基于信息熵和灰关联的建三江分局土地利用结构驱动力分析

在GIS技术支持下,基于建三江分局1999—2009年土地利用变更调查数据及相关经济社会统计数据,利用Shannon熵函数分析土地利用结构的熵值特征和土地利用类型的演变规律,同时运用灰色关联度分析法对1999—2009年信息熵变化的驱动力进行分析与探讨。结果表明:1999—2004年建三江分局土地利用结构信息熵持续增长,土地利用结构均衡度持续增加;2005—2009年土地利用结构信息熵持续下降,土地利用结构均衡度下降,优势度上升;2009年各农场土地利用结构信息熵低值区扩大;说明建三江分局土地利用结构较单一,土地利用结构的有序性高。灰色关联分析结果表明:人口因素对信息熵变化驱动更为明显。     

甘州区土地利用格局变化及生态服务价值变化评价

生态系统服务功能价值评估研究是可持续发展评估研究的关键内容和焦点,通过分析甘州区土地利用及其变化,并在此基础上,对甘州区生态服务功能价值评价进行研究。通过研究分析,结果表明:2005~2020年间,甘州区土地利用格局变化总体趋势为少数几种土地利用类型占主导地位的情况得到缓解;土地利用均匀度指数略微有所升高,说明社会经济的发展较2005年相比更为平衡;土地利用多样化程度也稍有增加。而这一变化直接影响到生态服务功能价值的变化。甘州区生态用地的结构和布局规划合理,能够满足社会经济发展和生态建设对生态用地的需求。期望通过建立环境友好型土地利用模式,优化生态用地结构与强化土地生态功能,以确保生态安全目标的实现。     

经济快速发展地区土地利用结构信息熵变化及其动因分析——以昆山市为例

信息熵可以作为土地利用结构有序性的一种度量。在收集相关数据的基础上,对经济发达地区之一的昆山市土地利用结构信息熵变化进行了分析。自1994年以来,昆山市土地利用结构信息熵总体上呈逐渐上升趋势,即土地利用有序度逐渐降低。在空间上,城市及城郊类型区的土地利用结构信息熵最大,其次是中部工业用地类型区和北部旅游类型区,南部旅游类型区信息熵值最小;各个镇之间土地利用结构信息熵也具有明显差异。最后,对土地利用结构信息熵分异的动因进行了分析,结果发现:经济发展、人口增长、城市化、工业化和政治经济政策对土地利用结构信息熵的变化有显著影响,经济因素与土地利用结构信息熵具有最大的相关性,其后依次为人口因素、工业化程度和城市化水平。     

基于多角度的漓江流域土地利用/覆被变化及驱动力分析

改革开放以来,漓江作为国家重点保护的13条河流之一,其流域内土地利用变化的强弱、方向、稳定性状况及其驱动力组成关系着漓江流域生态系统的稳定和桂林市社会经济的发展。基于此,采用1977、1987、2000和2015年4期TM/ETM影像,通过信息熵、空间集聚性及驱动力等从多角度对漓江流域1977-2015年的土地利用/覆被变化及其驱动力进行了研究。结果表明:①1977-2015年,漓江流域土地利用/覆被变化呈现出剧烈-平稳-再次剧烈的变化特点;②流域土地利用综合指数由1977年的228.602增加到2015年的230.878,且越接近市辖区中心土地利用程度越高,流域北部土地利用结构信息熵较小,市辖区最大,极差达到0.86 Nat,不同县域土地利用系统稳定性有所差异;③自然因素中以地形曲率、地貌类型及年均气温对土地利用的影响较大,社会经济因素及半自然半社会经济因素中以旅游景点密度、单位面积粮食产量和单位面积肉类产量这几个因素影响最为显著。     

