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。     

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。     

嘉陵江中下游地区土地利用格局变化的动态监测与预测

在遥感和GIS技术的支持下,定量分析研究区1986～2000年的土地利用动态变化过程,以及土地利用各类型之间的相互转化状况,并对研究区土地利用动态变化的驱动力进行了分析。运用马尔柯夫原理,对研究区未来土地利用演变趋势进行模拟与预测。作者认为,必须在提高全民环保意识、坚决贯彻国家相应法规政策的前提下,科学规划城镇建设,严格控制城镇用地,大力发展生态农业．加强天然林保护,搞好退耕还林还草并有规划的植树造林,建立区域外补偿机制,以实现研究区国土资源的可持续利用。     

基于马尔柯夫模型的峨庄流域土地利用格局动态预测

该文以峨庄流域为研究区域,在GIS技术支持下,以2000年和2005年的TM影像为原始数据,建立空间信息库,分析2个时期土地利用格局特征及变化,并利用马尔柯夫模型对未来土地利用格局趋势进行预测.结果表明:2000-2005年,峨庄流域居优势地位的土地类型始终是林地类型,耕地等其他土地类型镶嵌其中;未来15a流域总体趋势是朝着好的方向发展,耕地、未利用地面积在今后一段时期内仍呈减少趋势,到2020年耕地面积比例较2005年减少1.53%,林地、草地、水域及城镇村交通用地仍呈增加趋势,其中以林地增长幅度较大,到2020年其占比例将达到61.85%.根据模拟结果可调整各类土地利用格局,为峨庄流域宏观决策提供科学依据.     

马尔柯夫过程预测官司河流域土地利用/覆被格局变化

在RS和GIS的支持下,利用官司河流域1995年和2005年的遥感图像作为信息源,分析土地利用类型变化的初始状态矩阵和转移概牢矩阵.基于马尔柯夫过程模型对官司河流域未来15 a土地利用/覆被格局的变化趋势进行预测和模拟.结果表明:交通运输用地、城镇建设用地、马尾松有林地、柏树有林地的面积比例将持续增大;耕地和农村宅基地面积比例将持续减少;水域及水利设施用地和有林地(栎树)的面积比例变化平缓,有林地(栎树)变化过程中出现极大值.在此基础上,提出了土地利用结构优化的建议.     

基于CA-Markov模型的土地利用景观格局预测研究

土地利用景观格局分析及预测,对平衡经济发展和生态保护、实现土地可持续生态利用和保护管理具有重要意义。本文以江西省抚州市东乡县为例,利用2005年和2015年两期遥感影像,获取东乡县土地利用类型转化数据,结合景观生态学研究了东乡县近10年的土地利用景观格局变化特征;运用CA-Markov模型对土地利用变化过程进行模拟,预测和分析了东乡县未来10年土地利用景观格局特征。结果表明:东乡县在过去10年建设用地、耕地分别增加了71.82、10.76 km~2,水域、林地和未利用地相应减少,减少幅度顺序为未利用地水域林地;各景观斑块分布均匀,景观多样性增加;景观形状趋于简单,相互之间连通性降低、关系变弱。人类经济活动及土地利用政策对东乡县景观格局有显著影响。到2025年东乡县建设用地将增加68.72 km~2,水域、林地和未利用地仍将不断减少,但耕地有所增加;景观斑块数增加,形状略趋复杂;景观异质程度提高,有向多样化、均匀化发展的变化趋势。总体来说,东乡县景观格局正逐步朝着稳定、均匀和多样的方向发展,但仍需加大力度保护和增加耕地资源,控制和合理规划建设用地,维持生态环境平衡。     

