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《山东科技大学》 2007年
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基于GIS的土地利用动态变化研究

鲍文东  
【摘要】: 土地利用/覆被变化(简称LUCC)是当前全球环境变化研究领域的前沿课题,而开展典型地区的案例研究是认识全球变化的重要途径。我国正经历着一场前所未有的城市化浪潮,快速城市化背景下的大规模土地利用/覆被变化已经成为一种典型的人地系统相互作用过程。本文选择东部沿海发达城市-济南市作为研究区,构建了基于光谱特征和地学辅助知识的决策树信息提取模型,提高了Landsat TM遥感数据分类的精确度和可靠性,并建立了三期土地利用时空数据库:综合地理学、景观生态学、统计学、分形理论、数据挖掘、土地评价学等多种方法,集成—系列模型,采用定性与定量相结合的手段,从中、小两个尺度、不同侧面系统研究和分析了土地利用动态变化的特征、机制、过程、趋势与规律,不仅可为该区域的土地资源管理和利用提供决策依据,也可为国内其它经济发达地区的同类研究提供借鉴。 中尺度宏观过程研究中,以“时间过程”与“空间格局”为主线,采用动态度、综合程度指数,空间洛伦茨曲线、转移矩阵、景观指数、半变异函数、分形维数等模型,对土地利用时空变化进行了深入剖析;小尺度微观过程研究,选取经十路一线为特定研究区,基于地学信息图谱和地类邻接度指数模型,揭示和凸显了城市扩张占用耕地的特征和规律。 将定性分析和定量计算相结合,采用缓冲区分析、主成分分析、岭回归分析、BP神经网络、典型相关分析等方法对土地利用变化驱动力进行了系统的研究,揭示了驱动因素在不同时空尺度和区域背景条件下的多样性以及空间联系的复杂性。 基于小尺度典型城市边缘区,分别采用“自上而下”和“自下而上”模式思路,构建了“典型相关+逻辑回归+CLUE-S”耦合模型和“MARKOV+多评价规则+CA”耦合模型,并成功运用到历城区的实证研究中,重建了土地利用空间格局的动态演变过程,并对未来土地的空间结构动态发展进行了预测,加深了对土地利用空间扩展过程和规律的理解与认知,为小尺度区域土地利用规划和宏观调控提供了可操作性的思路和模式。 鉴于耕地保护和粮食安全的严峻形势,提出了基于GIS技术的耕地质量自动化评价流程和方法,研发了“耕地分等信息系统”,完成了海量数据的空间计算和处理。在耕地分等的基础上,将综合评价算法模型移植到基本农田空间配置过程中,并基于松散耦合模式,开发了耕地入选基本农田决策系统,实现了基本农田空间配置的自动化,为土地利用规划的编制和耕地、基本农田的保护提供了科学的依据,具有较强的技术可行性和现实意义。 本文的研究内容结合“信息模式识别理论研究及其在地学中的应用”(40074001)和“多元数据的模式信息研究及其在测量中的应用”(40574001)国家自然科学基金项目、国土资源部“山东省土地利用基础图件更新和信息系统建设”和“山东省农用地分等定级”大调查项目、省计委“山东省土地资源遥感综合调查”等课题,并研制开发“耕地分等信息系统”和“耕地入选基本农田决策支持系统”,获得了业内人士的关注和好评。
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:P208;F301.23

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 刘铁冬;龚文峰;李丹;庞颖;吴妍;胡远东;朱磊;;高海拔地区TM遥感数据信息的提取与DEM获取研究[J];国土与自然资源研究;2011年04期
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4 张明湖;李鹏山;苏珊;谢跟踪;;海口市滨海旅游区LUCC变化趋势预测[J];海南师范大学学报(自然科学版);2010年02期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 孟磊;采煤驱动下平原小流域生态演变规律及评价[D];中国矿业大学;2010年
3 韩淑梅;海南东寨港红树林景观格局动态及其驱动力研究[D];北京林业大学;2012年
4 马晓勇;基于GIS的黄土高原县域农业生态系统可持续发展研究[D];山西大学;2011年
5 谭永忠;县级尺度土地利用变化驱动机制及空间格局变化模拟研究[D];浙江大学;2004年
6 蔡为民;黄河三角洲土地利用变化及其可持续性评价[D];中国农业大学;2004年
7 赵晶;上海城市土地利用与景观格局的空间演变研究[D];华东师范大学;2004年
8 李新运;城市空间数据挖掘方法与应用研究[D];山东科技大学;2004年
9 郑新奇;基于GIS的城镇土地优化配置与集约利用评价研究[D];解放军信息工程大学;2004年
10 郧文聚;农用地分等及其应用研究[D];中国农业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘青柳;基于遥感的邯郸市土地利用/覆被变化及驱动力分析[D];河北工程大学;2011年
2 潘爱丰;武汉市外部都市发展区土地集约利用的空间调控研究[D];华中科技大学;2011年
3 刘瑞卿;基于CA-Markov模型的怀来县土地利用景观格局动态模拟研究[D];河北农业大学;2012年
4 崔昊;快速城市化时期土地利用景观格局演变研究[D];山东师范大学;2012年
5 姜凤霞;基于BP神经网络的城市扩张动态模拟和预测[D];山东科技大学;2008年
6 杨波;基于GIS的土地利用/覆被变化及可持续利用研究[D];西南大学;2009年
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10 范晓峰;基于GIS的县域农村土地利用变化研究[D];华中农业大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 靳奉祥;地学信息模式识别问题研究[J];测绘工程;2003年02期
