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土地利用变化空间模拟的进展--CLUE-S模型及其应用 总被引：25，自引：1，他引：24
土地利用变化的空间模拟是进行土地利用情景分析的重要基础。本文在介绍了国际上常用的细胞自控模型(CA)、土地利用变化及效应模型(CLUE)的基础上,重点分析了小尺度土地利用变化及效应模型(CLUE-S)的方法,并以邯郸地区为例进行了案例研究。认为CLUE-S模型采取经验模型的方法,通过建立土地利用空间分配和驱动因子之间的统计关系模拟近期土地利用变化的情景。同时也考虑了不同土地利用方式之间的竞争关系,因此可以较好地模拟小尺度地区的近期土地利用变化情景;考虑到短期或近期土地利用变化的因子主要与人类的社会经济活动有关,而社会经济因子的空间化尚存在一定难度。因此,突破这一瓶颈成为CLUE-S模型发展和应用的关键;CLUE-S模型主要解决的是不同空间尺度上的土地利用空间分配问题,在土地生产潜力评价、土地利用规划等方面具有广阔的应用前景。 相似文献
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以徐州市贾汪矿区1986、1996、2006和2016年4期遥感影像为数据源,基于CLUE-S模型,在传统Logistics回归模型的基础上引入空间自相关因子形成Autologistic回归模型,选取政策、自然环境、社会经济和空间约束等因素,对贾汪矿区2016年土地利用空间分布格局进行模拟以检验精度。在此基础上对研究区2026年趋势发展、经济发展和生态保护3种情景下的土地利用空间分布格局进行了模拟。结果表明：1）Autologistic回归模型在土地利用情景模拟过程中能够更好地反映真实的土地利用格局;2）研究区2016－2026年不同情景下,建设用地在3种情景下均呈现明显的增加趋势,未利用地面积持续减少,其中经济发展情景下建设用的增幅最大,生态保护用地情景下建设用地增幅最小,在生态保护情景下,林地、耕地等生态用地受到保护,建设用地的扩展速度被抑制。
关键词：土地利用变化;CLUE-S模型;Autologistic回归模型;情景模拟;贾汪矿区 相似文献
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黄锦东 《亚热带资源与环境学报》2012,7(4):43-49
由于土地利用矛盾突出和地理位置独特,城市边缘区是中国目前土地利用变化最为剧烈的地域单元,是土地利用变化研究关注的热点区域,在土地资源的可持续利用、规划的科学制定上也具有重要意义．本研究以中国典型的亚热带城市边缘区——福州市仓山区为研究对象,引入Tietenberg资源分配模型改进目前国际上广泛应用的CLUE-S土地利用动态模拟模型的非空间需求模块,在研究区土地利用变化驱动机制分析的基础上,选择合适参数回溯了研究区2004年的土地利用现状、模拟了2020年的土地利用时空变化格局,拟合精度良好（Kappa指数为0．72）．研究结果表明：以Tietenberg资源配置模型作为CLUE—S模型的非空间需求计算方法在一定意义上是合理的,同时,模拟结果也进一步证明了城市边缘区以非农建设用地占用耕地为主的用地矛盾．在此基础上,对该区域发展合理的用地空间布局提出了针对性的建议,该方法和成果可以作为城市边缘区制定土地利用规划和发展管理政策的参考依据． 相似文献
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《亚热带资源与环境学报》2017,(3)
土地利用和覆被变化(LUCC)是全球环境变化研究的主要议题,对于环境管理领域十分重要。土地利用和覆被变化模型有助于人们更好地理解土地利用和覆被变化过程,了解人类决策对土地利用变化的影响,并对未来情景作出预测,确定环境变化的关键地点,是综合环境管理的重要工具。CLUE-S模型是一种适用于中小尺度的、动态的、空间显性的LUCC模型,能够实现基于土地利用需求分析下的全局土地利用类型的同步模拟,自2002年推出以来已在国内外多个研究区得到广泛应用。对CLUE-S模型在LUCC、环境管理、城市空间扩展等领域的应用进行了梳理,并从模型改进、模型耦合、模型尺度与模型参数研究等方面对CLUE-S模型研究进展进行探讨,认为模型存在尺度依赖性、缺乏反馈机制、人类决策因素考虑不足等问题,总结出未来研究应着重考虑开展多尺度模拟,探索CLUE-S模型与其他模型的耦合研究,加深在环境管理领域的应用。 相似文献
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不同非空间模拟方法下CLUE-S模型土地利用预测——以秦淮河流域为例 总被引：4，自引：0，他引：4
基于快速城镇化背景下秦淮河流域土地利用历史状况,选择CLUE-S模型对其2020年土地利用情况进行模拟预测。分别使用线性回归、Markov模型、灰色GM（1,1）模型预测CLUE-S模型非空间模块的土地利用需求量,再嵌入CLUE-S中得到3种预测结果,对预测结果进行比较。另外设定“自然发展”情景与考虑规划政策影响的“优化格局”情景,模拟2020年不同情景下秦淮河流域土地利用格局情况,并进行景观格局分析。结果表明：线性回归模型、Markov模型、灰色GM（1,1）模型的Kappa指数分别为0.866、0.849、0.867,3种方法均满足模型精度要求;自然发展情景中2020年水域、水田、林地、城镇用地、旱地面积相对于2010年分别变化21.5%、-15.3%、-9.0%、51.5%、-28.9%,而优化格局情景下水域、水田、林地、城镇用地、旱地面积分别变化3.1%、-1.6%、10.8%、6.3%、-10.6%,相比于自然发展情景,优化情景土地利用状况更符合保护基本农田、增加生态用地连通性、提高雨水下渗能力以及缓解城市热岛效应的要求,为后期土地利用规划提供了依据。 相似文献
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北京市土地利用空间格局演化模拟及预测 总被引：5，自引：2，他引：3
