第五小組,結(jié)合RS技術(shù)與GIS探究土地利用變化預測,2,一,二.研究區(qū)簡介和選取研究方法得到數(shù)據(jù)分析題,三.土地利用的動態(tài)分析和預測行添加標題,四.研究成果的現(xiàn)實意義,一.選題的背景意義及國內(nèi)外最新研究動態(tài),第一部分. 選題的背景意義及國內(nèi)外最新研究動態(tài),2019/9/15,一、選題的背景意義及國內(nèi)外最新研究動態(tài),1. 土地利用是自然條件和人的干預所決定的土地功能。進入二十一世紀以來我國經(jīng)濟取得了舉世矚目的成就，但經(jīng)濟繁榮的背后也產(chǎn)生了問題，其中關(guān)于土地的利用問題就是最突出的問題之一。 眾所周之，我國是世界上人口最多的國家，人民要耕地產(chǎn)糧食吃飯，而經(jīng)濟要發(fā)展就要工業(yè)用地必須要解決的問題。為了解決這個問題，國家明確提出要保十八億畝的耕地紅線,土地使用增減掛鉤 等措施。看似問題得到了解決，其實不然。,一、選題的背景意義及國內(nèi)外最新研究動態(tài),2.我國的經(jīng)濟突飛猛進這是事實，但是這是建立在嚴格的指標控制的，舉個例子來說，國家規(guī)劃今年的經(jīng)濟增速是多少，那么地方的領(lǐng)導就會揣測自己管轄的范圍經(jīng)濟應(yīng)增速多少，但是按照正常情況達不到怎么辦？冒著被上級處罰的危險征地買地！由于農(nóng)民知識缺乏，不知道自己的地值多少錢，或者說地方政府也不管你的地值多少錢，只要上級不知道就行，于是在我國鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟迅速發(fā)展的今天，不知道多少無辜的農(nóng)田變成了高樓大廈。而上級政府渾然不知，那么我們?nèi)绾伪M可能的處理這個問題呢？,一、選題的背景意義及國內(nèi)外最新研究動態(tài),3.首先，我們依據(jù)我們自身的思考分析一下這個問題的基本原因，第一，其缺乏一種長效的監(jiān)督機制，上級政府可能一時查的比較嚴，但是過后其又會恢復常態(tài)。當然最主要的可能還是缺少有效地監(jiān)管方法。由于監(jiān)管方法的不科學，或者是會耗費大量的人力物力來檢查，導致得不償失。由此產(chǎn)生了一種惡性循環(huán)。,一、選題的背景意義及國內(nèi)外最新研究動態(tài),其次，我們要通過自己所學去提供一種方法，去解決這個問題，眾所周知，遙感影像和地理信息系統(tǒng)技術(shù)在我們進行土地管理方面有了比較成熟的應(yīng)用，為我們節(jié)省了大量的人力物力，那么我們是否可以借助于這兩種簡單易行的技術(shù)來建立一種長效的監(jiān)督機制呢？答案是肯定的。,一、選題的背景意義及國內(nèi)外最新研究動態(tài),第一步。我們很容易得到某一個地方的遙感影像圖，然后我們通過ENVI等有效的遙感影像處理軟件就可以完成影像的分析，然后再通過MAPGIS等軟件很容易得到某一地方的土地利用變化圖，通過比較一段時間的土地利用變化比較，上級主管部門就可以當?shù)赝恋厥褂们闆r，是否違法占用耕地的情況了如指掌，對于違法使用土地的地方政府可以做出處罰。同時，我們認為也是最重要的就是對于其土地未來使用情況的預測，這樣有利于把違法占用耕地扼殺在搖籃之中，因為若土壤被破壞是不容易被修復的。,一、選題的背景意義及國內(nèi)外最新研究動態(tài),反過來，通過對未來土地利用的預測，也有助于地方政府利用運籌學的相關(guān)方法，用最少的土地得到最大的經(jīng)濟效益。,一、選題的背景意義及國內(nèi)外最新研究動態(tài),國內(nèi)外最新的研究動態(tài)： 我國是開展土地利用研究歷史最為悠久的國家。早在公元前221年，秦王朝曾全面清查戶籍、地籍，通過土地調(diào)查，查清全國的土地面積。 這些年以來，我國土地利用結(jié)構(gòu)研究呈現(xiàn)出一個明顯的趨勢:RS和GIS等先進技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。同時，隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，土地利用結(jié)構(gòu)與布局趨向復雜化。為了查明區(qū)域土地利用現(xiàn)狀特點、問題及開發(fā)利用方向，世界范圍內(nèi)的土地利用調(diào)查、分類、評價.區(qū)劃、規(guī)劃等一系列工作先后開展起來。,第二部分. 研究區(qū)簡介和選取研究方法得到數(shù)據(jù)分析,2019/9/15,一、惠山區(qū)概況,惠山區(qū)隸屬無錫市，地處江蘇省南部，長江三角洲腹地，是上海經(jīng)濟區(qū)的重要部分，是滬寧交通的咽喉。它東連常熟、吳縣兩市，南臨太湖，西接武進市，北鄰江陰市。