基于MLP-CA-Markov模型的晋江市土地利用变化及其模拟研究

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土地利用变化是人类因素和自然因素共同作用的结果。近年来,由于人类对土地的开发利用的加剧,使土地覆盖发生巨大的变化,而这些土地覆盖的变化对人类活动产生了较大影响,人类活动与土地利用的矛盾日益严峻。因此,从不同研究时期的土地利用变化中发现土地利用的变化规律,掌握土地利用的变化机理,同时对未来土地利用变化的状况进行模拟预测,可为制定有效的土地利用管理策略提供科学的依据。本研究以晋江市为例,以2000年、2005年和2010年三期的土地利用现状为基础,通过对土地利用变化数量、土地利用变化速度、土地利用变化幅度、土地利用类型转换和土地利用变化景观格局,以及土地利用变化行政、交通、地形和规划影响因素进行分析与探讨,并基于MLP-CA-Markov模型对未来土地利用变化状况进行预测模拟,主要结果如下:1)2000~2010年晋江市呈现出城乡建设用地和其他用地(采矿用地、交通运输用地和其他建设用地等)不断增加,而林地、农田和水域不断减少的变化特征,其中主要以城乡建设用地增加和农田减少最为明显。2)由景观格局分析得到,平均最邻距离越来越小,景观斑块形状指数和景观分维数逐年增大,香农多样性指数和景观均匀度指数也逐年增大,蔓延度指数和聚合度指数却都逐年下降。说明在城镇化的过程中,人类活动对这种景观变化产生了重要的影响。3)通过对行政中心影响因素分析得到,城乡建设用地距离行政中心越近,增加的速度就越快,随着距离的增加,增加的速度逐渐减小。林地和其他用地基本呈现“距离行政中心越远,变化的速度越快”的规律;交通两侧不适宜农田的分布,但却对城乡建设用地和其他用地的分布表现出较强的吸引力;规划因素很好的控制了城乡建设用地的分布,保留了未来耕地发展的空间。由地形因素分析得到,城乡建设用地、农田、其他用地和水域的适宜分布坡度级别集中在0-60之间,适宜林地分布的级别为60及以上。4)本研究基于CA-Markov模型,结合MLP和Markov模型,实现了对研究区2010年的土地利用现状的预测模拟,结果表明,Kappa系数分别为no=0.7879,Klocation=0.8202,KlocationStrata=0.8202,Kstandard=0.7511,均大于75%,说明由CA-Markov模型模拟出的2010年土地利用状况图与遥感解译得到的2010年土地利用现状图具有较高的一致性,可信度较高,模拟效果比较好。5)在土地利用类型转化上,2010~2020年间,随着城镇化的进行,晋江市城乡建设用地的扩展是主要是以减少农田和林地为代价的。从土地利用变化的数量上看,2010-2020年间,农田的减少量最大,林地次之,而城乡建设用地增加量最大,其他用地次之,水域最少。
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