基于gis的土地利用动态变化研究

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1、分类号：P208密级：公开UDC：单位代码：10424学位论文基于GIS的土地利用动态变化研究鲍文东申请学位级别：博士学位专业名称：大地测量学与测量工程指导教师姓名：靳奉祥职称：教授山东科技大学二零零七年六月论文题目：基于GIS的土地利用动态变化研究作者姓名：鲍文东入学时间：2003年9月专业名称：大地测量学与测量工程研究方向：地理信息系统及应用指导教师：靳奉祥职称：教授论文提交日期：2007年5月日论文答辩日期：2007年6月日授予学位日期：STUDYONLANDUSEDYNAMICCHANGEBASEDON

2、GISADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofDOCTOROFPHILOSOPHYfromShandongUniversityofScienceandTechnologybyBaoWendongSupervisor:ProfessorJinFengxiangGeo-informationScience&EngineeringCollegeJune2007声明本人呈交给山东科技大学的这篇博士学位论文，除了所列参考文献和世所公

3、认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。博士生签名：日期：年月AFFIRMATIONIdeclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofDoctorofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge.T

4、hedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute.Signature:山东科技大学博士学位论文摘要摘要土地利用/覆被变化（简称LUCC）是当前全球环境变化研究领域的前沿课题，而开展典型地区的案例研究是认识全球变化的重要途径。我国正经历着一场前所未有的城市化浪潮，快速城市化背景下的大规模土地利用/覆被变化已经成为一种典型的人地系统相互作用过程。本文选择东部沿海发达城市-济南市作为研究区，构建了基于光谱特征和地学辅助知识

5、的决策树信息提取模型，提高了LandsatTM遥感数据分类的精确度和可靠性，并建立了三期土地利用时空数据库；综合地理学、景观生态学、统计学、分形理论、数据挖掘、土地评价学等多种方法，集成一系列模型，采用定性与定量相结合的手段，从中、小两个尺度、不同侧面系统研究和分析了土地利用动态变化的特征、机制、过程、趋势与规律，不仅可为该区域的土地资源管理和利用提供决策依据，也可为国内其它经济发达地区的同类研究提供借鉴。中尺度宏观过程研究中，以“时间过程”与“空间格局”为主线，采用动态度、综合程度指数，空间洛伦茨曲线、转移矩

6、阵、景观指数、半变异函数、分形维数等模型，对土地利用时空变化进行了深入剖析；小尺度微观过程研究，选取经十路一线为特定研究区，基于地学信息图谱和地类邻接度指数模型，揭示和凸显了城市扩张占用耕地的特征和规律。将定性分析和定量计算相结合，采用缓冲区分析、主成分分析、岭回归分析、BP神经网络、典型相关分析等方法对土地利用变化驱动力进行了系统的研究，揭示了驱动因素在不同时空尺度和区域背景条件下的多样性以及空间联系的复杂性。基于小尺度典型城市边缘区，分别采用“自上而下”和“自下而上”模式思路，构建了“典型相关+逻辑回归+C

7、LUE-S”耦合模型和“MARKOV+多评价规则+CA”耦合模型，并成功运用到历城区的实证研究中，重建了土地利用空间格局的动态演变过程，并对未来土地的空间结构动态发展进行了预测,加深了对土地利用空间扩展过程和规律的理解与认知，为小尺度区域土地利用规划和宏观调控提供了可操作性的思路和模式。鉴于耕地保护和粮食安全的严峻形势，提出了基于GIS技术的耕地质量自动化评价流程和方法，研发了“耕地分等信息系统”，完成了海量数据的空间计算和处理。在耕地分等的基础上，将综合评价算法模型移植到基本农田空间配置过程中，并基于松散耦合

8、模式，开发了耕地入选基本农田决策系统，实现了基本农田空间配置的自动化，为土地利用规划的编制和耕地、基本农田的保护提供了科学的依据，具有较强的技术可行性和现实意义。本文的研究内容结合“信息模式识别理论研究及其在地学中的应用”（40074001）和“多元数据的模式信息研究及其在测量中的应用”（40574001）国家自然科学基金项目、国土资源部“山东省土地利用基础图件更新和信息系统建设”和“