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基于主体的常州市新北区土地利用情景模拟研究

张云鹏  
【摘要】:我国正处于工业化、城市化快速发展时期,土地供求矛盾日益加剧;同时,我国也已进入经济社会发展的转型期,土地利用正随之发生深刻的变化。在这种背景下,各级政府都迫切需要及时、有效地对土地利用进行科学的规划和调控,保证土地利用符合经济社会发展的要求。但是由于经济社会发展中存在较多的不确定性因素,致使土地利用规划难以适应合理的土地需求变化。研究建立土地利用情景模拟模型,模拟不同情景下的土地利用变化过程,能提高土地利用规划决策者把握未来土地利用变化的能力,使土地利用规划和调控最大程度地满足经济社会发展的合理用地需求,提高土地利用规划对经济社会发展的保障能力。论文以常州市新北区为研究区,基于MAS和GIS技术,综合运用相关分析、空间关联和空间变异等分析等方法,探讨土地利用变化特征和驱动力,结合研究区发展战略和特点设定不同的土地利用情景,进而定量分析土地利用情景特征,表达土地利用情景主线。在此基础上,构建研究区的土地利用情景模拟模型,并验证模型有效性;利用模型进行研究区土地利用情景模拟,分析模拟结果,提取土地利用情景模拟模型的反馈信息,为区域土地利用规划决策提供参考。论文的主要研究内容和结论如下:(1)回顾和分析1996-2009年常州市新北区土地利用变化特征,提炼出重点研究的三种土地类型:耕地、城镇用地和农村居民点用地。研究采用典型相关分析法和空间网格化Logistic回归分析方法对三种土地类型的驱动力进行定量分析,得到不同土地类型的主要影响驱动力。研究显示:常州市新北区土地利用结构变化日趋复杂,其中耕地减少对城镇用地增加的贡献作用最为明显;空间布局上,全区的东南部、东部沿区域行政界线一带和长江沿岸土地利用变化剧烈。(2)在土地利用变化特征和驱动力分析基础上,提出土地利用情景内涵,从政策特征因子、全局特征因子和局部空间特征因子三个方面构建起土地利用情景特征因子体系,定量化表达情景特征。结合区域发展定位和土地利用总体规划要求量化表达政策特征因子,建立各类用地的全局特征因子变化关系函数,利用GWR模型获得各类用地空间特征因子影响系数。(3)在以上研究基础上,引入MAS技术,构建基于主体的土地利用情景模拟模型,主要内容包括:①研究在土地利用模拟中如何引入MAS技术,分析MAS应用机制,选择模拟平台,构建模型框架。②以模型框架为基础进行概念建模,主要包括区域环境模块、微观主体模块和政府主体全局控制模块。③对主体行为建模,并建立各类土地利用主体(包括政府主体、城镇居住主体、农村居住主体和农业主体)模型。④利用Eclipse+Swarm开发平台,实现土地利用情景模拟模型。研究最终构建和实现了以2006-2020年为模拟期的常州市新北区三种不同情景下的土地利用变化模拟模型。(4)对模型进行检验与应用。以2005年和2009年的常州市新北区土地利用现状数据为基础,2005年为基期,2009年为模拟目标年,利用模拟结果与2009年的实际状况的空间拟合度验证模拟结果合理性。结合研究区发展战略和特点,通过土地利用情景特征因子设定三种不同的土地利用情景,并模拟三种土地利用情景下的土地利用变化过程,从空间布局、集约利用水平和耕地保护情况三个方面分析模拟结果,并提出针对性的调控措施建议。


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