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1 刘铁冬;四川省杂谷脑河流域景观格局与生态脆弱性评价研究[D];东北林业大学;2011年
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3 韩淑梅;海南东寨港红树林景观格局动态及其驱动力研究[D];北京林业大学;2012年
4 马晓勇;基于GIS的黄土高原县域农业生态系统可持续发展研究[D];山西大学;2011年
5 谭永忠;县级尺度土地利用变化驱动机制及空间格局变化模拟研究[D];浙江大学;2004年
6 蔡为民;黄河三角洲土地利用变化及其可持续性评价[D];中国农业大学;2004年
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10 郧文聚;农用地分等及其应用研究[D];中国农业大学;2005年
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1 林文鹏;基本农田信息系统设计与实例研究[D];福建师范大学;2001年
2 凌怡莹;城市土地利用结构及其演变的非线性研究[D];华东师范大学;2004年
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4 王艳;城市空间数据挖掘方法与应用研究[D];山东师范大学;2004年
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7 史晓霞;基于CA模型的长岭县土壤盐渍化时空演变可视化模拟[D];东北师范大学;2005年
8 段瑞兰;城市边缘区土地用途转换及预测[D];山东师范大学;2005年
9 徐栋梁;山西省耕地保护的研究[D];中国农业大学;2005年
10 高玉蓉;基于决策树的土地利用现状信息提取研究[D];浙江大学;2006年
【共引文献】
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2 刘志凌;孙燕;;中国耕地保有量多时间尺度分析(英文)[J];Asian Agricultural Research;2009年06期
3 乔瑞波;李玉平;蔡运龙;;基于逻辑斯蒂方程的耕地需求预测——以浙江省为例(英文)[J];Asian Agricultural Research;2009年08期
4 何广伟;周德全;;基于灰色数列预测模型的耕地变化预测——以贵州省普安县为例(英文)[J];Asian Agricultural Research;2009年09期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 赵来;崔淑卿;吕成文;;土地利用变化的生态环境研究——以黄山市为例[A];2004“生态安徽”博士科技论坛论文集[C];2004年
3 袁峰;李湘凌;周涛发;祁轶宏;张鑫;;GIS与矿区生态环境研究[A];2004“生态安徽”博士科技论坛论文集[C];2004年
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5 饶欢;张智勇;;一种基于ENVI的区域环境分析方法[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
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10 苏建雷;王宁;姚翔;;城市生态功能保护区规划理论及措施[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周兴东;徐州市城区景观格局时空变化遥感监测与分析[D];山东科技大学;2010年
2 王红;基础地理信息地形数据库信息量度量方法研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
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7 李华;基于系统仿真和情景模拟的崇明生态安全评估[D];华东师范大学;2011年
8 陈晨;基于细胞自动机方法的城市交通流模拟及优化[D];华中科技大学;2010年
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10 陈雁;可见光遥感图像分割与提取研究[D];中国科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 于波;基本农田动态监测预警研究[D];华中农业大学;2010年
2 郝慧君;CA-MARKOV模型与GIS、RS在土地利用/土地覆盖变化中的应用研究[D];华中农业大学;2010年
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4 高晓辉;基于DEA方法的农地利用效率差异研究[D];华中农业大学;2010年
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8 刘阳;武汉城市圈土地利用结构与产业结构关系分析[D];华中农业大学;2010年
9 李书敏;土地生态承载力研究[D];华中农业大学;2010年
10 雷征;武汉城市圈土地利用结构时空演变及驱动力研究[D];华中农业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨新刚;;城市边缘区空间扩展模式分析——以合肥市为例[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年06期
