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基于CA-Markov模型的长安区土地利用景观格局变化分析与模拟

炊雯  
【摘要】:近年来,西安市长安区经济得到了飞速的发展,随之而来的是耕地面积的减少,建设用地面积的增加,生态环境的破坏,土地利用矛盾日益突出,这使得土地利用景观格局的研究显得格外重要,而对土地利用景观格局变化的模拟可以为进一步研究土地利用景观格局和变化过程提供有力的依据。本文以长安区为研究对象,以该地区2004年和2014年两期遥感影像为数据源,运用Erdas Imagine软件对两期数据进行土地利用景观类型的划分,继而通过ArcGIS软件对两期土地利用现状图进行各土地利用景观类型结构变化分析,利用土地利用变化转移矩阵和土地利用类型动态度等指数研究土地利用数量变化;再运用Fragstats软件计算景观格局指数,分析长安区在研究期间的景观格局指数的变化规律,之后探讨了该研究区土地利用景观格局演变与自然、社会和经济等影响因素之间的关系。在此基础上,在IDRISI软件支持下构建CA-Markov模型,对2024年长安区的土地利用景观格局进行预测模拟,最后根据模拟结果讨论了最后提出对未来土地利用发展的一些建议。主要得出以下结论:(1)2004年到2014年期间,长安区的土地利用结构变化很显著。建设用地在此期间增长迅速,耕地和林地则以较快的速度在减少。建设用地转变的主要来源是耕地,其次是林地。从耕地的角度来看,林地向耕地的转化也较为明显,且各类型土地的动态变化均十分强烈。(2)2004年到2014年间长安区景观格局结构发生了较为明显的变化。随着城市化达到了较高水平,景观的破碎化程度在降低,斑块的空间结构复杂程度在降低,各类型斑块的优势度趋于均匀。在城市化的进程中耕地的景观破碎化程度加剧,而其他景观类型的破碎化程度减弱。建设用地和林地的斑块形状将趋于规则,而耕地的形状向复杂方向变化。(3)分析影响景观格局变化的因素表明,坡度、距离交通路线的远近和距离行政中心的远近等因素对土地利用景观格局影响较大。本文对这些影响因素进行了定性和定量分析,为未来长安区土地利用景观格局的模拟提供转换规则。(4)构建CA-Markov模型,然后利用该模型模拟2014年长安区的土地利用景观格局,对模拟的结果进行精度评价,其中Kappa系数为0.8050,表明模拟效果较好;通过精度检验之后,再模拟2024年长安区的土地利用景观格局。模拟结果显示,2014年至2024年长安区的土地利用景观格局基本上总体还会保持2004年到2014年的变化趋势,即耕地面积和林地面积持续减少,而建设用地面积不断增多。(5)根据长安区2024年土地利用景观格局的模拟结果,本文提出了促进一系列长安区土地利用健康发展的建议。


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