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
【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
【关键词】：土地利用变化 驱动机制 预测模型 浙江省 沿海
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：F301.2
【目录】：
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：F301.2
【目录】：
- 1 绪论19-26
- 1.1 研究意义与目的19-21
- 1.2 研究区概况21-26
- 1.2.1 研究区范围21-22
- 1.2.2 研究区经济状况22-23
- 1.2.3 研究区自然概况23-26
- 1.2.3.1 气候和水系23
- 1.2.3.2 地形地貌23-24
- 1.2.3.3 土壤24
- 1.2.3.4 植被24-25
- 1.2.3.5 土地利用25-26
- 2 研究现状分析26-50
- 2.1 土地利用变化研究现状26-38
- 2.1.1 土地利用变化研究背景和趋势26-31
- 2.1.1.1 研究背景26-30
- 2.1.1.2 研究趋势30-31
- 2.1.2 土地利用分类系统研究进展31-32
- 2.1.3 土地利用变化研究中遥感技术的研究进展32-37
- 2.1.3.1 遥感影像的应用32-34
- 2.1.3.2 遥感影像分析方法34-37
- 2.1.4 土地利用变化度量方法研究进展37-38
- 2.2 土地利用变化驱动力研究现状38-42
- 2.2.1 土地利用变化驱动力分类研究进展38-41
- 2.2.2 土地利用变化驱动力研究方法进展41-42
- 2.3 土地利用变化预测模型研究现状42-48
- 2.3.1 概念模型43-44
- 2.3.2 系统动力学模型44
- 2.3.3 马尔科夫链模型44-45
- 2.3.4 综合土地利用模型45
- 2.3.5 土地利用变化竞争模型45
- 2.3.6 元胞自动机模型45-48
- 2.3.6.1 元胞自动机的发展46-47
- 2.3.6.2 元胞自动机的概念47
- 2.3.6.3 元胞自动机的特点47-48
- 2.4 讨论48-50
- 3 研究目标与研究方案50-57
- 3.1 研究目标及思路50-53
- 3.1.1 研究目标和内容50
- 3.1.2 研究思路和技术路线50-52
- 3.1.3 供研究用的数据资料52-53
- 3.2 研究方案53-57
- 3.2.1 研究区土地利用变化研究与方法53
- 3.2.2 研究区土地利用变化驱动机制研究与方法53-54
- 3.2.3 研究区土地利用变化预测模型的建立与方法54-57
- 3.2.3.1 元胞自动机模型的选择54
- 3.2.3.2 元胞自动机模型的数据输入54
- 3.2.3.3 元胞自动机模型的空间尺度选择54-55
- 3.2.3.4 元胞自动机模型的参数验证55
- 3.2.3.5 未来土地利用变化预测55-57
- 4 浙江沿海地区1985年到2001年土地利用变化分析57-82
- 4.1 1985、1993和2001年的土地利用遥感调查57-65
- 4.1.1 数据资料预处理57-58
- 4.1.1.1 数据归一化和比例尺选择57
- 4.1.1.2 三期TM/ETM + 遥感影像预处理57-58
- 4.1.1.3 统计数据和其他数据预处理58
- 4.1.2 遥感影像的信息提取及分类58-60
- 4.1.2.1 土地利用分类系统58-59
- 4.1.2.2 遥感影像分类方法59
- 4.1.2.3 土地利用信息提取精度评价59-60
- 4.1.3 三个时期(1985、1993和2001年)土地利用图60-65
- 4.1.4 三个时期(1985、1993和2001年)土地利用结构65
- 4.2 两个阶段(1985到1993年和1993到2001年)的土地利用变化分析65-71
- 4.2.1 两个阶段土地利用变化方向和动态度65-67
- 4.2.2 两个阶段土地利用变化数量67-71
- 4.2.2.1 前期(1985年到1993年)土地利用变化67-68
- 4.2.2.2 后期(1993年到2001年)土地利用变化68-69
- 4.2.2.3 全期(1985年到2001年)土地利用变化69-71
- 4.3 主要的土地利用变化类别分析71-78
- 4.3.1 耕地的变化71-72
- 4.3.1.1 两个阶段耕地变化的方向71
- 4.3.1.2 两个阶段耕地变化的数量71-72
- 4.3.1.3 两个阶段耕地变化的分布72
- 4.3.2 城市建设用地的变化72-76
- 4.3.2.1 城市建设用地扩展来源73-74
- 4.3.2.2 两个阶段城市建设用地的扩展速度74-75
- 4.3.2.3 两个阶段城市建设用地扩展分布75-76
- 4.3.3 水体和滩地的变化76-77
- 4.3.4 林地和园地的变化77
- 4.3.5 裸地的变化77-78
- 4.4 土地利用变化空间分区78-80
- 4.5 小结80-82
- 5 浙江沿海地区土地利用变化驱动力研究82-176
- 5.1 自然地理因子驱动力82-124
- 5.1.1 城市对土地利用变化的影响82-88
- 5.1.1.1 分析方法82-83
- 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83-86
- 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86-87
- 5.1.1.4 小结87-88
- 5.1.2 交通对土地利用变化的影响88-105
- 5.1.2.1 分析方法和参考数据88
- 5.1.2.2 三个时期高速公路对土地利用变化的影响88-91
- 5.1.2.3 三个时期国道对土地利用变化的影响91-94
- 5.1.2.4 三个时期省道对土地利用变化的影响94-98
- 5.1.2.5 三个时期铁路对土地利用变化的影响98-101
- 5.1.2.6 两个阶段交通对城镇扩展和农田流失的影响101-104
