利用马尔柯夫过程预测蒙阴县土地利用/覆被格局变化

为了解蒙阴县土地利用/覆被的变化规律及其未来变化,由蒙阴县1997年和2007年2个时期的遥感图像获得的土地利用/覆被数据,确定土地利用/覆被的初始状态矩阵和转移概率矩阵,据此用马尔柯夫模型对研究区的土地利用/覆被格局的未来变化趋势进行了预测。结果表明:蒙阴县土地利用/覆被格局正处在一种变化状态,耕地、草地、水域及水利设施用地、未利用地面积在今后一段时期内仍呈减少趋势,到2017年耕地面积比例较2007年减少3.22%,林地、城镇村及工矿交通用地仍呈增加趋势,其中以林地增长幅度较大,到2017年其占比将达到43.45%。根据模拟结果可调整各类土地利用/覆被格局,为宏观决策提供科学依据。     

利用马尔科夫过程预测黄河三角洲新生湿地土地利用/覆被格局的变化

在ARC/INFO的支持下,由黄河三角洲3个时期的遥感图像和地形图获得的土地利用／覆被类型数据,确定土地利用／覆被的初始状态矩阵和转移概率矩阵,据此用马尔柯夫链模型对近代黄河三角洲的土地利用／覆被格局的未来变化趋势进行了预测。χ2检验表明,模拟结果与实际情况基本吻合,因此用该模型预测未来土地利用／覆被格局的变化是可靠的。结果表明,黄河三角洲土地利用／覆被格局正处在一种变化状态,耕地、柽柳芦苇地、翅碱蓬獐茅地、滩涂面积逐年减少：而水域、芦苇地、林地、柽柳地、建设用地则逐年增加。到2020年水域将达到6．54％,芦苇地8．02％,林地1．41％,耕地35．20％,柽柳地0．21％,柽柳芦苇地8．10％,翅碱蓬獐茅地5．46％,滩涂4．23％,建设用地30．82％,这预示着近代黄河三角洲人为干扰仍然是土地利用／覆被格局变化的主要方面。根据模拟结果可调整各类土地利用／覆被格局,为宏观决策提供科学依据。     

霍林河流域湿地土地利用/土地覆被类型的渐变过程

研究了霍林河流域自然湿地和人工湿地的面积动态变化以及土地利用/覆被变化过程——渐变过程,结果表明1986～2000年期间自然湿地的面积呈缩减变化,而人工湿地面积则呈增长变化;1986～1996年期间除河流湿地没有发生渐变过程外,其它类型湿地之间普遍存在着渐变过程,其中沼泽的渐变过程最为显著,表现为大幅度缩减,而滩地、湖泊、水库坑塘和水田在渐变过程中则表现为增加变化。1996～2000年期间各类型湿地之间普遍存在着渐变过程,但不同的是,沼泽湿地面积在渐变过程中表现为大幅度增加,而河流、滩地、湖泊和水库坑塘却表现为大幅度缩减;同时沼泽、滩地、湖泊以及水库坑塘在此期间都有向水田发生转变,表明人类的活动范围在不断的扩展,对湿地的开垦力度也在不断加强。     

霍林河流域湿地土地利用／土地覆被类型的转换过程

研究了霍林河流域自然湿地和人工湿地土地利用/土地覆被类型的转换过程,结果表明1986～1996年期间自然湿地主要与未利用地、草地、林地和耕地发生转换,其中沼泽主要与草地发生转换;滩地、湖泊和河流主要与未利用地、草地和林地发生转换,并有少量滩地和湖泊被开垦为耕地;人工湿地主要与未利用地发生转换。1996～2000年期间自然湿地中除沼泽转换关系主要发生在沼泽与耕地之间外,河流、滩地和湖泊主要与未利用地发生转换关系;与上一阶段一致,人工湿地主要与未利用地发生转换关系。研究也进一步表明,前一时期自然湿地受自然因素的影响强于人为干扰,而在后一时期内人为干扰作用开始加强。     

诺敏河流域土地利用与覆被变化及其对水文过程的影响

流域土地利用/覆被变化及其水文效应是当前全球变化研究的重要内容.为正确认识大兴安岭森林采伐对水文过程的影响,以诺敏河流域为例,在遥感和地理信息系统技术支持下,结合地形图和卫星遥感影像数据,获取1954-2005年诺敏河流域5期土地利用/覆被数据,在GIS空间分析模块下分析诺敏河流域土地利用/覆被变化过程,并探讨土地利用/覆被变化对水文过程的影响.结果表明,近50 a诺敏河流域土地利用方式发生了明显变化,林地和草地分别减少1 940.1 km2和748.99 km2,与林草地的大面积减少相对应,耕地面积增加2 741.7 km2.自1998年实施大兴安岭天然林保护工程以后,林地采伐和耕地开垦速率明显降低;土地利用/覆被变化影响年径流量,林地大规模减少、耕地明显增加的后期土地利用较前期径流量有所增加,且随着降雨的增多,土地利用变化对径流的影响效应随之增强.同一降雨条件下土地利用/覆被变化对径流的影响在生长季具有明显差异.     