关中-天水经济区土地利用/覆被变化与景观格局

以1980年和2005年的TM影像为数据源,应用ArcGIS,Erdas软件对影像解译,把关中-天水经济区(简称“关天经济区”)的土地利用景观分为6大类景观类型.基于ArcGIS分析模块,分析了关天经济区土地利用/覆被变化过程,并使用景观软件Fragstats分别从景观级别和景观类型级别上计算了相应的景观指数,得出以下结论:(1) 25 a间耕地和未利用地面积减少,林地、草地、水体和建筑用地面积增加,大量的耕地转变为林地、草地、建筑用地.同时较多草地开垦为耕地,但小于耕地向其转化的量.而建设用地属于转入型用地,转出量几乎为0.(2)关天经济区土地利用景观的蔓延度、优势度指数减少,香农多样性指数、香农均匀度指数增加.(3)耕地是关天经济区的优势景观类型,建设用地景观斑块正在向规模化扩张.研究结果为合理制定该区域可持续发展的土地利用政策及规划提供科学的参考及依据.     

基于RS和GIS的土地利用/覆被动态变化监测——以九龙县为例

区域土地利用动态监测分析是土地利用研究的重要组成部分,可以为区域土地的合理利用和政府部门的宏观调控提供支持依据。为了掌握土地利用状况及动态变化的信息和趋势,对土地利用动态平衡的调控和生态环境保护提供辅助手段,以九龙县为研究区域,利用1994年、2000年和2007年三期的Landsat卫星TM影像,采用遥感(RS)技术和地理信息系统(GIS)技术,对九龙县13a来土地利用变化进行了动态监测分析,通过各年土地利用分布变化图,土地利用转移矩阵,研究了九龙县各种土地利用类型变化的情况。结果表明:林地净增加了170.96km2,其中169.94km2草地净增为林地,1.9km2旱地净增为林地,说明林地主要是由旱地和退化草地转化而来;冰川净增18.67km2,裸地净减6.14km2,说明天然林保护工程和退耕还林工程对当地的水土保持起到了显著成效。利用马尔柯夫模型预测了九龙县未来几十年来土地利用变化的趋势:林地面积将会以每13年递增2%的速度变化,冰川面积将会以每13年递增1.5%的速度变化,说明未来九龙县的生态环境将会是良性发展,为九龙县生态环境治理提供了科学依据。     

新疆典型绿洲阜康地区土地利用/覆被及景观格局变化分析

利用1977,1990和2006年的3期遥感影像,将GIS及景观生态学的分析方法相结合,对新疆阜康地区1977-2006年土地利用/覆被和景观格局变化进行了分析.结果表明:(1)研究区土地利用/覆被变化显著,耕地和建设用地持续增加,林地、草地、水域、盐碱和未利用土地逐步减少,且有明显加快的趋势;耕地增加主要来源于草地和盐碱地,建设用地主要来源于耕地、草地及未利用土地.(2)在类型水平上,耕地、建设用地和未利用土地连通性增强,优势度增加;林地、水域和盐碱地斑块趋于均匀而分离,破碎度增加,连通性降低;草地形状趋于规则,破碎度增加,但连通性变化不大;沙地几乎没有变化.在景观水平上,景观整体异质性增强,表现出多样化和均匀化的发展趋势.(3)驱动力分析表明,气温对水域,降水对草地影响较大,但人为因素是主要驱动因素,其中人口增加是直接动力,政策环境的改善及产业结构的调整加快了土地利用的变化速度.     

晋陕蒙接壤地区土地利用格局动态遥感研究与预测

应用1986年与2000年两期TM遥感影像判图制图,编制两期晋陕蒙接壤地区土地利用现状图。在ARC/INFO的支持下,建立空间信息库,套合叠加,获取该地区土地利用类型动态转移数据矩阵,揭示该地区14年来土地利用与土地覆被的空间分布规律及其变化特征。应用Markov链模型对未来土地利用格局趋势进行预测分析,总的趋势是朝着好的方向发展,但还存在着草地沙化、耕地退化的生态问题,因此加大草地、林地、耕地的保护和改良以及生态环境保护和恢复的力度势在必行。     

