基于CA-Markov的哈尔滨市土地利用变化及预测.pdf

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1、第28卷第14期2162012年7月农业工程学报TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering、，01．28No．14Jul．2012基于CA—Markov的哈尔滨市土地利用变化及预测龚文峰1，袁力2，范文义3※(1．黑龙江大学水利水电学院，哈尔滨150086；2．东北林业大学信息与计算机学院，哈尔滨1500403，东北林业大学林学院，哈尔滨150040)摘要：为探讨哈尔滨城市化进程中土地利用时空演变规律以及驱动机制。该文以1989年

2、、2001年和2007年LandsatTM影像为数据源，借助于地学信息谱图理论，运用RS和GIS技术分析研究区域18a土地利用格局变化，以2007年土地利用格局为基础，利』{jCA．Markov模犁和并引入终极状态概率，预测2025年土地利用情况和平衡状态下土地利用空间分布格局。研究结果表明；区域土地利_}}j格局以耕地为主，其面积比例均超过60％，其次是林地和居民丁矿用地；稳定型图谱窄问分布广泛，占研究区域总血积比例最大，“耕地一耕地一耕地”是其面积最大的变化图谱，“林地一林地一林地”次之，持续变

3、化犁所占比例最小，“未利用地一林地一耕地”是其面秘最大的变化图谱；CA．Markov模型预测结果表明从2025年到土地利用终极状态期间，耕地面积持续减少，居民工矿用地持续增加，耕地一居民工矿用地是其丰要转化轨迹，其他地类变化量相对较小，基本卜处于动态平衡状态中，该文为土地利用合理规划、生态恢复和区域经济发展提供依据。关键词：土地利用，遥感，地理信息系统，CA-Markov，城市化，空间分布格局doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2012．14．033中图分类号：F301，24文

4、献标志码：A文章编号：1002—6819(2012)一14—0216—07龚文峰，袁力，范文义．基于CA-Markov的哈尔滨市土地利用变化及预测[J]．农业工程学报，2012，28(14)：216--222．GongWenfeng．YuanLi．FanWenyi．DynamicchangeandpredictionoflanduseinHarbineitybasedonCA—Markovmodel[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgnculturalEng

5、ineering(TransactionsoftheCSAE)，2012，28(14)：216--222．(inChinesewithEnglishabstrac00引言土地利用／十地覆被变化(1anduseandlandcover)是一个区域十地资源利用方式的直接反映111。区域土地利用／覆盖变化己成为全球的研究热点之一I”】，且正在加速的全球城市化引起十地利用／覆盖的变化，进而导致区域社会、经济和环境的变化卜51，并由此产生更加复杂的土地利用格局和功能的演变过程【11，引发更多自然现象和生态过程

6、的变化，如土壤性质睁81、地表径流与侵蚀等19‘111。因此，在分析区域土地利用变化的基础上，通过土地利用格局动态模拟，重建过去的和预测未来的土地利用情景【12】，为区域上地资源的合理利用、生态环境的保护和改善及可持续发展提供科学的参考依据。Markov模型和CA(cellularautomata)模型是目前土地利用格局模拟预测研究中虽常用的方法。CA．Markov(cellularautomaton．markov)模型在分析和模拟土地利用变化方面都取得了良好的效果【13】。然而，将两者有机的结合研

7、究城区土地利用空间演化的研究较少，研究东北地区的城区土地利用格局演变的则更少，尤其东北城市收稿H期：201I．09-02修订}1朗：2012-05．23基金项目；。十二五”国家科技支撑项目(201IBAD08801)和黑龙江省自然基金(F201137)作者简介：龚文峰(1976一)，男．河南南阳人，副教授．博士，主要从事3s技术在{：地利用和资源环境与监测方面的教学与研究工作。哈尔滨黑龙江大学水利水电学院，150086。Email：gwfl0I固163，com通信作者：范文义(1965--)，教授，

8、博七生导师，从事3s技术应用的研究。哈尔滨东北林业大学林学院，150040。Email：fanwy@163．eom化进程较快的流域区域。同时将终极状态概率引入到土地利用变化中，应用CA．Markov预测处于二平衡位置时土地利用终极状态并研究其空问格局及其变化的则更加稀少。哈尔滨市处于松花江中游，是中国重要的老工业城市【141，是东北地区城市化进程较快的区域。因此，本研究以松花江干流哈尔滨段为例，基于不同时期的遥感影像资料，在获取土地利用变化的基础上，通过GIS的窄问分