基于遥感与GIS的LUCC及马尔柯夫过程趋势预测——以重庆市南岸区为例

重庆市南岸区近年来经济迅速发展,但土地利用中也存在一定的问题,通过对其土地利用/土地覆盖变化的研究,为_十地合理规划、管理和使用提供有力工具.以南岸区1993年、2001年、2007年3个时期的遥感数据作数据源,在遥感和GIS技术支持下对该区域1993-2007年土地利用/土地覆盖类型的动态度变化、转换变化和驱动力进行分析,确定了土地利用/土地覆盖类型的初始状态矩阵和转移概率矩阵,并且用马尔柯夫过程模型预测了该区2012-2024年LUCC的演变趋势.结果表明,在这14 a内,城市建设用地的增加主要是由耕地和林地转换来的,还有部分水域的出入转换.南岸区经济的快速发展是导致土地利用/土地覆盖类型发生变化的主要驱动力.此外,政府在城市发展中对城市的规划对土地利用的变化也起着重要的作用.经预测表明,在现有干扰不变的情况下,南岸区2012-2024年土地利用/土地覆盖类型将呈现耕地、林地和未利用地面积逐渐减少,而水域和城市建设用地面积逐渐增加的趋势.凶此为实现研究区土地资源的可持续利用,必须采取措施保护耕地和林地,加强城市建设用地的管理.     

长江上游地区土地利用/覆被和景观格局变化分析

利用1980年、1990年和2000年3个时期土地利用数据,将GIS和景观生态学的数量分析方法相结合,运用Arc Info和Arc View以及Fragstats(栅格版),分析了长江上游地区1980~2000年间的土地利用/覆被和景观格局的变化。结果表明：研究期间,林地和耕地大幅度减少,草地和建设用地面积显著增加,水域和未利用地相对变化幅度不大。研究区土地利用类型转移的主要方向是林地转化为草地和耕地、耕地转化为建设用地和草地、草地转化为未利用地。通过对该区斑块类型级别指标的分析,得出水域、建设用地和未利用地分离度和破碎度较大,而耕地、林地和草地在宏观政策和人类活动强烈干扰下,分离度和破碎度呈现先降低后升高的趋势。通过对景观级别指标的分析,得出整个区域景观结构日趋破碎,景观异质性也逐渐提高,土地向着多样化和均匀化发展。长江上游地区脆弱的生态体系对土地利用变化响应强烈,造成水土流失和沙漠化程度加剧,自然灾害频发等景观生态效应。可通过调整景观尺度上的土地利用方式,使长江上游地区生态建设及水土资源实现可持续发展。     

基于RS与GIS重庆都市区土地利用/覆盖变化过程及预测分析

以重庆都市区为例,借助GIS和RS技术,运用土地利用/覆盖类型的动态度、转移矩阵和马尔柯夫过程研究方法,以重庆都市区1997年和2006年两期的TM数据作为研究对象,对重庆都市区近年来土地利用/覆盖的动态过程分析和未来土地利用/覆盖演变趋势进行了预测。为重庆都市区的土地规划、管理和决策提供依据,同时也为该区土地资源可持续发展提供借鉴。结果表明:1997—2006年间,都市区土地利用类型主要以耕地和林地为主,两者之和占总面积的70%以上;转移数量最大的是耕地,其面积净减少506.67km2,主要转化林地和建设用地;用马尔柯夫过程对2006年土地利用进行检验与预测,总体误差范围在卡方检验范围之内;2006—2024年的预测结果耕地面积百分比从2006年的62.24%降低到2024年的52.46%;建设用地面积百分比从2006年的8.99%增加到2024年的15.91%;林地、草地、水域变化相对较小。     

