基于CA-Markov模型的佛山市生态用地演变及其模拟

发布时间：2017-03-18 05:04

  本文关键词：基于CA-Markov模型的佛山市生态用地演变及其模拟，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国城镇化发展加速,城镇规模日益扩大,而城镇内生态用地减少、生态屏障消失等生态问题逐渐凸显。党的十七大以来,我国生态文明建设的理念和实践不断发展,区域生态用地对维持区域生态平衡具有重要意义,研究与分析其利用、变化情况有利于对其进行合理的开发与保护。佛山市地处珠江三角洲核心地带,与大部分社会经济快速发展的城市一样存在土地利用方式粗放、城乡建设用地布局零散混乱、土地污染较严重、区域内生态用地锐减等问题。本文对佛山市1990-2013年生态用地时空演变的特征、过程、趋势与规律分析,探究区域生态用地演变的影响因素,并借用元胞自动机模型对佛山市2020年生态用地的变化状况进行模拟,结合佛山市发展特点提出区域生态用地持续利用的对策,以期为佛山市土地可持续利用提供科学参考。本文以佛山市1990、2000、2006和2013年4个代表年份的Landsat TM影像数据解译后建立的土地利用数据库为基础,将生态用地划分为四类:农业生态用地、林地生态用地、滩地生态用地和水域生态用地。结合佛山市社会经济、地形、交通等数据,运用土地利用动态度、土地利用变化转移矩阵、土地利用重心迁移等方法对生态用地的现状、时空动态变化过程展开具体分析,从定性探讨和定量探究角度分析佛山市生态用地变化的影响因素,主要采用主成分分析法和缓冲区分析法。在此基础上,基于CA-Markov模型对佛山市2020年生态用地发展趋势展开模拟预测分析,从而提出生态用地可持续利用对策。本研究主要结论:(1)1990-2013年,佛山市生态用地整体数量持续减少,总面积由1990年的344861.41hm2减少到2013年的265642.99hm2,23年数量净减少了79218.42hm2,占土地总面积的90.81%下降到69.95%,生态用地面积比例下降了20.86%,总体变化率为-23.00%,动态度为-1.00。生态用地向建设用地转移量远超过生态用地在其内部的转移量,数量变化突出的时间段为2000-2006年,变化突出的用地类型为农业生态系统用地。(2)1990-2013年,佛山市生态用地变化空间差异显著,表现出“核心-边缘”分化模式。核心区域基本覆盖了交通与区位条件良好的广佛走廊上的桂城街道、大沥镇等东部和中部地区内的镇域,主要位于禅城、南海和顺德区,该区域内生态用地面积减少幅度和变化速度明显,而位置偏远的西部、北部与周围经济联系不强的边缘区内生态用地保护较好,退化较缓慢,如三水区、高明区内的部分镇域。研究期内佛山市生态用地重心持续向西南方向偏移,偏移距离为3914.59m,偏移角度为与正东方向夹角7.28°。(3)佛山市生态用地的变化有其深层次的、多方面的原因,并存在一定的区域差异,但总体而言其变化受到了地形、土壤、气候、交通区位、行政区划、地理位置的变化、比较经济利益的驱动、宏观社会经济发展的推动、人口增长的压力和社会行为与管理等多方面因素的影响,是众多因素综合驱动的结果。1990-2013年,佛山市0-20 m高程内生态用地比例减少了23.91%,0-2o坡度上生态用地下降了24.50%,地形因素中的高程和坡度与生态用地的数量变化呈负相关,即高程和坡度越低,生态用地比例下降越明显。地理位置越优越区域内的生态用地变化越明显,佛山市一、二级城镇内生态用地减少幅度较大,被转换成建设用地的面积较多,生态用地比例分别下降了42.88%、36.65%。离区级行政中心和镇级行政中心距离越远的区域,生态用地面积占总土地面积比例越高,距离区级行政中心6-12km内生态用地面积减少幅度较多,而距离镇级行政中心0-4km缓冲区内的生态用地面积减少幅度更多,镇级行政中心对生态用地的影响程度更大。道路交通的铺设和发展对沿线地区生态用地数量结构变化的影响呈明显的“轴带”规律,离交通道路距离越远,生态用地数量比例越高,而距离道路越近的区域,生态用地变化幅度和程度越明显。(4)运用CA-Markov模型对佛山市2013年生态用地利用状况展开模拟,验证模型精度,平均数量模拟精度在90%以上,平均空间模拟精度为89.02%,可信度较高。在此基础上对2020年生态用地利用状况进行模拟与预测,结果表明:2020年生态用地面积为261818.06hm2,整体较2013年在数量上减少了3824.93hm2,变化率为-1.44%,动态度为-0.21,变化的幅度和速度与2006-2013年相比有所降低;空间上2020年与2013年生态用地的格局上有细微差异,基本维持了2013年的分布格局,且各生态用地类型的变化与佛山市未来经济社会的发展趋势基本相符。(5)实现对佛山市生态用地可持续利用,需要从宏观层面上调整经济发展策略,优化转型产业结构;生态用地保护的具体层面上,需控制建设用地规模,提高生态用地质量;维护区域内生态用地的完整性,严格监控生态用地,规范对其开发利用;加强生态安全控制,实行分区分类管理,恢复与整治不同类型生态系统用地。
【关键词】：生态用地 佛山市 时空演变 缓冲区分析 CA-Markov模型
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：F301.2;F224
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-21
• 1.1 选题背景11
• 1.2 研究意义11-12
• 1.3 国内外研究进展12-17
• 1.3.1 生态用地概念12
• 1.3.2 国外生态用地研究进展12-14
• 1.3.3 国内生态用地研究进展14-15
• 1.3.4 CA-Markov模型研究进展与发展趋势15-16
• 1.3.5 研究述评16-17
• 1.4 研究设计17-21
• 1.4.1 研究目标17
• 1.4.2 研究内容17
• 1.4.3 研究方法17-18
• 1.4.4 技术路线18-21
• 2 研究区概况21-27
• 2.1 佛山市概况21-24
• 2.1.1 地理位置21-22
• 2.1.2 自然条件22
• 2.1.3 行政区划22-23
• 2.1.4 经济社会发展23-24
• 2.2 数据来源与处理24
• 2.3 佛山市生态用地分类24-27
• 3 佛山市生态用地时空演变分析27-45
• 3.1 佛山市生态用地数量变化特征分析27-33
• 3.1.1 佛山市生态用地的数量变化27-28
• 3.1.2 佛山市生态用地变化速度分析28-29
• 3.1.3 佛山市生态用地转移分析29-33
• 3.2 佛山市生态用地空间变化特征分析33-45
• 3.2.1 佛山市生态用地数量变化的区域差异33-36
• 3.2.2 佛山市生态用地速度变化的区域差异36-37
• 3.2.3 佛山市生态用地变化的流向分析37-40
• 3.2.4 佛山市生态用地的重心迁移40-45
• 4 佛山市生态用地演变影响因素研究45-63
• 4.1 定性分析45-46
• 4.1.1 人口增长45
• 4.1.2 经济发展45-46
• 4.1.3 城市化与工业化推进46
• 4.1.4 交通系统发展46
• 4.1.5 政策46
• 4.2 定量分析46-63
• 4.2.1 主成分分析46-50
• 4.2.2 缓冲区分析50-63
• 5 基于CA-Markov模型的佛山市生态用地模拟63-71
• 5.1 CA-Markov模型的描述63-64
• 5.1.1 元胞自动机模型（CA模型）63
• 5.1.2 马尔科夫模型（Markov模型）63-64
• 5.2 CA-Markov模型的构建64-66
• 5.2.1 数据转换65
• 5.2.2 元胞、元胞空间和元胞状态的定义65
• 5.2.3 邻域的定义65
• 5.2.4 转换规则的定义65-66
• 5.2.5 时间的定义66
• 5.3 CA-Markov模型的精度及检验66-68
• 5.3.1 2013年佛山市生态用地的模拟66-68
• 5.3.2 模拟结果对比分析68
• 5.4 佛山市2020年生态用地的模拟与分析68-71
• 6 佛山市生态用地持续利用对策71-75
• 6.1 调整经济发展策略，优化转型产业结构71-72
• 6.2 控制建设用地规模，提高生态用地质量72
• 6.3 严格监控生态用地，规范对其开发利用72-73
• 6.4 加强生态安全控制，，实行分区分类管理73-75
• 7 结论与展望75-77
• 7.1 结论75-76
• 7.2 展望76-77
• 参考文献77-83
• 致谢83-84
• 读研期间发表的学术论文84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李浩;袁力;龚文峰;张楚翘;;基于GIS和CA-Markov模型的扎龙湿地景观变化研究[J];野生动物学报;2015年03期