- 5.1.2.7 小结104-105
- 5.1.3 地形对土地利用变化的影响105-123
- 5.1.3.1 分析方法105-107
- 5.1.3.2 高程对土地利用变化的影响107-111
- 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111-114
- 5.1.3.4 高程对土地利用变化影响小结114-115
- 5.1.3.5 三个时期坡度对土地利用变化的影响115-119
- 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119-122
- 5.1.3.7 坡度对土地利用变化影响小结122-123
- 5.1.4 自然地理因子对土地利用变化驱动作用总结123-124
- 5.2 经济社会人口驱动力124-160
- 5.2.1 驱动力因子的选择124-126
- 5.2.2 各驱动力指标与土地利用变化关系的数学分析126-145
- 5.2.2.1 研究方法126
- 5.2.2.2 散点图分析126-133
- 5.2.2.3 相关系数分析133-138
- 5.2.2.4 回归分析138-145
- 5.2.3 驱动力指标分区分析145-155
- 5.2.3.1 经济社会人口指标的提取145-150
- 5.2.3.2 耕地变化驱动力分区150-152
- 5.2.3.3 城镇建设用地变化驱动力分区152-154
- 5.2.3.4 园地变化驱动力分区154-155
- 5.2.4 两个阶段耕地变化驱动力分析155-157
- 5.2.5 后期城市建设用地扩展和驱动力分区157-159
- 5.2.6 总结159-160
- 5.3 土地政策驱动力160-174
- 5.3.1 近期我国土地政策和土地管理发展历史160-171
- 5.3.1.1 农村土地政策160-164
- 5.3.1.2 城镇土地政策164-169
- 5.3.1.3 自1985年以来主要土地政策总结169-171
- 5.3.2 近期浙江省土地政策和土地管理171-172
- 5.3.3 近期土地政策对土地利用变化的驱动作用172-174
- 5.3.3.1 第一阶段172-173
- 5.3.3.2 第二阶段173
- 5.3.3.3 第三阶段173-174
- 5.4 浙江沿海地区土地利用变化驱动机制总结174-176
- 6 浙江沿海地区土地利用变化预测模型研制176-223
- 6.1 建立土地利用变化预测模型176-187
- 6.1.1 模型的选择176-180
- 6.1.1.1 概念模型176
- 6.1.1.2 系统动力学模型176-177
- 6.1.1.3 马尔科夫链模型177
- 6.1.1.4 综合土地利用模型177-178
- 6.1.1.5 土地利用变化竞争模型178
- 6.1.1.6 元胞自动机模型178-180
- 6.1.2 SLEUTH模型180-184
- 6.1.2.1 SLEUTH模型介绍180-182
- 6.1.2.2 SLEUTH模型的原理182-184
- 6.1.2.3 SLEUTH模型的结构184
- 6.1.3 SLEUTH模型开发应用研究184-187
- 6.1.3.1 SLEUTH模型的实现184-185
- 6.1.3.2 SLEUTH模型的数据输入185
- 6.1.3.3 SLEUTH模型的校正185-187
- 6.2 研究区土地利用变化预测187-197
- 6.2.1 模型数据输入187-189
- 6.2.2 模型系数调整189-191
- 6.2.3 模型预测结果191-195
- 6.2.4 预测结果验证195-197
- 6.3 SLEUTH模型在研究区应用方法改进197-218
- 6.3.1 模型系数调整方法改进197-200
- 6.3.2 模型预测结果200-204
- 6.3.3 预测结果验证204-205
- 6.3.4 城市建设用地和耕地面积预测205-218
- 6.3.4.1 驱动力分区探讨预测精度205-216
- 6.3.4.2 提高城市建设用地和耕地面积预测精度216-218
- 6.4 研究区未来至2010年土地利用变化预测218-220
- 6.5 SLEUTH模型应用问题探讨220-223
- 7 总结、创新与讨论223-229
- 7.1 研究成果总结223-226
- 7.1.1 浙江沿海地区1985年到2001年土地利用变化223-224
- 7.1.2 浙江沿海地区土地利用变化自然和人文驱动机制224-226
- 7.1.2.1 自然驱动因子与土地利用变化的关系224
- 7.1.2.2 人文驱动因子与土地利用变化的关系224-226
- 7.1.2.3 自然和人文驱动机制研究226
- 7.1.3 浙江沿海地区土地利用变化预测模型226
- 7.2 研究成果、创新点与新进展226-227
- 7.2.1 查清研究区域的土地利用变化规律226-227
- 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227
- 7.2.3 成功引进SLEUTH模型的开发应用227
- 7.3 讨论与建议227-229
- 参考文献229-242
- 论文相关科研成果242
| 【引证文献】 | ||
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| 【参考文献】 | ||
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| 【同被引文献】 | ||
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| 【二级引证文献】 | ||
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| 【二级参考文献】 | ||
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| 【相似文献】 | ||
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