山东省临沂市城市空间扩展与模拟研究

发布时间：2017-04-13 02:00

  本文关键词：山东省临沂市城市空间扩展与模拟研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近些年来,随着人口的快速增长以及社会经济发展水平的不断提高,城市化进程在不断推进,城市的土地利用格局也正经历较大幅度地改变。城镇用地、交通用地等建设用地的扩展以及耕地、林地面积的缩减成了土地利用覆被变化过程中最显而易见的特征。临沂作为山东省典型城市,正处于建设用地需求有增无减的阶段,如何使人口、资源、环境可持续协调发展成为亟待解决的问题。研究其城市扩展时空分异特征与变化规律及其驱动力机制,对控制建设用地大规模和非理性扩张、保护耕地、缓解城市扩展过程中对建设用地的需求压力具有重要的现实意义,最终实现区域社会经济、人口、生态环境协调可持续发展且效益三赢的根本目标和局面。本文研究区域为山东省临沂市主城三区：罗庄区、河东区、兰山区。研究以临沂市TM遥感影像为数据源,土地分类方法结合监督分类和目视解译,参考土地分类标准对临沂市土地类型进行划分,得到1990、2000和2010年三个时期的土地分类解译数据,进而通过土地利用动态度、土地利用综合程度指数以及景观生态学方面的多个景观指数等方法解析了过去20年间研究区土地空间格局变化的总体情况,接着采用城市扩展不同参数、空间梯度模型、重心转移模型、扩展形态、扩张类型等方法从多个角度深入研究了临沂市建设用地的时空扩展特征,并结合临沂市的社会经济数据,从自然和社会两大方面定性定量分析城市建设用地扩展的驱动因素；在此基础上,基于CA-Markov模型模拟了临沂市2010年的城市各地类的数量及其空间分布并与实际对比,保证模拟精度合格后,进一步预测了市区2020年的土地数据,最后对模型运行出的结果进行解析,得出如下结论：(1)1990-2010年这20年间临沂市各地类的数量结构发生较大变化,其中最显著的是建设用地大幅度增长,增加值达到29488.7公顷,而耕地、未利用地以及林地面积不同程度的减少,其中耕地面积的减少量最多,达到25113.19公顷；此外,草地数量呈起伏变化,总体略有增加。水体面积轻微变小,是变化幅度最小的地类。结合景观指数,得出临沂城市总体景观趋于破碎化,其中耕地破碎化严重,而建设用地斑块规模变大。(2)临沂城市扩展在时间和空间上呈现明显不同的变化规律。2000-2010年临沂城市建设用地面积增长速度高达1918.73ha/a,远远高于1990-2000年,扩展动态度、扩展强度也显著上升。从扩展方向上看,在研究期内,建设用地渐渐由市中心向西南、西北方向扩展。2000-2010年,除了之前的扩展趋势,东南方向的扩展速度和扩展强度都显著上升。运用空间梯度模型得出城市建设用地扩展量的最大峰值出现在距市中心5-7.5kmm的范围内。临沂市城市用地的重心有向西略偏南的转移趋势。(3)从城市用地的扩展形态分析,紧凑度指数略下降,得出城市虽处于相对紧凑状态,但随着时间的推移,由于城市扩展过程中建设用地分布趋于松散,城市形态有不紧凑的态势。但其分形维数的先升后降、稳定性系数先下降明显,在后十年略有回升,说明城市总体上在向更规则和更稳定的状态发展。景观扩张指数的计算表明,临沂城市建设用地的扩张以大量小规模的邻接扩张模式为主。(4)参照临沂市1990-2010年的社会经济方面的统计数据,本文将研究区建设用地扩展的驱动力因素总结如下：自然因素、经济因素、人口因素以及政策因素四个方面。快速发展的经济是其最直接最主要的动力,此外政策对临沂城市空间扩展的方向具有不可忽视的导向作用。(5)利用CA-Markov模型对临沂城市空间扩展展开模拟与预测研究。结果表明：2010-2020年,按照目前自然增长状态,建设用地面积继续迅速增加,占比将高达38.75%,耕地、林地、未利用地的面积都将不同程度的减少,其中最显著的是耕地。与临沂市2020年土地利用总体规划相对比可知,临沂城区建设用地的增长幅度过大,而耕地的面积远小于总体规划中的数值。针对两者间的矛盾,临沂应适当放慢城市建设的速度,加强土地的集约利用,提高土地的利用效率,保护耕地、林地、草地等生态用地的面积。本文旨在研究城市扩展的时空特征以及模拟未来10年临沂的城市土地利用格局,研究结论可为临沂市未来城市用地空间增长管理、土地资源合理利用提供理论基础。