2 龙花楼;刘永强;李婷婷;王静;刘爱霞;;生态用地分类初步研究[J];生态环境学报;2015年01期

3 吕添贵;吴次芳;李冠;张舟;;基于生态足迹的港口型城镇土地生态安全研究——以宁波市镇海区为例[J];水土保持通报;2014年06期

4 赖雪梅;罗伟玲;;北部湾经济区生态用地生态系统服务价值研究[J];中国国土资源经济;2014年11期

5 喻锋;李晓波;张丽君;徐卫华;符蓉;王宏;;中国生态用地研究:内涵、分类与时空格局[J];生态学报;2015年14期

6 熊丽君;赵艳佩;黄沈发;林根满;周小凡;吴昊;;基于空气负离子的生态用地健康效益评价[J];生态环境学报;2014年06期

7 符蓉;喻锋;于海跃;;国内外生态用地理论研究与实践探索[J];国土资源情报;2014年02期

8 叶长盛;冯艳芬;;基于土地利用变化的珠江三角洲生态风险评价[J];农业工程学报;2013年19期

9 乔伟峰;盛业华;方斌;王亚华;;基于转移矩阵的高度城市化区域土地利用演变信息挖掘——以江苏省苏州市为例[J];地理研究;2013年08期

10 李洪远;;基于遥感和GIS的天津滨海新区30年间生态用地变化分析[J];南水北调与水利科技;2013年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王秋香;佛山市耕地变化驱动机理及空间布局优化研究[D];南京大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 于柳媚;基于CA-Markov模型的百色市右江河谷土地利用景观格局动态模拟与预测[D];广西师范学院;2014年

2 封娇;基于CA-Markov模型的老河口市土地利用格局变化研究[D];华中师范大学;2014年

3 欧照铿;Markov约束下ANN-CA模型构建与闽侯县土地利用模拟研究[D];福建农林大学;2014年

4 张茜;基于CA-Markov模型的杭州湾南岸湿地景观格局动态模拟与预测[D];浙江大学;2013年

5 梁红;生态用地保护法律制度研究[D];中国海洋大学;2013年

6 连莲;广州市中心镇生态用地的质量评价及结构优化[D];广州大学;2013年

7 黄勇;基于CA-Markov模型的酉阳县土地利用变化及情景模拟研究[D];西南大学;2013年

8 刘瑞卿;基于CA-Markov模型的怀来县土地利用景观格局动态模拟研究[D];河北农业大学;2012年

9 郑鲁;情感语音发音机理的研究[D];山东师范大学;2011年

  本文关键词：基于CA-Markov模型的佛山市生态用地演变及其模拟，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：253958