烟台沿海地区土地利用景观格局演变研究

基于地理信息技术、景观格局分析理论和马尔可夫模型，利用1986、1992、2000和2004年4期影像，分析了烟台沿海地区土地利用类型变化及其景观格局动态特征。结果显示，近20年来，烟台沿海地区各种土地类型变化及其相互转化频繁。水域、果园和建设用地分别增加335.61%、70.43%和134.48%，而耕地、林地分别减少18.63%和20.75%。各种土地利用类型空间格局变化显著，耕地、果园破碎度增加，连通性降低，水域、林地和建设用地则趋于集中，连通性增强，景观类型有向多元化方向发展的趋势。马尔可夫模型预测表明，从2022年至平稳期，耕地、林地和果园面积将持续减少，水域和建设用地将逐年增加，耕地保护与建设用地扩张之间的矛盾将更加突出。     

三门峡水库回水变动区土地利用/土地覆被变化及其景观格局分析

该文针对三门峡水库回水变动区水位变动情况,借助RS、GIS技术对潼关以下库区1987～2002年间典型年的汛期和非汛期土地利用/土地覆被变化情况进行了分析;并基于景观生态学理论和方法,对研究区生态系统景观格局随水位变动的变化情况进行了分析。其结果表明：研究区内河流与耕地面积在汛期和非汛期均呈减小趋势,而裸地的面积却逐渐增大,林地面积不论是在汛期还是在非汛期,其波动都不大。季节性淹水区内各生态系统除砾石滩地面积略有增加外,其他类型的面积均有所减少,受水位变动的影响较大;台地和阶地区内耕地面积有所减少,但草地和裸地面积有大幅度的增加,表明在水位变动的影响下草地分布的高程有所升高;其他生态系统类型受水位变动的影响不大。景观格局分析表明：研究区景观多样性、景观均匀度均呈下降趋势,生态系统正朝单一性、不均匀化的方向发展;景观破碎度略有增加;相对优势度也有一定的增加,研究区受阶地上各生态系统类型的支配程度正在增强。     

不同地貌类型下景观格局对土地利用方式的响应

地貌条件是影响局地人类土地利用意识形成最直接、最关键的因素，由此形成的土地利用空间格局不仅在景观尺度上反映了人类对自然生态系统的影响程度，还是对自然、社会经济条件及政策的响应。该文选取重庆市沙坪坝区青木关镇、凤凰镇为研究区，调用其土地利用现状数据库，重新划分土地利用类型，提取景观格局指数，分析与探讨不同地貌条件下景观格局对土地利用方式的响应。结果表明，不同景观类型在同一地貌区内的格局特征不同，同一景观要素在不同地貌区的空间格局也有差异；中丘地貌区内土地利用类型多样，景观类型的本底不明显，受外界影响与干扰大；浅丘地貌区以耕地(水田和旱地)为本底，其他景观要素镶嵌于这一本底，受外来干扰强烈，斑块间差异较小，景观破碎化程度高，自身生态系统的稳定性和抗胁迫能力降低，是未来土地利用类型间的转换与生态环境变化的敏感区；低山地貌区由于受人类土地利用活动干扰逐渐减弱，正逐步向自然状态过渡。     

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。     

基于遥感数据的哈尔滨市土地利用景观格局分析

 利用2000年哈尔滨市1/25万TM遥感数据,运用景观生态学原理,根据各类景观参数,从斑块和景观水平上分析哈尔滨市土地利用景观格局。结果表明:哈尔滨市的基质景观为耕地;耕地和建设用地斑块边缘密度大,边缘复杂,连接性好;林地、草地、水域和未利用土地斑块边缘密度小,边缘简单,连结性差,受人类干扰弱;从总体上看,斑块总数下降,多样性也下降,土地利用向平原区水田景观要素集中。     

