土地利用空间格局刻画方法及其在中国的应用

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1、＿狀穿ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓｙ博士学位论文土地利用空间格局刻画方法及其在中国的应用作者姓名：鞠洪润指导教师：张增祥研究员中国科学院遥感与数字地球研究所左丽君副研究员中国科学院遥感与数字地球研究所学位类别：理学博士学科专业：地图学与地理信息系统研宄所：中国科学院遥感与数字地球研究所２０１８年６月ＭｅｔｈｏｄｏｎＤｅｓｃｒｉｂｉｎｇｔｈｅＳｐａｔｉａｌＰａｔｔｅｒｎｏｆＬａｎｄＵｓｅａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ

2、ｉｎＣｈｉｎａＡｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｓｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓｙｙｉｎａｒｔｉａｌｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｐｑｆｏｒｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆＤｏｃｔｏｒｏｆＰｈｉｌｏｓｏｈｙｐＩｎＣａｒｔｏｒａｈｙａｎｄＧｅｏｒａｈｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅｇｐｇｐＢｙＪｕＨｏｎｒｕｎｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＺｈａｎＺｅｎｘｉａｎｐｇｇｇＡｓｓｏｃｉ

3、ａｔｅＰｒｏｆｅｓｓｏｒＺｕｏＬｉｕｎｊＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇａｎｄＤｉｉｔａｌＥａｒｔｈ，ＣＡＳｇＢｅｉｉｎ，ＣｈｉｎａｊｇＪｕｎｅ，２０１８中国科学院大学研究生学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均己在文中以明确方式标明或致谢。作者签名：日期：中国

4、科学院大学学位论文授权使用声明本人完全了解并同意遵守中国科学院有关保存和使用学位论文的规定，即中国科学院有权保留送交学位论文的副本，允许该论文被查阅，可以按照学术研究公开原则和保护知识产权的原则公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编本学位论文。涉密及延迟公开的学位论文在解密或延迟期后适用本声明。作者签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要土地利用空间格局研究是ＬＵＣＣ理论和实践的基础，土地利用空间格局刻画是土地利用空间格局理论的具体实践一，其研究成果能进步完善土地利

5、用空间格局的理论和研究方法，提升土地利用规划和管理水平，为实现区域经济可持续发展与生态文明建设奠定基础。土地利用空间格局刻画方法研究有利于准确、全面和高效地刻画我国不同土地利用类型和土地利用整体的空间格局，厘清其变化特征，为优化我国国土资源空间格局、应对全球变化提供科学参考。目前，由于土地利用空间格局的内涵和研究范畴尚不明晰，土地利用空间格局研究未形成一个完整的理论体系，导致土地利用空间格局的刻画不全面；又由于格局指标繁多且存在较大的相关性，易造成土地利用空间格局刻画的冗余。本研究在深刻理解土地利用空间格局内涵的基础上一

6、，构建了个符合土地利用特点的土地利用空间格局刻画概念模型和一套具有相对独立性和全面性的格局－ｍｅａｎｓａｔ指标集，引入模糊Ｃ均值聚类（Ｆｕｚｚｙｃｌｇｏｒｉｈｍ，ＦＣＭ）方法建立指标与空间格局之间的对应关系一，实现了中国土地利用单类型及整体的空间格局和格局动态的刻画。本文主要的研究结果如下：（１）基于目前国内外土地利用空间格局的理论和研究内容，深入分析了影响土地利用空间格局的要素、维度及其相互关系，定义土地利用空间格局的概念为在一定时空尺度下，某种土地利用类型或土地利用整体的斑块空间配置。重点考察土地利用的几何特

7、征（面积、形状和斑块分布）和类型特征（结构和“”多样性）－－－三维土地，从时间空间类型三个维度，构建了几何特征类型特征利用空间格局刻画概念模型，能够客观和科学地反映影响土地利用空间格局的诸要素及其间的相互作用关系。一（２）利用土地利用空间格局刻画概念模型，建立了套土地利用空间格局刻画方法。首先，依据科学性、相对独立性、时空尺度合理性、全面性与简明性等格局指标选择原则，针对类型维度进行指标选择。利用相关分析法，得到土地利用单一类型空间格局的代表性指标为：类型面积指标、面积加权平均斑块分维数和面积加权平均斑块最近距离，分别代

8、表几何特征中的面积、形状和Ｉ土地利用空间格局刻画方法及其在中国的应用分布：；得