区域地貌自动分类与土地利用格局分析
文献类型：学位论文
| 作者 | 张永民 |
| 答辩日期 | 2005-07 |
| 文献子类 | 博士后出站报告 |
| 授予单位 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 周成虎 |
| 关键词 | 地貌形态类型 DEM TM 影像 张北县 沽源县 1:10 000 比例尺 土地利用调查 遥感 土地利用与土地覆盖变化 研究现状 模型 土地利用格局 空间模拟 Logistic 回归模型 Logistic尺度 |
| 学位名称 | 博士后 |
| 学位专业 | 地图学与地理信息系统 |
| 英文摘要 | 自20 世纪80 年代以来，随着计算机技术、数字影像技术、地理信息系统技术及其商业软件的迅速发展，基于计算机的地貌分类与制图已经取得了显著的进展。但是，以往的计算机地貌分类与制图方法主要有2 种，一是根据航空像片或者遥感影像进行目视数字化，另一种方法就是根据DEM 数据进行计算提取。运用第一种方法时，由于个人理解与视觉判断等方面的差异，对于同一种地貌类型，不同的人数字化的边界可能会存在一定的差别，从而给以后的使用造成不便。运用第二种方法时，由于受DEM 数据精度、计算机算法、以及地貌自身复杂性的限制，对区域地貌自动分类的结果往往不够详细，不能满足高精度分类的要求。例如，对于河谷平原与开阔平原来讲，单纯依靠DEM 数据就很难划分精确。针对以上问题，在以上两种方法的基础上，本文介绍了一种对区域基本地貌形态类型进行计算机自动分类的新方法。它通过使用标志线在影像上对特殊地貌单元进行标示和数字化的方法，把TM 影像中的地貌信息和从DEM 中提取出来的地貌信息结合起来，从而可以划分出更加详细的地貌形态类型。运用这一方法，本文对张北县和沽源县的基本地貌形态类型进行了自动分类。划分出的地貌类型包括台地、河谷平原、开阔平原、丘陵、低山和中山共6 大类。最后，根据模糊集理论和熵的概念，本文还对以上基本地貌形态类型的最终划分结果进行了精度评价。 基于SPOT-5 2.5 m高分辨率遥感影像等数据资料，本文探讨了开展大比例尺土地利用遥感调查的技术路线，进行了张北县大比例尺土地利用遥感调查的试验研究。调查结果表明：2002 年张北县土地总面积为424425.36 hm2，共包括37种土地利用类型，总图斑数是57193。其中，旱地、天然草地和有林地分别占全县土地总面积的43.77％、26.31％和7.76％，是该县的主要土地利用类型。与同期1：5 万土地利用调查相比，本次1：1 万大比例尺土地利用调查得到的结果更为精确，得到了荒草地、裸土地、裸岩石砾地和苇地等在1：5 万土地利用调查中所不能表达的零碎图斑，说明与以往调查相比，该调查结果可以为土地管理决策和进一步的科学研究提供更为准确的信息支持，证明本文设计的应用高分辨率遥感影像进行1：1 万土地利用调查的技术路线是正确的，对于今后类似的土地利用调查具有一定的指导意义。但是，通过该试验研究得知，目前试行的《全国土地分类》还不甚完善，为满足大比例尺土地利用遥感调查的要求，《全国土地分类》仍须进一步修订。 自20 世纪90 年代，国际科学联盟组织的“国际地圈与生物圈计划”（IGBP）和国际社会科学联盟组织的“全球环境变化人文计划”（IHDP）共同发起“土地利用/土地覆盖变化”（LUCC）核心研究项目以来，迄今，国际学术界在土地利用与土地覆盖变化研究方面已经取得了显著的进展。在广泛阅读国内外大量研究文献的基础上，本文分别从以下4 个方面对土地利用与土地覆盖变化的研究现状进行了评述和分析：① 对土地利用与土地覆盖变化过程的认识；② 对土地利用与土地覆盖变化过程的测度；③ 对土地利用与土地覆盖变化驱动力的分析；④土地利用与土地覆盖变化模型的构建。在此基础上文章最后指出，今后的土地利用与土地覆盖变化研究应该在以下4 个方面加强研究的力度：① 土地利用系统的多尺度特征；② 土地利用与土地覆盖变化中的空间相互作用与邻位效应；③土地利用与土地覆盖变化的时间轨迹；④ 土地利用与土地覆盖变化研究论题与研究方法的创新。 研究土地利用空间格局与其决定因素之间的相互关系，对于探索未来的土地利用变化趋势，从而制定可持续的土地利用规划具有重要意义。基于地形、河流、湖泊、道路，以及城镇和农村居民点等方面的空间数据，本文运用Logistic回归模型对河北省沽源县耕地、林地和草地的空间分布格局进行了模拟。为了分析土地利用格局模拟过程中的尺度相关性特征，作者分别在100 m × 100 m，250m × 250 m，500 m × 500 m，750 m × 750 m 和1000 m × 1000 m 共 5 个空间模拟单位的基础上构建了相应的土地利用格局模拟模型。结果显示：在不同的模拟尺度上，土地利用格局模拟模型的变量数目与变量系数都存在一定的差异，表明土地利用格局与其决定因素之间的关系包含一定的尺度相关性特征。比较不同模拟尺度上模型的拟合优度，发现当模拟尺度为500 m 时，耕地、林地和草地格局模拟模型的拟合优度均达到最高（ROC 值分别为0.745，0.738 和0.714）。研究结果揭示了沽源县土地利用格局形成与演变的重要决定因素，这为进一步研究该县未来的土地利用动态变化情景奠定了基础。此外，研究结果也可以为沽源县及其相似地区的土地利用规划决策提供科学依据。 地形特征、农村居民点，以及道路等是决定丘陵与山区土地利用格局形成与演变的重要因素。以坡度、坡向、起伏度、地表粗糙度、海拔、距最近居民点的距离，以及距最近道路的距离这7 个变量为解释变量，以土地利用类型为目标变量；通过构建空间Logistic 回归方程，本文对沽源县丰元店乡的旱地、有林地、其它林地、天然草地、改良与人工草地、未利用地，以及其它土地共7 种土地利用类型的空间分布格局进行了多尺度模拟与分析（包括50m × 50m 和100m ×100m 这2 种空间粒度）。结果表明，所构建的Logistic 回归模型对土地利用空间分布格局具有较好的诊断作用。在模型的尺度相关性方面，与50m × 50m 网格上的模型相比，当网格为100m × 100m 时，旱地、有林地、天然草地、改良与人工草地地这4 种土地利用格局的Logistic 回归模型的显著性有所上升，但是其它林地、未利用地与其它土地这3 种土地利用格局模拟方程的显著性有所下降。这一研究结果可以为揭示研究地区土地利用格局形成与演变的决定因素及其尺度相关性特征，进而构建精确的土地利用变化模型提供科学依据。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-12-16 |
| 页码 | 76 |
| 源URL | [http://192.168.22.105/handle/311030/324]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张永民. 区域地貌自动分类与土地利用格局分析[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院地理科学与资源研究所. 2005. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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