基于马尔柯夫模型的漾濞江流域土地利用变化预测

为了掌握漾濞江流域土地利用的演变趋势,优化土地利用结构,实现土地的可持续利用,在遥感和地理信息系统技术的支持下,利用1990年和2001年的遥感影像作为信息源,获取漾濞江流域土地利用类型数据,结合马尔柯夫模型确定相应的转移概率矩阵,据此分析土地利用各类型间的相互转化情况,并应用马尔柯夫模型和单一土地利用动态度对土地利用的演变趋势进行分析。结果表明:土地利用类型之间的相互转化突出表现为耕地、林地、草地之间的相互转化以及耕地向城乡工矿居民用地的转化;林地面积将趋于稳定,仍为研究区的主要土地利用类型,耕地、草地面积继续减少,水域、城乡工矿居民用地面积稳步增加;必须采取有效措施,解决好耕地保护和城乡发展之间的矛盾,实现当地的可持续发展。     

土地利用/土地覆被变化环境效应研究

土地利用/土地覆被变化（LUCC）是全球变化研究的重要方向之一。土地利用/土地覆被变化的环境效应问题一向都是研究的重点。结合近年来土地利用/土地覆被变化在环境方面的一些研究进展,综述了土地利用/土地覆被变化对全球气候、大气质量以及区域土壤、水文和生物多样性的影响,并提出了黄土高原地区土地利用/土地覆被变化研究亟需解决的一些问题。     

基于马尔科夫模型的大凌河流域土地利用/覆被变化趋势研究

本文通过对大凌河流域2010年、2013年和2016年三期遥感影像进行分类,得到流域土地利用分布现状。对分类结果进行叠加分析可以获得大凌河流域2010~2013年的地类转移概率矩阵,再运用马尔科夫原理预测出2016年流域土地利用分布情况,将其与实际情况对比分析,证明马尔科夫模型适用于大凌河流域未来土地利用/覆被变化趋势的预测。进而本文分别对大凌河流域2019年、2022年和2025年的土地利用情况进行预测,发现未来近10年流域建设用地面积持续增长,变化率为38.96%;农林用地面积从2016年开始减少,总体下降了0.77%;水域面积稳定增长,到2022年之后趋于稳定值,变化率为17.21%;旱地及其他未利用地面积继续缩减,到2019年开始趋于稳定,整体下降了1.71%。研究结果明晰了大凌河流域农林用地和建设用地之间的矛盾,可以为流域水土资源管理有关部门提供科学依据。     

Markov和灰色模型在土地利用预测中的应用

马尔柯夫和灰色模型都适用于土地利用变化预测，根据同一套土地利用数据分别用两种模型预测．将所得结果相互验证、对比分析，提高预测可信度。以江西省新建县为例．两种预测方法的预测结果都表明，若继续保持1996-2000年的变化速度．耕地和未利用地将持续减少，林地和建设用地呈增长趋势，而草地和水域相对较稳定，草地有下降趋势，水域呈缓慢上升趋向。预测结果可为土地利用规划管理及政策的制定提供科学依据，研究方法为土地利用变化预测研究提供一种思路。     

伊犁河谷不同土地利用方式下土壤粒度特征

为更有效地指导伊犁河谷水土环境的可持续发展,对河谷地区不同土地利用方式下的土壤进行采样,共获得14个剖面98个土壤样品。利用EASY SIZER20测定样品粒度,依据福克—沃德公式计算中值、平均粒径、标准偏差、峰度、偏度,采用Excel,SPSS 19.0等统计软件进行作图和统计分析。结果表明:(1)不同土地利用方式下土壤粒级百分含量虽有不同,但都是以粉粒(2~50μm)、砂粒(50~2 000μm)为主。其中耕地的粉粒、砂粒百分含量均高于荒地,林地、草地的黏粒(2μm)百分含量相当。(2)不同土地利用方式下土壤粒级的变异系数表现出显著性差异。耕地中粉粒、砂粒含量的变异系数普遍大于荒地,黏粒含量的变异系数则相反。(3)不同土地利用方式下土壤粒度特征不同,耕地的平均粒径明显大于草地、荒地、林地,荒地的分选性明显优于耕地、园地。     

黄河三角洲土地利用/覆盖格局与演化分析

利用1984，1986，1991，1996年和2001年的多源遥感数据，结合GIS空间数据和野外考察资料等，对1984年东营市建市17年来黄河三角洲土地利用／覆盖格局和动态演变规律进行分析。1984年以来，黄河三角洲陆地面积总体上在不断增加。土地利用／覆盖类型以旱地和未利用地为主，旱地的面积有较大的减少，而未利用地的面积变化不大，略有增加。在各个不同的时段内，土地利用／覆盖变化的面积都占1／3左右。在土地利用／覆盖变化类型中，未利用地与耕地之间的双向转换非常频繁，是最重要的两种变化类型，由于次生盐渍化的原因，耕地退化为未利用地在1986年后都占据首位；未利用地与灌草地、灌草地与耕地之间相互转化所占比例也较大。     