2 董林林;韦良焕;;商洛市土地利用与城市化发展动态研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年05期
3 崔颖;高敏华;;克拉玛依市土地利用动态变化研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年05期
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中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 顾娟;张宏伟;;面向对象的居民地分类提取和变化检测方法[A];中国地理信息系统协会第四次会员代表大会暨第十一届年会论文集[C];2007年
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3 陈玉军;廖宝文;李玫;管伟;;海南东寨港红树林防风效应研究[A];中国第五届红树林学术会议论文摘要集[C];2011年
4 祝阁;钟才荣;李诗川;史小芳;王进;高雪芹;王瑁;;海南东寨港集约化海鸭养殖对红树林的影响[A];中国第五届红树林学术会议论文摘要集[C];2011年
5 陈银蓉;汪如民;梅昀;;近年来我国城乡结合部非农建设用地扩张研究综述[A];生态文明中的土地问题研究[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 记者 李冰 本报记者 林伟 张中宝;[N];海南日报;2010年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵锦梅;不同土地利用方式对高寒地区水土保持生态服务功能的影响研究[D];甘肃农业大学;2010年
2 李华;基于系统仿真和情景模拟的崇明生态安全评估[D];华东师范大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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3 郭丽;长沙市城市化与城市森林生态系统耦合研究[D];中南林业科技大学;2010年
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【二级引证文献】
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1 倪绍祥;谭少华;;近年来我国土地利用/覆被变化研究的进展[A];土地覆被变化及其环境效应学术会议论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 陈文惠;福州市土地利用变化与土地可持续利用研究[D];福建师范大学;2001年
2 周宝同;土地资源可持续利用评价研究[D];西南农业大学;2001年
3 唐根年;区域土地利用/土地覆被变化动态监测与生态影响评价研究[D];浙江大学;2002年
4 延昊;中国土地覆盖变化与环境影响遥感研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2002年
5 王思远;基于地理时空数据库的中国近期土地利用/土地覆盖变化研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2002年
6 田光进;基于遥感与GIS的90年代中国城乡居民点用地时空特征研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2002年
7 周海燕;空间数据挖掘的研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2003年
8 郧文聚;农用地分等及其应用研究[D];中国农业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 林文鹏;基本农田信息系统设计与实例研究[D];福建师范大学;2001年
2 牛艳华;城市内部空间结构演变机制与优化研究[D];河南大学;2002年
3 张波;济南市城区土地集约利用潜力评价[D];山东师范大学;2002年
4 王百川;中国耕地动态变化及其环境背景分析[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2002年
5 陈来卿;土地利用优化配置研究——以珠海市为例[D];华南师范大学;2002年
6 杨朝现;重庆市不同经济区土地利用变化的人类驱动力研究[D];西南农业大学;2003年
7 张金萍;城市土地集约利用潜力评价信息系统开发与应用研究[D];山东师范大学;2003年
8 罗平;地理特征元胞自动机及城市土地利用演化研究[D];武汉大学;2004年
9 秦艳红;基于景观格局分析的济南市南部山区水土流失研究[D];山东师范大学;2004年
10 郭明;干旱内流区绿洲景观变化及其生态安全分析—以黑河中游酒泉绿洲为例[D];山东师范大学;2004年
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1 张利华;“4S”技术支持下的土地利用决策[J];地学前缘;2002年04期
2 刘纪远,刘明亮,庄大方,邓祥征,张增祥;中国近期土地利用变化的空间格局分析[J];中国科学(D辑:地球科学);2002年12期
3 李仁东,隋晓丽,彭映辉,唐万成;湖北省近期土地利用变化的遥感分析[J];长江流域资源与环境;2003年04期
4 龙花楼;土地利用转型——土地利用/覆被变化综合研究的新途径[J];地理与地理信息科学;2003年01期
5 樊杰,许豫东,邵阳;土地利用变化研究的人文地理视角与新命题[J];地理科学进展;2003年01期
