地球信息科学学报 ›› 2020, Vol. 22 ›› Issue (3): 605-615.doi: 10.12082/dqxxkx.2020.190305
王家丰1, 王蓉2, 冯永玖1,*(), 雷振坤2, 高忱2, 陈书睿2, 金雁敏1, 翟淑婷2
收稿日期:
2019-06-13
修回日期:
2020-02-25
出版日期:
2020-03-25
发布日期:
2020-05-18
通讯作者:
冯永玖
E-mail:yjfeng@tongji.edu.cn
作者简介:
王家丰(1992— ),男,安徽阜阳人,硕士生,主要从事空间数据分析与SAR应用研究。E-mail:m170300595@st.shou.edu.cn
基金资助:
WANG Jiafeng1, WANG Rong2, FENG Yongjiu1,*(), LEI Zhenkun2, GAO Chen2, CHEN Shurui2, JIN Yanmin1, ZHAI Shuting2
Received:
2019-06-13
Revised:
2020-02-25
Online:
2020-03-25
Published:
2020-05-18
Contact:
FENG Yongjiu
E-mail:yjfeng@tongji.edu.cn
Supported by:
摘要:
土地利用变化受到地形地貌、自然环境、城市规划和经济发展等的影响,预测其未来情景对政策调整具有重要的参考意义。元胞自动机模型是模拟和预测不同规划政策下土地利用变化的常用方法。本文基于GlobeLand30数据集,利用浙中城市群2000—2010年土地利用变化校准FLUS模型,并模拟2010年土地利用格局,其总体精度、Kappa系数和图形优化(FOM)分别为89.74%、82.69%和29.86%。采用马尔可夫链预测2030年各类型土地总量,利用FLUS预测一般条件下(常规情景)和城市轨道交通规划站点影响下(轨交情景)浙中城市群未来土地格局。结果表明,在5 km范围内城市轨道交通站点对建设用地增长影响较大,在该区域轨交情景比常规情景面积增加45.25 km 2、且主要发生在城市边缘区。建设用地扩张主要通过侵占优质农田实现,轨交情景5 km范围内农田转化为建设用地比常规情景增加33.34 km 2,建设用地扩张强度高于常规情景,其中最低扩张强度以上占比高于常规情景3.70%。景观指数表明,2种情景中林地、草地和水域格局具有较高相似性。本研究表明,综合使用FLUS、遥感、GIS等技术方法,能够准确模拟和预测不同规划条件下未来土地利用格局,并为规划和政策调整提供高可信空间数据。
王家丰, 王蓉, 冯永玖, 雷振坤, 高忱, 陈书睿, 金雁敏, 翟淑婷. 顾及轨道交通影响的浙中城市群土地利用多情景模拟与分析[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(3): 605-615.DOI:10.12082/dqxxkx.2020.190305
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表2
土地利用变化的空间驱动因子"
类别 | 变量 | 简称 | 分辨率/m | 年份 | 意义 | 来源 |
---|---|---|---|---|---|---|
地形 | 高程 | DEM | 30 | 2009 | 评估地形要素对土地利用的影响 | www.gscloud.cn |
坡度 | Slope | 30 | 2009 | 计算高程数据的坡度 | ||
社会经济 | 人口 | POP | 90 | 2015 | 评估社会经济要素对土地利用的影响 | www.worldpop.org |
经济 | GDP | 900 | 2010 | www.ngdc.noaa.gov | ||
区位 | 到市中心的距离 | DisCity | 30 | 2010 | 行政中心邻近度对土地利用的影响 | ArcGIS计算对应矢量数据的欧氏距离。 矢量数据来源: www.openstreetmap.org |
到区中心的距离 | DisCounty | 30 | ||||
交通 | 到主干道的距离 | DisRoad | 30 | 道路邻近度对土地利用的影响 | ||
到轨道交通的距离 | DisRail | 30 |
表3
2010年土地利用模拟误差矩阵与精度评估"
类型 | 2010年真实 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
农田 | 林地 | 草地 | 水域 | 建设用地 | 总计 | ||
2010年模拟 | 农田 | 329.41 | 18.08 | 11.75 | 1.74 | 10.24 | 371.22 |
林地 | 14.05 | 550.91 | 13.61 | 1.21 | 0.93 | 580.71 | |
草地 | 14.79 | 10.73 | 21.01 | 0.12 | 0.30 | 46.95 | |
水域 | 2.00 | 0.90 | 0.10 | 12.90 | 0.39 | 16.29 | |
建设用地 | 11.28 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 67.35 | 79.43 | |
总计 | 371.53 | 580.87 | 46.72 | 16.27 | 79.21 | 1094.60 | |
总体精度/% | 89.74 | ||||||
Kappa /% | 82.69 | ||||||
FOM/% | 29.86 |
表4
2种情景下土地利用格局的景观指数对比"
景观指数 | 常规情景 | 轨交情景 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
农田 | 林地 | 草地 | 水域 | 建设用地 | 农田 | 林地 | 草地 | 水域 | 建设用地 | ||
LPI | 6.67 | 14.48 | 0.02 | 0.29 | 3.56 | 4.74 | 15.94 | 0.02 | 0.29 | 3.54 | |
PAFRAC | 1.44 | 1.47 | 1.55 | 1.47 | 1.37 | 1.55 | 1.54 | 1.62 | 1.47 | 1.37 | |
DIVISION | 0.99 | 0.95 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 0.94 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | |
IJI | 84.85 | 64.52 | 48.42 | 80.24 | 41.18 | 80.59 | 61.37 | 51.45 | 81.58 | 42.81 | |
PLADJ | 89.89 | 94.25 | 52.05 | 77.63 | 93.25 | 87.55 | 93.05 | 45.00 | 77.82 | 93.66 | |
AI | 89.94 | 94.29 | 52.12 | 77.81 | 93.32 | 87.60 | 93.08 | 45.06 | 78.01 | 93.73 | |
CLUMPY | 0.86 | 0.88 | 0.50 | 0.77 | 0.92 | 0.83 | 0.85 | 0.43 | 0.78 | 0.93 | |
COHESION | 99.65 | 99.90 | 84.77 | 97.12 | 99.49 | 99.59 | 99.91 | 85.03 | 97.09 | 99.52 |
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