黑河中游土地利用/覆盖变化及主导因素驱动力

为探讨人文因素在黑河中游绿洲土地利用/覆盖变化过程中的驱动作用,以张掖市甘州区为例,首先分析了在人文因素作用下,研究区2002-2011年各土地利用类型面积变化的速度和幅度以及土地利用/覆盖程度综合指数;其次,在明确各类型土地利用变化趋势的基础上,建立人文因素指标体系,模拟人文因素与土地利用/覆盖变化之间的多元线性关系;最后通过灰色关联分析,提取影响不同用地类型的关键人文因素指标。分析结果表明:2002-2011年甘州区土地利用/覆盖整体结构中,建设用地加速扩张,农用地资源减少,土地利用结构非农化趋势明显;人文因素对甘州区主要用地类型的LUCC(land use/cover change)过程的驱动作用达到90%以上,且在不同类型用地变化过程中各人文因素贡献率不同;采用灰色关联分析法得出,文章评价指标体系中,农业人口数量下降,农业科技人员数量上升以及电机井总数量持续增加分别是2002-2011年甘州区城乡建设用地、交通水利建设用地、耕地变化的主导人文因素指标。     

生态建设重点区域土地利用变化及驱动因素分析——以潮河流域为例

以密云水库的重要水源地和生态建设重点区域——潮河流域为研究区,基于GIS技术,分析了20世纪80年代中后期到2005年流域的土地利用/覆被变化;在此基础上,构建了土地利用变化驱动力指标体系,对流域土地利用变化的驱动力进行了主成分分析,分析了1981—2005年政策、经济、人口、科技进步等驱动因素对该流域土地利用变化的影响。结果表明:潮河流域的土地利用类型以林地为主,20世纪80年代中后期到2005年,流域林地、草地的变化最为显著,其中林地面积增加最多,草地面积则大幅减少;政策因素是影响该流域土地利用格局变化的主导因素。     

山东省土地利用结构时空变化及其驱动机制分析

基于山东省1987~2003年统计资料和土地详查与变更调查数据,研究揭示了山东省近17年来土地利用结构信息熵和均衡度的时空变化,并在此基础上进一步探讨了土地利用结构信息熵和均衡度动态变化的驱动机制。结果表明:17年来,山东省土地利用结构信息熵和均衡度的变化经历了增加→减少→缓慢增加的变化过程,总体趋势是各土地利用类型的面积占土地总面积的比例差别逐渐缩小,土地利用结构的均质性逐渐增强;土地利用结构的信息熵和均衡度具有空间分异规律,从东部沿海向西部内陆递减,总体而言,东部半岛丘陵区的信息熵和均衡度值>中南部山地丘陵区>西部、北部平原区;自然因素、人口变化、经济因素和政策调控等是影响土地利用结构信息熵和均衡度时空变化的主要驱动因子。     

基于IE-GC-VAR方法的河流城市土地利用变化及其驱动因素分析——以江西省德兴市为例

[目的]对快速城市化的河流城市——江西省德兴市的土地利用结构变化及其影响因素进行研究,为河流城市土地利用结构的调整和我国正在经历快速城市化的河流城市发展提供科学依据。[方法]基于德兴市2000—2014年遥感影像的土地利用数据,应用信息熵模型和灰色关联方法分析其土地利用结构信息熵变化与各相关因素之间的关联度,并以此为基础进一步运用向量自回归模型,以脉冲响应函数和方差分解解释了德兴市土地利用结构信息熵变化与主要因素的动态相关性。[结果](1)2000—2014年德兴市耕地、林地、草地、水域、其他用地类型面积下降,建设用地面积上升;土地利用结构朝无序方向发展,土地利用类型的均衡性增强,但单一类型的优势度降低。(2)基于VAR模型的脉冲响应函数和方差分解分析还表明,长期人口总数、城市化和粮食总产量对德兴市土地利用结构信息熵变化基本呈现正向效应,且随着时间滞后期数的递增,冲击效应逐步减弱,最终趋向稳定状态;其中人口总数和城市化水平对德兴市土地利用结构信息熵变化有促进作用,但粮食总产量对其方差贡献度却随时间推移作用减弱。[结论]2000—2014年德兴市土地利用程度不高,土地利用结构朝无序方向发展;人口总数、粮食总产量和城市化水平是影响其土地利用结构信息熵的主要因素。     

