基于CLUE-S模型的土地利用/覆被变化及动态模拟研究——以临沂市为例

摘要

土地利用/覆被变化（LUCC）是当前世界乃至全球范围内土地利用变化及其响应领域的学者们探讨的焦点。采用3S（RS、GIS、GPS）科学方法结合有关预测的数学模型等模拟和预测研究区未来某段时间将会出现的土地利用格局，对政府及相关部门制定土地政策、安排工农业用地有一定借鉴意义。
　　本研究选择山东省临沂市为研究区，利用Landsat TM/OLI影像为基础，分类得到2001、2007和2016年三期土地利用分布图；然后从三个不同方面探讨临沂市15年土地利用分布变化特点和规律；最后设定四种不同情景模式，运用CLUE-S模型分别预测了2025年临沂市的土地利用格局。
　　本文的研究成果主要包括以下方面：
　　（1）在数据预处理的基础上，结合线性光谱混合模型和最大似然法分类得到2001、2007和2016年三期土地利用类型图。首先对卫星影像进行预处理，通过对研究区的实地调查与样本采集，建立研究区地物光谱库，运用线性光谱混合模型结合最大似然法对三期卫星遥感影像分类。
　　（2）临沂市2001-2016年土地利用变化特征分析。以分类解译获得的土地利用图为基础，分别从数量结构、地类转移和主要土地利用类型时空变化等三个方面分析临沂市15年内变化过程及规律。
　　（3）临沂市土地利用变化驱动因子的确定与最佳模拟尺度的选择。本研究共选择10个因子，采用8个尺度进行Logistic回归分析，得到不同尺度上的回归分析参数和ROC曲线，对比分析得到最佳模拟尺度为240×240 m。
　　（4）构建CLUE-S模型，预测临沂市未来的土地利用格局，并对其预测精度验证。运用2001、2007年数据模拟2007、2016年地类变化情况，得到Kappa系数为0.8064、0.8341，说明CLUE-S模型的预测精度满足临沂市地类变化预测。
　　（5）临沂市土地利用变化情景模拟与分析。在2016年解译数据的基础上，分别模拟了自然增长、生态保护、经济发展和耕地保护四种情景下2025年临沂市未来格局。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容及技术路线

1.4 论文组织结构

2 研究区概况与数据预处理

2.1 地理区位

2.2 自然地理概况

2.3 社会经济概况

2.4 数据来源及预处理

2.5 本章小结

3 基于混合像元分解的研究区地表覆盖分类

3.1 混合像元分解概述

3.2 研究区端元的选择

3.3 研究区混合像元分解

3.4 研究区地表覆盖分类

3.5 本章小结

4 土地利用变化分析

4.1 数量结构变化

4.2 地类转移变化

4.3 主要土地利用类型时空变化

4.4 本章小结

5 基于CLUE-S模型的土地利用变化模拟

5.1 CLUE-S模型概述

5.2 目标年土地需求计算

5.3 驱动因子的选取与空间化表达

5.4 Logistic回归分析与最佳模拟尺度选择

5.5 CLUE-S模型参数文件设置

5.6 模拟实验与验证

5.7 未来情景模拟与分析

5.8 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间主要成果