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《成都理工大学》 2009年
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基于RS&GIS的城市土地利用变化及其生态环境效应研究

彭文甫  
【摘要】: 经济和社会的快速发展导致自然资源需求量的急剧增加,使城市发展面临巨大的人口、资源与环境压力,由此产生影响经济、社会可持续发展和生态安全问题。本研究区为成都市核心区,包括成华区、武侯区、青羊区、锦江区、金牛区、高新区、龙泉驿区、青白江区、新都区、温江区、双流县和郫县。目前,研究区处于经济高速发展、人口压力剧增、城市化进程不断加快的时期,人类活动对环境的扰动显得尤为突出。因此,选择经济和社会发展迅速的成都市核心区为研究区,以遥感影像为主要信息源,基于遥感与GIS技术,对研究区城市土地利用变化及其驱动力与生态环境效应进行深入分析,主要取得以下认识和成果: (1)多层次遥感专题信息提取模型与计算方法集成探讨与应用实践。本文提出多层次专题信息提取模型与计算方法,重点研究全域影像上专题信息与背景信息分离方法,建立面向信息提取的应用方法体系,从而将专题信息提取过程中所需的地物波谱、空间结构与形态、空间相互作用关系等知识逐步融入到模型中,通过层次划分,采取分层分类的逻辑判别方式,选择不同的特征参数和分类方法;以研究区遥感数据为主要信息源,建立面向研究区土地利用变化遥感信息提取的应用方法体系和采用多层次遥感专题信息提取模型;在应用实践上,以研究区城市土地利用信息提取为具体应用对象,建立完整的信息提取算法体系,并结合实际情况来改进计算模型与方法。应用实践的结果表明,面向研究区土地利用的提取模型与计算方法增强了信息提取能力和提取效率。 (2)城市土地利用时空演变以速度加快、强度显著、建设用地不断侵吞耕地为主要特征。1992~2008年耕地面积持续减少、耕地面积减少12.066×104hm2,建设用地与林地面积持续增加面积分为6.225×104hm2和3.195×104hm2。土地利用程度综合指数总体上有逐渐增大趋势,1992~2000年间土地利用综合指数呈现了较小的下降波动,但是在2000~2008年间土地利用程度表现了较强的增长态势。1992~2000年、2000~2008年、1992~2008年的土地利用变化值在对应的三个研究时段内土地利用处于调整期和发展期。城市土地利用变化时空差异明显,耕地、林地、建设用地3种主要用地类型转化特点不同,耕地主要转化为建设用地,导致耕地持续减少,引起建设用地的持续扩展;林地以外的其他土地转化为林地,导致林地面积则由减少转变为稍有增加,耕地等向建设用地的转化土地利用空间演化分析表明,土地转移、流向时空差异显著。1992~2000年的转移量比重分析表明,最大的是林地,达29.9%,其次是耕地,达15.8%和建设用地,达5.17%;林地主要转化为耕地和农村宅基地,转入主要来自于水田,新增林地面积达3.309×104hm2;水域绝大部分转化为建设用地和林地,转入水域主要来自于林地,增加水域面积达4 484.51hm2;耕地(水田与旱地)大部分转化为林地和建设用地,转移减少耕地面积6.693×104hm2,其中,旱地面积却增加4.386×104hm2;建设用地主要由耕地和建设用地调整转入,增加面积达2.935×104hm2;2000~2008年的转移量比重分析表明,最大的是耕地,达14.5%,其次是建设用地,达8.07%;林地主要转化为水田和农村宅基地,转入主要来自于耕地,新增林地面积达1 139.72hm2;水域绝大部分转化为旱地,转入水域主要来自于林地、水田和旱地,增加水域面积达2.197×104hm2;耕地(水田与旱地)大部分转化为林地和建设用地,转移减少耕地面积5.372×104hm2,与1992~2000年不同的是,水田与旱地面积均减少,面积分布达3.714×104hm2和1.658×104hm2;建设用地主要由耕地和建设用地调整转入,增加面积达3.289×104hm2。 (3)导致城市土地利用变化的主要驱动力是经济发展、城市化等人文因素,反映了建设用地外延扩展的增强效应。综合集成研究区遥感数据与其它自然、经济、社会等数据,应用定性与定量方法,对研究区城市土地利用变化的驱动力分析表明,经济发展、城市化与人口增长是引起土地利用变化的主要原因,反映了在快速城市化进程中,社会、经济水平发展对建设用地的向外扩展的增强效应。 (4)城市土地利用变化的生态服务价值持续增加,但区域差异显著、结构简单,且主要由林地、水域与农业用地等生态系统支撑。在分析土地利用时空演变基础上,对研究区城市土地利用时空演变对城市水环境、大气环境、土壤环境、城市热岛等环境问题进行深入分析;城市土地利用变化的生态服务价值及其流向变化的计算和分析结果表明,研究期内生态系统服务价值1992~2008年期间增加5.26×108元,生态系统服务价值区域差异与流向变化显著,主要由林地、水域与农业用地等生态系统支撑,系统结构较简单。 (5)城市下垫面性质对地表热信息分布与强度影响显著。基于空间建模方法建立城市地温与不透水面反演模型,并通过随机样点的相关性分析、等温线与等透水面线叠加分析等方法对城市土地利用与地表热信息的关系进行了深入的研究。结果表明,研究区城市土地利用变化对地表温度的影响效应与城市地温对不透水面的响应显著,地表热信息分布和强度与城市下垫面性质表现为较显著的关系。
【学位授予单位】:成都理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:X171;F293.2

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【引证文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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7 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
8 朱荣荣;城市土地集约利用分析评价[D];新疆农业大学;2007年
9 徐琳;遂宁城市土地利用空间结构演化研究[D];重庆大学;2007年
10 庹世权;基于城市规划实施的土地效能评价[D];河北师范大学;2008年
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