土地利用空间格局的演化模拟可定量地从空间尺度揭示区域土地利用变化的驱动因素,是厘清未来时期内土地变化的重要途径。基于CLUE-S模型,以北京市为研究案例,结合1985、2000和2010年三期土地利用数据,运用Logistic逐步回归方法识别了北京市各种土地利用类型演化的驱动因素,对北京市土地利用空间格局进行模拟。在此基础上,基于北京市社会经济发展、土地利用规划、资源禀赋及生态保护等不同情景,对北京市2020年土地利用空间分布格局进行模拟及预测。结果表明：①不同的时期内,驱动因子对不同土地利用类型的影响呈现差异性,其中交通因素及社会经济因素对土地利用类型的转化率影响较显著,坡度对各个土地利用类型的影响较大。②通过对2010年北京市土地利用变化的模拟结果来看,Kappa指数为87.03%,说明预测结果与实际土地利用情况有较好的一致性。③预测结果显示,北京市的城市发展均表现为继续向外扩展,且以东南、东北为主要扩展方向,但扩张的程度存在差异。 相似文献
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基于邻域相关的漓江流域土地利用多情景模拟与景观格局变化 总被引：4，自引：0，他引：4
建模和情景分析是土地利用变化研究的核心内容。选择旅游业高速发展的漓江流域为研究区,利用基于邻域相关构建空间权重的Auto-logistic 模型代替传统的Logistic 回归,构建CLUE-S 模型,对研究区2020 年土地利用格局进行多情景模拟,并通过景观格局指数对比分析不同发展情景下的景观格局特征。结果表明：① 利用邻域相关构建空间权重的Auto-logistic模型在预测土地空间分布概率方面较传统的Logistic 模型具有更好的预测能力;② 建设用地和草地高度破碎化、水域面积不稳定是漓江流域景观脆弱性的主要来源;③ 旅游地发展需要稳定、多样的景观格局。一方面要合理控制人为活动主导的用地类型对景观格局的冲击,另一方面应兼顾景观多样性,实现用地在社会经济和生态环境之间的协调。 相似文献
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受经济快速发展和石漠化日益严重的影响,喀斯特区域土地利用发生了显著的变化。为探究喀斯特区域未来土地利用动态变化及空间分布,本文选取喀斯特土地退化和石漠化严重的贵州省六盘水市为研究对象,基于该区域1990年、2000年和2010年三期土地利用现状数据,借助ARCGIS和SPSS18.0软件分析了研究区土地利用动态变化和各驱动因素对土地利用变化的影响机制,结合Markov模型和DLS模型模拟了该区域2030年在自然增长、土地优化、经济发展和生态保护四种不同情景下的土地利用空间分布。结果表明:(1)2000年以后,人类对土地资源的开发利用强度和速率明显增大,对土地利用变化的影响程度也迅速增加,主要表现在林地、建设用地和水域面积大幅度增加和耕地面积减少。(2)以2000-2010年的土地利用现状数据为基础,利用Markov模型预测未来不同情景下的土地利用需求数据,然后输入DLS模型得到不同情景下土地利用空间格局变化,结果显示:林地和建设用地面积有不同幅度的增加,主要归因于耕地和草地面积的减小,这将是未来该区域土地利用变化的趋势。(3)验证Logistic回归精度的ROC曲线面积值均大于0.7,Kappa值达96.1%,说明模型对于研究区具有良好的适用性,为该区域后期土地资源的合理分配和更好的发展规划提供了一定的参考。 相似文献
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CLUE-S模型原理与结构及其应用进展 总被引：9，自引：0，他引：9
空间模型是土地利用/土地覆被变化研究的重要内容和方法,CLUE-S模型是这类模型中应用较多的一种.该文分析了CLUE-S模型的运行原理和结构组成,指出:CLUE-S模型运用系统论的方法处理不同土地利用类型间的竞争关系,在综合考虑诸多限制因素和转换规则的前提下,通过反复迭代运算,把土地利用变化类型逐步分配到一定的空间单元中,将模拟结果精确直观地反映到空间位置,是一个较好的土地利用变化空间模拟模型.在此基础上,系统阐述了模型5个组成模块的机理结构和6个参数文件的特征,并对参数内涵和设置规则进行了介绍.最后概述了CLUE-S模型在国内外的应用进展,分析了CLUE-S模型的应用前景和领域及模型的不足之处. 相似文献
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基于多目标决策和CA 模型的土地利用变化 预测模型及其应用 总被引：17，自引：1，他引：16
结合宏观用地总体需求与微观土地利用适宜性, 集成灰色预测模型、多目标决策模型、 元胞自动机模型、地理信息系统技术方法, 建立了GCMG 土地利用变化预测模型。GCMG 模型包括非空间和空间2 个模块, 非空间模块侧重依据宏观社会经济发展趋势预测研究区未 来的总体用地需求变化, 而空间模块集成多目标决策模型、元胞自动机、地理信息系统等技 术方法实现了基于土地适宜性的土地利用空间配置。运用该模型对龙海市2000-2010 年土地 利用变化进行了情景模拟, 结果表明园地和建设用地是该区域内变化最为显著的用地类型, 基本农田保护政策严格实施与否将对龙海市未来土地利用变化产生深远的影响。GCMG 模型 在龙海市的应用实例表明, 该模型将土地利用系统作为一个整体, 兼顾到区域宏观水平上的 土地利用需求与局部尺度上的土地利用适宜性, 能够较好地同时模拟不同土地利用类型以及 不同人类决策情景下的土地利用转换概率, 因而可为理解土地利用多尺度复杂系统提供一定 的帮助。 相似文献
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Simulation of future land-use scenarios in the Three Gorges Reservoir Region under the effects of multiple factors 总被引：1，自引：1，他引：0
