基于CLUSE-S模型的南水北调情景下LUCC预测研究——以江汉流域中下游(湖北省境内)为例

摘要

LUCC研究是全球环境变化研究的重要组成部分，也是深入研究环境变化的基础，因而LUCC研究引起了学术界的普遍关注。汉江流域中下游人口密集，人类活动集中且强度大，是人类活动较活跃区域之一，是研究LUCC的理想实验区。LUCC是自然因素与社会经济因素共同驱动的结果。南水北调中线工程的建设即将完成，其运行调水后必然引起汉江流域中下游地区可用水资源量的变化，进而导致区域土地利用/土地覆盖发生变化。本文基于CLUE-S模型预测了在调水与不调水情景下2011-2030年期间研究区土地利用/土地覆盖变化情况，本项研究对于相关部门制定区域水资源分配策略及土地利用规划有一定的参考意义。
　　本研究以汉江流域中下游（湖北省境内）为例，基于研究区2010年统计资料，LandsatTM影像，DEM，交通、水系、人口等常规地图，使用ERDAS9.2，ArcGIS9.3，IBMSPSSStatistics21等软件，运用CLUE-S模型，预测了研究区在南水北调情景下未来20年的土地利用的时空变化。本研究的主要成果如下:
　　(1)根据6景TM影像拼接成本研究区范围的影像，结合研究区前期的研究成果及实际情况，运用ERDAS9.2与ArcGIS9.3软件，提取了研究区的土地利用类型信息，输出了研究区2010年的土地利用图。
　　(2)运用ArcGIS9.3，将研究区的交通、水系、人口等常规地图矢量化，得到了相对应的矢量图层，并将其栅格化后(1km×1km))计算了栅格中心点到河流、道路的直线距离，生成了模型所需的驱动力因子文件。
　　(3)运用SPSS软件，采用逻辑斯蒂回归分析方法，统计分析了研究区土地利用变化与各驱动因子间的线性关系，得到了6种土地利用类型的逻辑回归方程，揭示了驱动因子与土地利用变化的线性关系。结果显示，耕地的利用变化主要由海拔、坡度与人口密度驱动因子决定，林地的利用变化主要由坡向、海拔、坡度、人口因子决定，建设用地的利用变化由海拔与人口密度因子决定，水域的利用变化由与道路的距离、与河流的距离及人口密度因子决定，草地的利用变化主要由海拔、坡度及人口密度因子决定，未利用地的利用变化主要由坡度与人口密度因子决定。
　　(4)基于CLUE-S模型，预测了研究区在不同情景下未来20年的土地利用变化情况，结果表明:在两种情景下，耕地与建设用地面积均呈增加趋势，林地、未利用地面积均呈减小趋势;其次调水将使得耕地面积增加幅度变小，南水北调中线工程会限制耕地的发展，进而影响研究区农业的发展。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究背景

1．2 研究意义

1．3 国内外研究进展

1．3．1 国外研究进展

1．3．2 国内研究进展

1．4 研究内容与技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 技术路线

2 理论与方法模型

2．1 LUCC

2．1．1 LUCC概念

2．1．2 LUCC研究的理论基础

2．2 CLUE-S模型

2．2．1 CLUE-S模型组成

2．2．2 CLUE-S预测步骤

2．2．3 输入文件及参数要求说明

2．2．4 模型转化规则设置

2．2．5 预测精度检验

3 数据来源与处理

3．1 研究区概况

3．1．1 研究区范围

3．1．2 水资源概况

3．1．3 社会经济概况

3．1．4 土地利用变化

3．2 数据来源与数据处理

3．2．1 数据来源

3．2．2 数据处理

4 南水北调下LUCC的预测研究

4．1 Logistic回归分析

4．1．1 回归分析过程

4．1．2 回归方程

4．1．3 回归分析的ROC检验

4．2 土地需求预测

4．2．1 目标函数

4．2．2 约束条件

4．2．3 两种不同情景条件的设置

4．3 输入的参数文件

4．4 结果输出

4．4．1 不同情景下各年份的土地利用图

4．4．2 不同情景下预测的各类型面积

5 结果分析与讨论

5．1 预测结果分析

5．1．1 不同情景下各土地利用类型的面积变化

5．1．2 土地利用结构变化

5．2 讨论

6 结论

参考文献

个人简介

致谢