【关键词】：城市扩展 土地利用变化 CA-Markov模型 模拟 临沂市
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：F299.27;P237
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-15
• 第一章 绪论15-25
• 1.1 研究背景与意义15-17
• 1.1.1 研究背景15-16
• 1.1.2 研究意义16-17
• 1.2 国内外研究进展17-22
• 1.2.1 城市空间扩展研究现状17-20
• 1.2.2 CA-Markov模型研究进展与发展趋势20-22
• 1.3 研究内容22-23
• 1.4 研究方法与技术路线23-25
• 1.4.1 研究方法23
• 1.4.2 技术路线23-25
• 第二章 研究区概况与数据源25-32
• 2.1 研究区概况25-28
• 2.1.1 自然条件26-27
• 2.1.2 经济社会条件27
• 2.1.3 土地利用现状27-28
• 2.2 数据来源及预处理28-32
• 2.2.1 数据来源28
• 2.2.2 遥感数据的处理28-32
• 第三章 临沂市土地利用与景观格局变化分析32-42
• 3.1 临沂土地利用变化分析32-37
• 3.1.1 土地利用变化整体分析32-33
• 3.1.2 土地利用转移矩阵33-35
• 3.1.3 土地利用动态度分析35-36
• 3.1.4 土地利用综合程度指数分析36-37
• 3.2 临沂城市景观格局动态变化分析37-42
• 3.2.1 景观格局指数的选取37-38
• 3.2.2 景观格局的变化分析38-42
• 第四章 临沂城市扩展特征分析与驱动机制42-60
• 4.1 临沂城市用地扩展时空特征分析42-50
• 4.1.1 城市用地扩展速度与强度分析42-44
• 4.1.2 城市扩展的方向分析44-47
• 4.1.3 城市用地重心转移分析47-48
• 4.1.4 城市用地扩展的空间梯度分析48-50
• 4.2 临沂城市用地扩展形态分析50-53
• 4.2.1 城市用地紧凑度分析50-51
• 4.2.2 城市用地分形维数分析51-53
• 4.3 临沂城市用地扩张类型分析53-56
• 4.3.1 基于景观扩张指数的空间扩展模式53-55
• 4.3.2 结果分析55-56
• 4.4 临沂城市用地扩展的驱动因素56-60
• 4.4.1 自然因素56-57
• 4.4.2 经济因素57
• 4.4.3 人口因素57-58
• 4.4.4 政策因素58-60
• 第五章 基于CA-Markov模型的临沂城市扩展模拟60-70
• 5.1 CA-Markov模型的描述60-62
• 5.1.1 元胞自动机模型(CA模型)60-61
• 5.1.2 马尔科夫模型(Markov模型)61-62
• 5.1.3 CA-Markov模型62
• 5.2 CA-Markov模型的构建62-63
• 5.2.1 CA-Markov模型模拟方案62-63
• 5.2.2 CA-Markov模型模拟步骤63
• 5.3 CA-Markov模型有效性检验63-66
• 5.3.1 2010年土地利用变化预测63-64
• 5.3.2 Kappa指数计算64-66
• 5.4 临沂市土地利用模拟预测与结果分析66-70
• 5.4.1 模拟结果66-67
• 5.4.2 预测结果与规划对比67-70
• 第六章 结论与展望70-74
• 6.1 主要结论70-71
• 6.2 对临沂城市扩展的建议71-72
• 6.3 不足与展望72-74
• 参考文献74-79
• 致谢79-81
• 硕士期间科研情况81-82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：302512