基于约束性CA模型的成都市青白江区乡村产业空间布局优化研究

摘要

随着乡村生产力的解放，乡村的变化是日新月异，乡村环境得到了明显的改善，农民的收入得到了稳步的提升。但是，乡村的发展还是存在着发展不均衡，发展缓慢的问题，2008年国家颁布乡村振兴策略旨在振兴乡村的发展。乡村振兴最重要的是产业兴旺，本文从产业土地利用的视角，运用约束性CA模型对成都市青白江乡村地区的产业用地进行预测模拟，旨在模拟出未来青白江区产业用地的布局情况，找出产业用地布局的特点和分布的规律，在现有的产业空间形态的基础上，提出青白江乡村地区产业空间布局优化的思路和建议。　　本文以成都市青白江区2010年和2015年的土地利用现状遥感数据作为研究对象。首先通过对乡村产业空间的属性和特征进行分析得出产业布局与产业空间和产业用地之间的关系，基于约束性CA模型中的约束条件和影响因子，对乡村产业用地的影响因子进行分类和特点分析，并由此选取2个约束条件和9个影响因子；先通过对两期土地利用现状数据的分析，得出期间青白江区土地利用类型的转移面积矩阵和转移概率矩阵；然后综合分析约束性CA模型的构建特点和构建的要素，将文章开头选取的约束条件和约束因子进行权重的赋值，得出约束条件和影响因子的权重属性表，并借由软件Arcgis10.2进行数据转化和软件IDRISISelva进行数据处理，再利用IDRISISelva软件中的MCE模块将模型进行运行，利用2010年的土地利用遥感数据进行预测用于模型精度的校正，使用Kappa系数对于精度进行检验，最终检验模型精度合格，并在2015年的数据基础上预测青白江2025年的土地利用情况进行模拟，指出青白江产业用地的特征和布局的趋势，借此提出青白江乡村地区的产业空间布局优化策略和产业空间布局优化的思路。　　本文主要的研究结论如下：　　(1)通过对于乡村产业空间与乡村产业用地的分析，得出乡村产业空间的各类影响因子，其中自然、经济、社会三个大类、区位、自然等4个中类，地形地貌、水文条件等11个小类包括及整体性、多样性、动态性和空间规模的相关性的特点，并将其作为约束性CA模型的约束性条件和影响因子。　　(2)通过对青白江区2010年和2015年的两期土地利用现状遥感数据的分析比较，得出了青白江区2010年至2015年的土地变化情况，耕地剧烈减少，建设用地和产业用地大幅增加。并由此得出青白江区2010年至2015年的土地利用类型的面积转移矩阵和概率转移矩阵。　　(3)通过对青白江区2010年土地利用遥感数据与各类因子的影响面积进行叠加，确定了9个影响因子的权重，并生成权重属性表，进一步建立约束性CA模型　　(4)基于青白江区两期遥感数据的分析比较，在2010年的土地利用遥感数据的基础上进行模型的试运行和精度的校准，利用模拟的2015年的土地利用数据和2015年实际的土地遥感数据进行分析，等到模型精度Kappa系数满足精度要求，进而通过模型，在2015年的数据的基础上模拟获取青白江2025年的土地利用数据，通过分析比较，得出了青白江区的产业空间布局的优化思路和方法，并由此提出乡村产业空间的布局的具体建议——第一产业的集中化发展、建立空间发展走廊；二三产业的城乡融合发展单元模式，根据不同的产业类型制定了不同的发展建议。

目录

声明

第 1 章绪论

1.1 研究背景

1.2 研究目的和意义

1.2.1 研究目的

1.2.2 研究意义

1.3 研究体系设计

1.3.1 研究对象

1.3.2 研究内容

1.3.3 研究方法

1.3.4 研究框架

1.4 研究的创新点

第 2 章相关理论与研究综述

2.1 相关概念界定

2.1.1 乡村产业空间

2.1.2 约束性元胞自动机（CA）模型

2.2 国内外相关研究综述

2.2.1 国内相关研究进展

2.2.2 国外研究动态

2.2.3 国内外研究动态述评

2.3 本章小结

第 3 章乡村产业空间中土地利用变化影响分析

3.1 乡村产业空间布局与乡村土地利用

3.1.1 乡村产业空间布局

3.1.2 乡村土地利用

3.1.3 乡村产业空间布局与土地利用变化

3.2 乡村产业土地利用变化影响因子分析

3.2.1 乡村土地利用变化影响因子分类

3.2.2 乡村土地利用影响因子特点

3.3 约束性CA 模型中土地利用变化影响因子的选择

3.3.1 约束性条件

3.3.2 影响因子

3.4 本章小结

第 4 章乡村土地利用约束性元胞自动机模型构建

4.1 乡村土地利用约束性元胞自动机的构建

4.1.1 约束性CA 模型中的元胞、元胞空间和元胞状态的定义

4.1.2 乡村土地利用约束性中的元胞变化时间

4.1.3 乡村土地利用约束性中的元胞邻域作用

4.1.4 乡村土地利用约束性元胞自动机的转换规则

4.1.5 约束性CA 模型构建流程

4.2 土地利用类型之间的面积转移矩阵

4.2.1 土地利用类型面积转移矩阵

4.2.2 土地利用类型转化概率矩阵

4.3 多准则评价（Multi-criteria evaluation）分析模块

4.3.1 约束条件和因子选择

4.3.2 约束条件和因子的重赋值

4.3.3 权重线性合并法

4.4 约束性CA 模型预测模拟

4.4.1约束性CA模型运行

4.4.2模型预测精度校正

4.4.3模拟结果

4.5 本章小结

第 5 章青白江区乡村地区土地利用变化模拟

5.1 青白江区乡村地区概况

5.1.1 青白江区乡村地区发展现状

5.1.2 青白江区乡村地区产业发展现状

5.1.3 青白江区乡村地区产业用地现状

5.2 青白江区乡村地区土地利用变化模拟

5.2.1 土地利用总体模拟情况

5.2.2 第一产业用地模拟情况

5.2.3 第二、三产业用地模拟情况

5.3 基于土地利用的产业空间布局思路

5.3.1 青白江乡村地区第一产业空间布局建议

5.3.2 青白江乡村地区二三产业空间布局建议

5.3.3 青白江产业乡村地区空间布局建议

5.4 本章小结

第六章结论与展望

6.1 结论

6.2 不足之处与展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的学术论文及科研成果