基于GIS的土地利用模拟分析研究

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随着中国城市化步伐的加快,耕地保护政策的实施,土地利用/土地覆被变化(LUCC)研究已经成为当前研究的重点。因此,分析土地利用变化并对未来土地利用变化进行动态模拟具有重要的实际应用价值。本文以云南省保山市隆阳区为研究对象,首先对隆阳区2009年和2013年的土地利用状况进行分析,并利用CLUE-S模型对2013年和2020年隆阳区土地利用的空间分布格局进行模拟。研究成果对于隆阳区未来土地利用规划以及集约型土地发展思路有一定的参考意义,并为今后在云贵高原开展类似研究提供参考和借鉴。通过分析2009年和2013年隆阳区土地利用状况可知,隆阳区土地资源类型丰富,拥有耕地、林地、草地、园地、房屋建筑(区)、道路、构筑物、人工堆掘地、荒漠与裸露地表、水域等类型的土地资源。耕地和林地在大部分区域都具有区位优势,特别是在山区和丘陵地区。土地利用程度比较高的地方主要分布在城市建成区及其周边区域,在建用地主要分布在市区周边(不包含市区),隆阳区城市发展的主要方式是依托市区向周边发展。在东北部和西部区域,林地占优势地位,土地利用集中化指数较高,这与当地崎岖陡峭的地形和林地保护政策有关。耕地主要分布在地势相对比较平坦的中南部区域,园地则分布在西南部的潞江镇。隆阳区建设的主要区域是城市及其周边区域,其他区域的道路逐步完善。西北部区域属于土地利用类型变化比较大的区域,园地面积增加,林地和水域面积有所减少。未来土地利用空间格局的预测主要使用了灰色预测模型、系统动力学模型与CLUE-s模型。这三个模型的结合提高了预测未来土地利用变化的准确性。灰色系统模型主要是用于经济社会统计数据的预测。系统动力学模型是依据经济社会统计数据,利用回归分析等方法,建立经济社会数据与土地利用需求数据之间的关系,然后根据灰色预测模型预测到的经济社会数据模拟土地利用需求。CLUE-S模型用来预测土地利用空间格局分布,分为空间模块和非空间模块。非空间模块是设置土地利用需求数据,需借助土地需求系统动力学模型;空间模块是按照地类转换机制将土地需求数据在空间上进行分配。首先根据Logistic回归模型确定各驱动因子与土地利用类型之间的关系,然后利用ROC方法判断驱动因子与土地利用类型之间的相关性,结果表明,各土地类型ROC值均大于0.6,说明经济社会和自然因素相结合的驱动因子符合模型要求;最后通过设置土地类型转换弹性系数和迭代系数来提高CLUE-S模型预测的精度。研究结果表明,2013年真实土地利用状况和2013年土地利用状况模拟相比,Kappa系数相关性大于0.75,具有很高的相关性,表明模拟预测精度比较高,能用于模拟预测未来土地利用变化。论文最后以2013年土地利用现状数据为基础,对2020年隆阳区土地利用空间分布格局进行模拟预测。
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