土地开发整理对区域景观格局的影响

在土地开发整理规划实施前,定量预测规划实施后区域景观格局的变化是土地开发整理规划环境影响评价的主要内容。该文结合景观格局研究的内容和规划对景观格局的影响,在斑块类型水平上选取各景观类型面积、景观百分比、斑块数等8个指标;在景观水平上选取景观优势度、蔓延度指数、聚集度指数等指标。以北京市延庆县为例,应用上述指标,采用规划实施前后对比法分析了土地开发整理规划对景观格局的影响。结果表明规划实施后各指标都有一定的变化。     

三峡库区开县蓄水前后景观格局变化特征

三峡工程是世界上举世瞩目的大型水电水利工程,其建成后具有巨大的综合效益,但水库蓄水完成后,也引起库区内的土地覆被与景观格局的变化。为了及时掌握水库蓄水后库区土地覆被及景观格局变化情况,该文以三峡库区重庆市开县为研究对象,基于2002、2007和2010年3期遥感影像资料,运用遥感与GIS技术和景观格局分析方法,利用ArcGIS9.3、Ecognition8.0、Fragstats3.3等软件分析了研究区土地覆被与景观格局动态变化特征。研究表明:由于受2002-2010年间水库蓄水影响,开县土地覆被与景观格局均有剧烈变化。该地区景观优势类型是森林、灌木、旱地、草地和水田。景观类型水平上,旱地、水田、草地景观面积减少且破碎度增加,但森林、水体、建设用地面积增加,同时连通性增加;景观格局水平上,景观总体破碎度增加,景观优势度降低,但景观多样性增加,有利于该地区生态系统稳定。开县2002-2007年和2007-2010年2期景观格局变化表现出不同的特征。研究结果及时反应了水库蓄水前后的土地覆被与景观格局变化特征,为水库未来土地利用合理规划与生态景观设计提供依据。     

Evaluating urbanization,fragmentation and land use/land cover change pattern in Istanbul city,Turkey from 1971 TO 2002

Spatiotemporal analysis of landscape dynamics is crucial in formulating an appropriate set of actions in landscape management. This paper presents a large scale analysis of the spatiotemporal structure of Istanbul, a highly urbanized city in Turkey, from 1971 to 2002 using forest cover type maps analysed with geographical information systems (GIS) and a spatial statistics programme. The quantitative evidence indicated that increasing population and expanding urbanization caused drastic changes to the temporal and spatial dynamics of land use/land cover pattern in Istanbul. There was a net increase of 5387·3 ha in total forested areas (1·0 per cent) due to mainly reforestation activities even though the population increased three times over a 31‐year period. Increase in number of patches and decrease in mean patch size together demonstrated that the landscape developed into a more fragmented structure that would negatively affect biodiversity and the resilience of the ecosystems. In conclusion, plain increase in forest areas may not always be a favourable situation. The quality, composition and the configuration of forest landscape should also be analysed to present the dynamics of ecosystem in terms of ecological and economical sustainability over a longer time and larger area. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于RS和GIS的西昌市土地利用及景观格局变化

为了解西昌市土地利用及景观格局时空变化特征,以3期遥感影像（1989年TM、1998年ETM和2008年ASTER）为数据源像,利用RS、GIS技术和景观生态学方法,对研究区1989－2008年土地利用和景观格局时空变化特征进行分析研究。结果表明,研究区景观要素类型以林地、草地和耕地为主,其中林地面积最大,占50%以上。近20年来,耕地、草地、未利用地和水域面积持续减少,其中耕地减少幅度最大,减少了20.01%;建设用地和林地显著增加,分别增加4?861.31和7?609.46 hm2,其中建设用地增加了64.55%。景观要素明显变化的区域主要集中在地势低平,工、农业集中,人地矛盾异常突出的中部安宁河谷和东部邛海盆地。由于人类活动的干预,研究区景观要素类型相互转化较为频繁,主要表现为耕地转为建设用地和林地,草地转为林地和耕地,未利用地转为耕地和草地,水域转为耕地和建设用地。1989－2008年研究区多样性指数和均匀度指数分别从1.323和0.738下降到1.256和0.701,优势度从0.469上升到0.536,表明景观异质性程度有所降低。