Model simulation and scenario change analysis are the core contents of the future land-use change (LUC) study. In this paper, land use status data of the Three Gorges Reservoir Region (TGRR) in 1990 was used as base data. The relationship between driving factors and land-use change was analyzed by using binary logistic stepwise regression analysis, based on which land use in 2010 was simulated by CLUE-S model. After the inspection and determination of main parameters impacting on driving factors of land use in the TGRR, land use of this region in 2030 was simulated based on four scenarios, including natural growth, food security, migration-related construction and ecological conservation. The results were shown as follows: (1) The areas under ROC curves of land-use types (LUTs) were both greater than 0.8 under the analysis and inspection of binary logistic model. These LUTs include paddy field, dryland, woodland, grassland, construction land and water area. Therefore, it has a strong interpretation ability of driving factors on land use, which can be used in the estimation of land use probability distribution. (2) The Kappa coefficients, verified from the result of land-use simulation in 2010, were shown of paddy field 0.9, dryland 0.95, woodland 0.97, grassland 0.84, construction land 0.85 and water area 0.77. So the results of simulation could meet the needs of future simulation and prediction. (3) The results of multi-scenario simulation showed a spatial competitive relationship between different LUTs, and an influence on food security, migration-related construction and ecological conservation in the TGRR, including some land use actions such as the large-scale conversion from paddy field to dryland, the occupation on cultivated land, woodland and grassland for rapid expansion of construction land, the reclamation of woodland and grassland into cultivated land, returning steep sloping farmland back into woodland and grassland. Therefore, it is necessary to balance the needs of various aspects in land use optimization, to achieve the coordination between socio-economy and ecological environment. 相似文献
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Model simulation and scenario change analysis are the core contents of the future land-use change(LUC) study. In this paper, land use status data of the Three Gorges Reservoir Region(TGRR) in 1990 was used as base data. The relationship between driving factors and land-use change was analyzed by using binary logistic stepwise regression analysis, based on which land use in 2010 was simulated by CLUE-S model. After the inspection and determination of main parameters impacting on driving factors of land use in the TGRR, land use of this region in 2030 was simulated based on four scenarios, including natural growth, food security, migration-related construction and ecological conservation. The results were shown as follows:(1) The areas under ROC curves of land-use types(LUTs) were both greater than 0.8 under the analysis and inspection of binary logistic model. These LUTs include paddy field, dryland, woodland, grassland, construction land and water area. Therefore, it has a strong interpretation ability of driving factors on land use, which can be used in the estimation of land use probability distribution.