6 阎建忠,张镱锂,刘林山,沈振西,刘燕华,郑度;高原交通干线对土地利用和景观格局的影响——以兰州至格尔木段为例[J];地理学报;2003年01期
7 刘纪远,张增祥,庄大方,王一谋,周万村,张树文,李仁东,江南,吴世新;20世纪90年代中国土地利用变化时空特征及其成因分析[J];地理研究;2003年01期
8 陈勇;土地利用变化机制研究现状与展望[J];湖北农业科学;2003年02期
9 张永民,赵士洞;近15年科尔沁沙地及其周围地区土地利用变化分析[J];自然资源学报;2003年02期
10 赵杰,赵士洞;参与性评估法在小尺度区域土地利用变化研究中的应用——以科尔沁沙地尧勒甸子村为例[J];资源科学;2003年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 林莉;王冀;喻宇;王英行;曲白;;再思土地利用的相容性——新形势下土地利用模式的思考[A];规划创新:2010中国城市规划年会论文集[C];2010年
2 杜存恭;;对陕西省土地利用总体规划的思考[A];中国土地学会1987年学术讨论会论文选集[C];1987年
3 李仁东;随晓丽;;洞庭湖区近10年土地利用/覆盖时空变化特征[A];土地覆被变化及其环境效应学术会议论文集[C];2002年
4 蔡运龙;李军;;如何定量评价土地利用的可持续性[A];土地覆被变化及其环境效应学术会议论文集[C];2002年
5 陈健飞;韦素琼;;闽台土地利用变化对比研究进展[A];中国地理学会2004年学术年会暨海峡两岸地理学术研讨会论文摘要集[C];2004年
6 林爱文;黄仁涛;;土地利用稳定性评价及其指标体系的初步研究[A];“土地变化科学与生态建设”学术研讨会论文集[C];2004年
7 孔祥斌;张凤荣;齐伟;;基于农户利用目标的集约化农区土地利用驱动机制分析——以河北省曲周县为例[A];“土地变化科学与生态建设”学术研讨会论文集[C];2004年
8 唐明健;陳志銘;;高山島嶼永續環境規劃之思維--以石門水庫集水區土地利用整體規劃為例[A];2005第十二届海峡两岸城市发展研讨会论文集[C];2005年
9 狄秀梅;黄河;汪如民;;武汉市黄陂区土地利用变化趋势分析[A];中国测绘学会2006年学术年会论文集[C];2006年
10 穆向丽;;土地利用变化驱动影响因素研究——以广东省阳山县为例[A];湖北省地理学会2006优秀学术论文集(地理科学类)[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 汪乐勤 丁蔚文 吴红梅;南京调查四县区土地利用现状[N];新华日报;2002年
2 实习生 谭朝稳 记者  王亚奇;我省被列为农业普查土地利用试点省[N];湖南日报;2006年
3 记者 曾智;新一轮土地利用总规修编工作启动[N];重庆日报;2008年
4 实习记者 尹建军 通讯员 陈瑜;海口土地利用引进“弹性规划”理念[N];中国国土资源报;2010年
5 本报记者 张鑫莲;道路规划思路应由土地利用转变为交通引导[N];中华建筑报;2011年
6 记者 欧林 通讯员 钱伟;我市启动土地利用和管理新蓝图[N];嘉兴日报;2012年
7 云雷 建斌 李仁;创新土地利用机制拓展转型跨越空间[N];山西经济日报;2012年
8 罗小勇 曹学宝;强化土地利用 实现持续发展[N];中国国土资源报;2013年
9 记者 陆旭升;标本兼治全面提升土地利用水平[N];金华日报;2013年
10 嘉宾 中国科学院院士 陆大道 北京师范大学教授、博士生导师 史培军 北京市城市规划设计院高级规划师 董光器 主持人 刘剑;体现土地利用转型的重要理念[N];中国国土资源报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 于开芹;泰安市区土地利用变化及生态效应研究[D];山东农业大学;2009年
2 陈峰云;湖北省土地利用/覆被变化及其对自然环境要素的影响[D];华中农业大学;2009年
3 王磊;土地利用变化的多尺度模拟研究[D];北京大学;2011年
4 余振国;土地利用规划环境影响评价及其经济学分析[D];浙江大学;2005年
5 丁菡;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[D];浙江大学;2006年
6 江福秀;基于土地利用安全的城乡用地优化配置研究[D];中国地质大学(北京);2008年
7 王彦阁;密云水库流域土地利用时空变化及景观恢复保护区划[D];中国林业科学研究院;2010年
8 吴萍;地震灾后土地利用应急规划体系研究[D];中国地质大学(北京);2011年
9 蔡为民;黄河三角洲土地利用变化及其可持续性评价[D];中国农业大学;2004年
10 谭少华;区域土地利用变化及其分析方法研究[D];南京师范大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 车贵堂;城乡结合部土地利用的规制改进研究[D];辽宁师范大学;2008年
2 施志国;沽源县土地利用景观格局变化研究[D];北京林业大学;2009年
3 熊祝;贵州花江生态脆弱区土地利用优化调整研究[D];贵州师范大学;2009年
4 陈莉莉;鄂州市土地利用变化及驱动力分析[D];中国地质大学;2009年
5 武文一;山西省晋城市土地利用时空变化研究[D];中国林业科学研究院;2009年
6 董入莉;土地利用伦理问题研究[D];南京林业大学;2009年
7 李政;泰山区土地利用变化驱动力分析[D];山东农业大学;2009年
8 朱现龙;扬州市市辖区土地利用/覆被变化模拟研究[D];中南大学;2009年
9 张永芳;黑河中游土地利用/覆被变化的环境效应[D];西北师范大学;2009年
10 毛彦成;土地利用覆被变化相关问题研究[D];西北师范大学;2009年
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