,1、地質(zhì)地貌,惠山區(qū)境內(nèi)地層屬楊子地層區(qū)江南地層分區(qū)，基巖露頭少，地層出露殘缺不全，主要為泥盆系石英砂巖、粉砂巖、泥巖等，其余地層均為第四系松散層覆蓋，陽山、錢橋等地有零星火山巖出露。,2、水文水資源,該區(qū)域?qū)偈L江流域太湖水系，其南部的太湖面積233810公頃，總蓄水量為44.28億立方米，年平均吞吐量約52億立方米。地下水資源據(jù)不完全資料測算，區(qū)儲蓄量為6349萬立方米，年補給量為6453萬立方米。因此，惠山區(qū)外來水源補給充足，地表水較豐富。但由十多年的水污染，已造成明顯的水鄉(xiāng)水質(zhì)性缺水。,3、土地資源,土地資源類型以太湖河網(wǎng)平原區(qū)、湖蕩平原及丘陵區(qū)構(gòu)成，平原面積共26436公頃，分布十錢橋和陽山兩鎮(zhèn)的山丘地面積604公頃。土地面積32511.58公頃。,4、生態(tài)環(huán)境,惠山區(qū)是全無錫市地勢最為低洼的地區(qū)，近年來區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境條件得到極大的改善。該區(qū)劃定了二大生態(tài)功能保護區(qū)即沿河沿路生態(tài)公益區(qū)、低山生態(tài)公益林保護區(qū)和特殊生態(tài)產(chǎn)業(yè)區(qū)，全面實施了自然植被、河道、湖泊的生態(tài)恢復工程，通過養(yǎng)育、截污清淤、調(diào)水、生態(tài)修復等措施，多管齊下，著力改善區(qū)內(nèi)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。目前，該區(qū)的生態(tài)農(nóng)業(yè)已經(jīng)初現(xiàn)規(guī)模，并采取了多項措施控制了農(nóng)業(yè)面源污染。,2.GIS技術(shù)題,二、運用的技術(shù),統(tǒng)計預測技術(shù),統(tǒng)計預測是在大量統(tǒng)計資料的基礎(chǔ)上，運用社會、經(jīng)濟、環(huán)境統(tǒng)計和數(shù)理統(tǒng)計方法研究事物發(fā)展變化趨勢和方向的預測方法。 （根據(jù)預測的結(jié)果得出未來土地利用的情況，從而為有計劃、因地制宜地合理安排土地利用提供依據(jù)）,2,2、研究區(qū)土地利用分類體系,1、數(shù)據(jù)的預處理,3、GIS空間分析能力加標題,1、數(shù)據(jù)的預處理,（1）幾何校正 （2）配準 （3）鑲嵌 （4）遙感數(shù)據(jù)的剪裁 （5）遙感圖像土地利用判讀,2、研究區(qū)土地利用分類體系,土地利用分類是區(qū)分土地利用空間地域組成單兀的過程。這種空間地域單兀是土地利用的地域組合單位，表現(xiàn)人類對土地利用、改造的方式和成果，反映土地的利用形式和用途(功能)。 國內(nèi)外土地利用分類的劃分標準存在著形式、用途(功能)及將兩者綜合二種模式。 分類系統(tǒng)中分類的粗細直接關(guān)系到數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)在實際應(yīng)用中的作用。選取恰當?shù)耐恋胤诸愊到y(tǒng)是進行土地利用變化預測研究的基礎(chǔ)。,3、GIS空間分析能力,GIS具有強大的空間分析功能，利用各種空間分析技術(shù)，通過對數(shù)據(jù)庫中原始數(shù)據(jù)的處理，用戶可以獲取新的數(shù)據(jù)集，以此作為空間決策的依據(jù)。 一般來說，地理信息系統(tǒng)的空間分析功能有以下幾個方面: （1）空間特征的幾何分析功能;（2） 網(wǎng)絡(luò)分析功能;（3）數(shù)字圖像的分析功能;（4） 地形分析與多兀分析。,四、土地利用綜合分析,土地利用現(xiàn)狀圖,土地利用現(xiàn)狀特點： 1、土地開發(fā)利用程度高，耕地后備資源不足； 2、建設(shè)用地增長速度快，農(nóng)用地保護壓力大； 3、土地集約利用水平較高,1、土地利用數(shù)量變化,（1）單一土地利用類型動態(tài)度：也稱單一土地利用類型相對變化率，是指某研究區(qū)一定時段內(nèi)某種土地利用類型數(shù)量變化的速度。2005-2009年間，惠山區(qū)交通用地動態(tài)變化度最高，達到5.26%;其次是城鄉(xiāng)建設(shè)用地，動態(tài)變化度為2.70%。耕地、園地和未利用地相應(yīng)減少，動態(tài)度分別為一1.95%、-1.89%和一2.76% ;林地相對穩(wěn)定，年減少率較小。 （2）綜合土地利用動態(tài)度：可描述區(qū)域土地利用變化的速度。 2005-2009年惠山區(qū)土地利用年變化率為1.21%。根據(jù)對內(nèi)江市的研究，可以得出惠山區(qū)的土地利用處于高速發(fā)展時期。