效率有不同程度的影响。在东部和中西部地区之间,省会城市和其他城市之间地方政府竞争的影响存在一定的差异。(3)从投资来源看,内资企业的土地利用效率更容易受到政府的直接推动,港澳台资企业习惯于享受地方政府的土地价格优惠,外资企业则更倾向于在市场化程度更高的城市布局。研究结论:政府应在提高城市工业用地利用效率中发挥重要作用。