沿海地区土地利用变化及驱动机制研究——以大连市为例

选取经济快速发展的沿海地区大连为研究区,通过1996-2005年土地利用结构转移矩阵,揭示大连市土地利用类型转换情况。并从自然因素、人口因素、经济因素和制度政策因素4个方面对大连市土地利用变化的驱动力进行了分析,在此基础上,提出了沿海地区土地利用变化的驱动机制,即外在驱动机制（时空效应驱动）和内在驱动机制（自然-人文驱动）及其相互关系。从研究中得到重要启示:对土地利用驱动力和驱动机制的研究,需要运用系统论思想,使宏观、中观分析与局部地区环境下的微观分析相结合,并做到定性与定量研究方法的有机结合。     

基于Logistic-Markov方法的土地利用结构变化多因素驱动预测模型研究与应用

[目的]探索土地利用结构变化的驱动规律及其预测方法,为在社会经济快速发展背景下抑制建设用地扩张、优化城乡土地利用等提供决策参考。[方法]利用主成分分析,Logistic,Markov等方法研究土地利用结构变化的驱动力,分析土地利用结构状态转移矩阵与驱动因素的数量关系,构建基于多因素驱动的土地利用结构变化预测模型。[结果]以地处"长三角"经济区的江苏省泰兴市为例,测算了城镇发展、经济发展和管理政策等土地利用结构变化驱动力,其中城镇工矿用地扩张的驱动力增加了25.85%,耕地减少的驱动力则降低了22.21%,并预测分析了2010—2020年的土地利用结构变化特征,预测精度相对提高了0.52%。[结论]多因素驱动的土地利用结构变化预测方法,能够科学地诠释土地利用结构变化及其驱动力的作用机理,可以提高预测精度,为分析区域土地利用变化规律提供一种新方法。     

长沙市土地利用结构预测及其驱动力研究

利用1990,1995,2000和2005年共4期Landsat TM数据和Markov模型,预测分析了长沙市土地利用及其结构变化,深入理解和发现导致其变化的驱动力。结果表明,1990—2020年长沙市土地利用结构信息熵和均衡度分别从0.879 3和0.490 7上升至0.922 5和0.514 9,优势度从0.509 3下降至0.485 1,土地资源系统的有序程度呈降低趋势;长沙市土地利用结构变化直接表现在地类变化上,且与社会经济驱动密切相关。     

基于土地利用驱动力的马尔科夫模型及其应用

马尔科夫模型在土地利用变化的预测中已经得到了广泛的应用,但如何通过区域社会经济指标对马尔科夫模型进行修正,提高其预测精度是一个值得研究的科学问题。本文解译1995,2001,2005,2008四个时相的TM遥感影像得到太仓土地利用结构图,构建基于土地利用驱动力分析的加权马尔科夫模型,对2013年太仓市的土地利用结构(农用地,建设用地等)进行预测。改进后的模型将1995—2001年,2001—2005两阶段转移矩阵作为加权马尔科夫模型的加权因子;再根据GDP、非农人口数量、二产比重的自相关系数确定两阶段转移矩阵的权重,建立基于土地利用驱动力分析的加权马尔科夫模型,以此对2013年土地利用结构进行预测。同时基于城市土地利用现状(2008年)分析,对比上述加权马尔科夫模型预测结果,证明加权马尔科夫模型预测精度较高。     

陇南山地土地利用结构动态演变分析

以土地利用变更调查数据为基础,借助信息熵原理分析了陇南市1996-2008年土地利用结构的时间演变规律及空间差异特征。结果表明:研究区土地利用结构信息熵经历了3个发展阶段:即缓慢增长期、显著下降期和快速回升期,熵值在波动中趋于降低,土地利用系统向低水平的有序状态发展。信息熵的区域差异显著,且变化趋势各异,除武都区与两当县的土地利用系统趋于稳定外,其余各县尚处于显著变化中。     

基于信息熵与空间洛伦兹曲线的土地利用空间结构分析——以重庆市合川区为例

结合重庆市合川区2009年土地利用数据,运用信息熵、均匀度、优势度及空间洛伦茨兹曲线等方法,对其土地利用现状、存在问题及土地利用结构进行了分析,研究了合川区30个街镇土地利用空间布局,这对于引导合川区土地利用结构的合理化与土地利用的可持续发展具有重要的意义。结果表明:（1）合川区土地利用结构信息熵在空间上差异性明显,总体上可以分为信息熵高值区、信息熵中值区和信息熵低值区,三者的土地利用结构均衡程度逐步降低;（2）合川耕地与其他用地的分布较为均衡,园地、林地和牧草地的分布则相对集中;（3）合川区30个街镇具有各自的土地利用特色,充分利用区域资源优势,发展特色产业,进而优化土地利用结构。     