(2) The Kappa coefficients, verified from the result of land-use simulation in 2010, were shown of paddy field 0.9, dryland 0.95, woodland 0.97, grassland 0.84, construction land 0.85 and water area 0.77. So the results of simulation could meet the needs of future simulation and prediction.(3) The results of multi-scenario simulation showed a spatial competitive relationship between different LUTs, and an influence on food security, migration-related construction and ecological conservation in the TGRR, including some land use actions such as the large-scale conversion from paddy field to dryland, the occupation on cultivated land, woodland and grassland for rapid expansion of construction land, the reclamation of woodland and grassland into cultivated land, returning steep sloping farmland back into woodland and grassland. Therefore, it is necessary to balance the needs of various aspects in land use optimization, to achieve the coordination between socio-economy and ecological environment. 相似文献
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北宋中期耕地面积及其空间分布格局重建 总被引：12，自引：2，他引：10
以北宋暖期为研究时段,依据历史文献中有关“田亩”与“户额”的记载资料,通过对赋役、户籍、土地等制度的考证,订正了北宋中期各路耕地面积和府级人口数量;并以地面坡度、海拔高程和人口密度作为影响土地宜垦程度的主导因子,网格化重建了北宋中期境内耕地空间分布格局(60 km×60 km)。结果表明：(1) 北宋中期境内耕地约7.2 亿亩,北方占40.1%,南方占59.9%;人口数量为8720 万人,北方占38.7%,南方占61.3%;境内土地垦殖率为16.6%,人均耕地面积为8.2 亩。(2) 垦殖率较大的地区主要分布在黄淮海平原、长江中下游平原、关中平原、两湖平原以及四川盆地等,其垦殖率基本在40%以上;而岭南、西南(除成都平原外)、东南沿海和山陕黄土高原等地区垦殖率较低,其垦殖率大多小于20%。(3) 耕地分布在不同海拔高度和坡度上存在明显差异,其中低海拔(< 250m)、中海拔(250~1000 m) 和高海拔(1000~3500 m) 地区的耕地分别为4.43、2.15 和0.64 亿亩,其相应平均垦殖率为27.5%、12.6%和7.2%;而平耕地(≤ 2°)、缓坡耕地(2°~6°)、坡耕地(6°~15°) 和陡坡耕地(>15°) 的面积分别为1.16、4.56、1.44 和0.02 亿亩,其平均垦殖率分别为34.6%、20.7%、8.5%和2.3%。 相似文献
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土地利用动态模拟模型的构建及其应用——以北京市海淀区为例 总被引：43，自引：1，他引：42
CLUE-S模型是一个基于经验统计原理的模拟多土地利用类型空间变化的动态模拟模型,它在世界多个国家和地区的区域尺度农业、森林为主的土地利用变化模拟中得到应用。作者对CLUE-S模型进行了改进,改进后的模型 (CLUE-SII) 引入了动态计算的邻域分析因子,可以对土地利用变化中的自发过程、自组织过程和土地利用类型间的竞争进行模拟,还可以根据研究区域特点构建不同的模拟方案,在这些模拟方案中,局地因子和邻域因子在土地利用变化中的作用方式不同。应用CLUE-SII对北京市海淀区1991~2001年土地利用变化进行了多方案模拟,结果表明邻域因子对城镇用地变化具有重要作用,其中将邻域因子看作自发过程放大因子的模拟方案获得了较好的模拟结果,整图符合比达到77%,其中城镇用地符合比达到82%,Kappa值达到0.754。CLUE-SII在北京市海淀区的应用实例表明,该模型可以对高分辨率和多土地利用类型下的城市扩展进行有效模拟,扩展了CLUE-S的应用领域;通过构建多模拟方案,不但可以探索最佳的模拟结果,还可以研究和分析不同土地利用驱动因子在土地利用变化中的作用模式。 相似文献
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大渡河上游地区土地利用动态模拟分析 总被引：50，自引：9，他引：41
基于1967、1987和2000年三期遥感数据和1:25万数字高程模型,通过Logistic逐步回归分析,在地形、海拔、水系、道路交通、城镇和居民点分布等多种自然地理和社会经济因素中,筛选出不同时期对大渡河上游地区主要土地利用类型空间分布及其变化具有决定作用的驱动因子,并生成相应的土地利用空间分布概率适宜图,然后采用CLUE-S模型,模拟分析了1987年和2000年两个时点上金川、壤塘和马尔康三县18665 km2范围内的土地利用状况。用当年的现状图检验对比的结果表明,模拟取得了较为理想的结果,Kappa值分别达到0.86和0.89。在此基础上,针对三种政策情景,应用相同模型模拟预测了研究地区2010年时的土地利用时空变化。 相似文献