基于马尔科夫模型的武功县土地利用/覆被动态变化研究

基于对武功县2006年、2009年两期Lansat 5-TM遥感影像解译获得的土地利用/覆被图,求得该区土地利用类型面积转移概率矩阵。应用马尔科夫模型对武功县未来12 a土地利用动态变化趋势进行模拟分析和预测。结果表明:引入模型效应系数检验该模型,模型效应系数值为99.99%,用该模型预测土地利用动态变化是可靠的;人类活动是武功县土地利用/覆被变化的主要驱动力;武功县未来土地利用的变化趋势是农业用地逐年减少,其中耕地面积和菜地面积分别减少5.74%,0.74%;而建设用地和交通用地则逐年增加,分别增加6.29%,0.57%;水域和特殊用地面积变化不大。研究结果明晰了农用地和建设用地之间的矛盾及其发展趋势,可为区域土地利用规划管理提供相关科学依据。     

基于Markov模型的长沙市和泉州市土地利用变化预测及对比研究

为探索中国中部地区和东部沿海地区典型代表城市的土地利用程度变化特征和未来演变趋势,采用地理比较分析方法,基于地理信息技术（GIS）、遥感技术和Markov模型对长沙市和泉州市未来土地利用进行模拟预测,结合土地利用程度指数分析1990—2020年期间土地利用的变化情况及其变化趋势异同,试揭示不同时期、不同区域内土地利用程度变化差异性。研究结果表明:1995—2020年期间,长沙市数量结构变化较泉州市更为稳定,耕地和建设用地所占比例结构变化具有较大差异性;土地利用程度指数的对比研究表明,两市综合程度指数均呈现一定增长,且泉州市土地利用综合程度指数变化趋势较长沙市更为显著,其土地利用程度变化量和变化率均大于长沙市。研究结果可为两市区域土地利用规划提供参考,并将有利于我国东南沿海和中部城市土地利用的可持续发展和生态环境保护。     

基于马尔科夫模型的吐鲁番市土地覆被动态变化研究

以吐鲁番市1990年TM影像解译数据和2005年、2011年的土地利用图为数据源,通过建立马尔科夫模型来预测该地区土地覆被变化情况。马尔科夫模型的预测精度与模拟步长密切相关,因此,首先以1990年为基础年,基于不同的模拟步长,预测2005年的各地类面积,并与其实际面积相比较,找出最佳模拟步长。其次,用该最佳步长预测2011年以后的土地覆被变化,由此分析该地区土地利用程度和土地利用空间变化动态度。研究表明:（1）未利用地和草地相互转换数量较大;（2）2005年后耕地减少较为迅速,供需矛盾日益突出,基本没有实现耕地占补平衡;（3）在21年间水体减少近6 000 hm²,很可能与全球气候变暖有关;（4）由于建设用地和园地的变化而使得土地利用程度逐年提高,说明经济的发展是土地覆被变化的重要因素;（5）人为因素是土地覆被变化的主要原因,人们正采取越来越有力的手段影响着土地覆被变化。基于上述结论,文章提出了相应建议。     

基于SWAT模型的长江源土地利用/土地覆被情景变化对径流影响研究

土地利用/土地覆被变化对流域水资源循环过程及配置影响显著。为了研究土地利用/土地覆被情景变化对径流影响情况,以长江源流域为例,构建了适合该流域的分布式水文模型(SWAT),并模拟了不同土地利用/土地覆被情景下的流域年均径流量和径流深。模拟结果如下:当流域林地和草地面积增加到最大,径流量减少了16.7%,达到304.12m3/s,径流深减少14.02mm;当林地和草地面积减少,并逐步变为沙地、裸地,流域径流量增加16.1%,达到424.32m3/s,径流深也增加了13.49mm;当林地和草地面积减少到无植被覆盖,将使流域径流量增加28.4%,达到469.67m3/s,径流深增加23.88mm;在草地覆被最佳状况下,径流量有所增加,但增加幅度不大,只有5.6%,达到385.98m3/s,径流深增加4.72mm。综上所述,长江源流域林地和草地面积增加,导致径流减少,而沙地和裸地面积增加导致径流量增加。