转移流视角下甘州区土地利用动态变化及空间集聚特征

以甘州区为案例探讨了转移流视角下的土地利用动态变化及空间集聚特征,以为甘州区土地利用空间布局,湿地保护与建设提供参考。研究结果表明:1甘州区自然保留地占绝对优势,耕地、林地、牧草地和水域比例较低,说明后备土地资源较为充足,具有一定发展潜力;2耕地与建设用地、牧草地之间的地类变化是该地区的主要土地利用转移地类,耕地、牧草地和自然保留地是各地类中主要的转移流;3建设用地的活跃度不断增大,2006—2011年达到3.16%,主要原因是城市用地面积扩张,来满足中心城区扩张的增长需求;4地类转移波动度变化主要表现为林地和水域之间的相互转换,波动度均达到最大值2.000 0;5各类土地利用变化的空间分布构成了以中心城区为中心,以不断增长的建设用地为内圈,以牧草地转为耕地这种转移地类为外圈的环形结构;6空间集聚表现出热点区域逐年增加,有向南扩张,沿水系展布的特征。     

基于熵权物元模型的耕地占补平衡生态安全评价

针对目前耕地占补平衡生态安全评价中信息屏蔽和主观性问题,该研究以重庆市永川区为例,在构建耕地占补平衡生态安全评价指标体系的基础上,结合物元分析法和熵权理论,对其耕地占补平衡生态安全进行定量评价。熵权物元分析法包括构建评价指标体系、评价指标经典域、节域,建立耕地占补平衡生态安全评价物元模型,计算评价指标关联度,确定相关指标权重等内容。研究结果表明:2005年、2009年永川区耕地占补平衡生态安全级别为"较安全",2015年和2020年永川区耕地占补平衡生态安全级别为"安全",2005年、2009年、2015年和2020年永川区耕地占补平衡生态安全级别整体上呈现出由"较安全"向"安全"的提升趋势;物元分析单指标评价结果表明,永川区耕地占补平衡生态安全主要制约因子是人口密度、森林覆盖率、单位面积耕地农药负荷以及单位面积耕地化肥负荷等,而耕地占补平衡生态安全主要促进因子则是人均耕地面积、耕地与其他土地比例、农民人均纯收入年增长率、GDP年增长率、第一产业产值年增长率、人口自然增长率等。此外,为了验证熵权物元模型评价的可行性与合理性,将其评价结果与模糊综合评价结果进行比较,结果表明熵权物元评价结果与模糊综合评价结果基本一致,虽个别年份有差异,但未出现越级现象。与模糊综合评价相比,熵权物元评价结果更为准确、合理直观,能更细致地描述对象的生态安全等级,为耕地占补平衡生态安全评价研究提供了一种简单实用且科学合理的评价方法。     

典型农牧交错区土地利用变化驱动力分析

农牧交错带土地利用/覆被变化的驱动力研究是生态环境演化内在规律的重要组成部分,可以科学指导该地区的可持续发展。该文以农牧交错带的典型区域——内蒙古翁牛特旗为例,从土地利用变化过程的空间角度,基于GIS以及相关数理统计软件,使用Logistic模型分析了土地利用/覆被变化的内部和外部驱动力。结果表明模型中耕地变化的主要解释变量是到农村居民点的距离和农业气候区;草地变化的主要解释变量是到农村居民点的距离、土壤表层有机质含量和到乡镇中心的距离;林地变化的主要解释变量是到农村居民点的距离和海拔;空间异质性和土地利用变化过程的时间变量共同影响使用logistic回归模型来进行推断的能力;通过对草地logistic回归模型拟合度的检验,验证了不同土地利用类型变化的主要驱动力可以用空间统计模型来解释。