基于Ann-Markov-CA的福州城市用地變化建模與模擬研究.pdf

1、土地作為人類賴以生存的根本，對人類未來的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。近年來，人類對土地的開發(fā)利用造成了土地覆被的巨大變化。區(qū)域內(nèi)土地利用/覆被變化模型的研究是從不同時期的地理數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)土地利用/覆被的變化，理解土地利用/覆被變化的機(jī)理、掌握土地利用/覆被變化的規(guī)律，可為制定科學(xué)、有效的土地利用管理策略提供支持和依據(jù)。本研究構(gòu)建的Ann-Markov-CA模型綜合了Markov模型長期數(shù)量方面預(yù)測的優(yōu)勢、Ann模型處理非線性復(fù)雜數(shù)據(jù)的能力和

2、CA模型模擬復(fù)雜系統(tǒng)空間變化的能力，這既能提高土地利用格局的模擬精度，又可以有效地模擬格局的空間變化，在數(shù)量上和空間上實現(xiàn)更具實際意義上的土地利用動態(tài)模擬。
　　本研究以福州市的五區(qū)兩郊縣即倉山區(qū)、鼓樓區(qū)、馬尾區(qū)、臺江區(qū)、晉安區(qū)、閩侯縣以及長樂市為研究區(qū)，利用ENVI軟件解譯得到對2000、2005和2010年三期福州城區(qū)數(shù)據(jù)，通過對土地利用結(jié)構(gòu)、土地利用動態(tài)度和景觀空間格局特征分析方法對福州城區(qū)2000-2010年間的土地利用變

3、化進(jìn)行了系統(tǒng)分析。并從坡度、行政中心、道路、河流、政策方面探討了研究區(qū)土地利用變化的影響因素，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建Ann-Markov-CA模型，并對研究區(qū)土地利用變化進(jìn)行了模擬，主要結(jié)果如下：
　　（1）2000-2010年間，福州城區(qū)土地利用類型以林地、耕地為主，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，福州城區(qū)土地利用總體上呈現(xiàn)出建設(shè)用地、園地不斷增加和耕地、林地、水域、未利用地減少的趨勢。
　?。?）通過對影響土地利用變化的影響因素進(jìn)行分

4、析發(fā)現(xiàn)，耕地、園地、建設(shè)用地和水域的土地利用適宜性分布坡度集中在0-15度之間；行政中心對建設(shè)用地有較強(qiáng)的吸引力，而對耕地和林地則表現(xiàn)為排斥作用；交通道路對建設(shè)用地具有較強(qiáng)的吸引力，對耕地呈現(xiàn)出―距離交通道路越近，其減少速度越快‖的規(guī)律；河流對建設(shè)用地的作用呈現(xiàn)出―距離河流越遠(yuǎn)，其增長速度越大‖的規(guī)律。
　?。?）利用構(gòu)建的Ann-Markov-CA模型對2010年研究區(qū)土地利用進(jìn)行預(yù)測，并與2010年實際現(xiàn)狀圖核對，表征模擬效果

5、Kappa綜合指數(shù)為0.88,其Kstandard=0.86，Kno=0.92，Klocation=0.90，Kquantity=0.90，均高于75％，模擬結(jié)果較好，具有較高的可信度，表明該模型能較準(zhǔn)確的模擬福州城區(qū)用地變化，基本能滿足研究和預(yù)測的需要。
　　（4）研究區(qū)2015年土地利用預(yù)測圖表明，在土地利用格局上，福州城區(qū)建設(shè)用地擴(kuò)展主要趨向東南部，城市不宜在福州北部、西部的高山丘陵地帶進(jìn)行，且城區(qū)北部的發(fā)展已趨于飽和，即城

6、市向北、西方向擴(kuò)展的面積有限，中心城市向東南擴(kuò)展勢在必行。未來5年內(nèi)，福州城區(qū)除了東南擴(kuò)進(jìn)外，城郊鄉(xiāng)村就地城市化現(xiàn)象明顯。
　?。?）2010-2015年間，建設(shè)用地和園地面積增加，同時耕地、林地、水域和未利用地面積有所減少，耕地、林地主要轉(zhuǎn)向建設(shè)用地，未利用地和水域主要轉(zhuǎn)向林地。
　　（6）2015年研究區(qū)破碎度指數(shù)上升到0.42，多樣性指數(shù)上升到1.65，優(yōu)勢度指數(shù)上升到0.71，均勻度指數(shù)減少到0.68，表明在未來一段