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基于CLUE-S模型的热带北缘山区县域LUCC模拟

金缘  
【摘要】:量化政策因子是土地利用突变模拟的难点。由于土地利用模式存在尺度效应,探究最优栅格尺度可为优化LUCC模拟研究服务。热带地区土地利用/土地覆被变化(LUCC)严重影响着全球生物多样性及其生态服务,明晰该区域土地利用变化时空过程并模拟该区域未来的土地利用变化趋势能够为该区域土地的合理规划和利用提供更可靠的依据。本文以位于热带北缘的西双版纳傣族自治州勐腊县为例,基于1994年、1999年、2004年、2009年和2014年的Landsat TM/OLI影像,采用分类后比较法探索该区域LUCC时空格局和过程。分别使用融合光谱、纹理和地形信息的最大似然法、支持向量机、面向对象和随机森林分类方法对1994年影像进行分类,获取最优分类方法,并用最优方法对剩余年份影像进行分类。CLUE-S模型被用于该区域的土地利用变化模拟,基于1994年的分类结果,以30m为间隔在60m-270m共8个栅格尺度下来模拟2014年土地利用情况,探索最优模拟栅格尺度,并率定模型参数,同时通过加入建设用地的限制因子或去除突变的建设用地来量化突变对于模型模拟结果的影响。最后在最优栅格尺度和率定好的参数背景下预测2030年勐腊县土地利用土地覆被的变化情况。结果表明:(1)融合光谱、纹理和地形信息采用随机森林法对各年份影像进行分类,各年份影像的总体分类精度达到90.13%–97.90%,Kappa系数达到0.84–0.96,通过分析分类结果可知勐腊县最突出的LUCC为林地的减少和园地的增加。(2)勐腊县保护区周围林地逐渐转化为园地,生态环境遭到破坏。(3)150m栅格尺度下获得总体Kappa值为0.70,为模拟的最优栅格尺度。(4)量化政策因子后建设用地的Kappa值为0.55,相比未加入建设用地限制因子的模拟Kappa值提升了0.15。(5)勐腊县2030年土地利用呈现出林地增加,而园地减少的趋势,但保护区周围林地恢复较差。


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