,2、土地利用結(jié)構(gòu)變化,結(jié)構(gòu)決定功能，合理的土地利用結(jié)構(gòu)能夠保持土地利用系統(tǒng)的良性循環(huán)，提高土地利用的綜合效率，促進社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。 惠山區(qū)的建設(shè)用地在土地利用結(jié)構(gòu)中的比例呈上升趨勢，特別是城鄉(xiāng)建設(shè)用地，由2005年的34.68%上升3.75%到2009年的38.43%，交通用地也上升了1.06%。農(nóng)用地中，耕地減少尤為明顯，下降了2.34%;園地和其它農(nóng)用地分別下降了0.77%和0.59%;林地變化較小。未利用地的比例也相應(yīng)減少，由2005年的10.19%下降到2009年的9.06% 。,3、土地利用程度變化,土地利用的途徑既包括廣度上的擴展也包括深度的挖潛，因此土地利用程度的變化也主要反映在土地利用的廣度和深度的變化上。 隨著無錫市惠山區(qū)人口的增長和人民生活質(zhì)量的提高，農(nóng)業(yè)內(nèi)部用地結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，以及城市化、工業(yè)化所帶動的非農(nóng)經(jīng)濟的快速發(fā)展有序的促使土地由農(nóng)業(yè)向非農(nóng)產(chǎn)業(yè)部門轉(zhuǎn)移，單位土地上的投入逐漸增加。無錫市惠山區(qū)土地利用綜合指數(shù)總體上呈現(xiàn)增長態(tài)勢，表明惠山區(qū)土地利用的廣度和深度在口益加強，土地利用水平逐漸提高。,4、土地利用空間變化,(1)耕地、園地面積大幅減少 (2)城鄉(xiāng)建設(shè)用地的增加 (3)區(qū)內(nèi)交通用地的增加 (4)未利用地得到進一步的利用,第三部分. 土地利用的動態(tài)分析和預測,2019/9/15,一、綜合分析,綜合分析部分通過對2005-2009年遙感圖像的處理，從而的到該區(qū)土地利用狀況的變化情況，為下一步的土地利用預測打下基礎(chǔ)。,一、綜合分析,惠山區(qū)土地資源類型以太湖河網(wǎng)平原區(qū)、湖蕩平原及丘陵區(qū)構(gòu)成，依據(jù)對2009年遙感影像圖的解譯結(jié)果可知，全區(qū)土地總面積32511.58公頃。其中，農(nóng)用地面積為14773.62公頃，占全區(qū)土地總面積的45.71 % ;建設(shè)用地面積為14618.88公頃，占全區(qū)土地總面積的45.23;未利用地面積為2929.75公頃，占全區(qū)土地總面積的9.06 % 以下是柱狀圖表示,2005年土地利用狀況圖,2009年土地利用狀況圖,一、綜合分析,由圖分析可得該地區(qū)土地利用特點是 土地開發(fā)利用程度高，耕地后備資源不足 建設(shè)用地增長速度快，農(nóng)用地保護壓力大 土地集約利用水平較高 在Gls技術(shù)支持下，應(yīng)用空間統(tǒng)計分析功能，對上述土 地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫進行空間分析與統(tǒng)計，得到2005-2009年間研究區(qū)土地利用變化情況,變化情況表格,一、綜合分析,這里講一下單一土地利用類型動態(tài)度的概念，土地利用動態(tài)度可定量描述區(qū)域土地利用變化的速度，它對比較土地利用變化的區(qū)域差異和預測未來土地利用變化趨勢都具有積極的作用。 單一土地利用類型動態(tài)度也稱單一土地利用類型相對變化率，是指某研究區(qū)一定時段內(nèi)某種土地利用類型數(shù)量變化的速度，其表達式為,式中K為研究時段內(nèi)某一土地利用類型動態(tài)度，Ua, b分別為研究期初及期末某一種土地利用類型的數(shù)量;T為研究時段，當T的時段設(shè)定為年時，值就是該區(qū)某種土地利用 類型年變化率。,二、土地利用類型預測,馬爾科夫鏈是由原蘇聯(lián)數(shù)學家馬爾科夫創(chuàng)造并以自己的名字命名的一種方法。馬爾科夫模型基本上并不考慮影響土地利用變化的作用力，只利用過去的土地利用方 式及其變化的程度，通過數(shù)學函數(shù)，推測未來的土地利用狀況。它是根據(jù)兩個時期的土地利用數(shù)據(jù)，計算各種類型土地利用相互轉(zhuǎn)變的比例當作其轉(zhuǎn)變機率 ，從而得到預測結(jié)果。,利用馬爾科夫模型 預測結(jié)果,利用馬爾科夫模型 預測結(jié)果,土地利用類型預測總結(jié),數(shù)量：預測期內(nèi)，農(nóng)用地規(guī)?？傮w呈逐年下降趨勢。園地面積、其它農(nóng)用地有一定程度減少林地規(guī)模相對穩(wěn)定 城鄉(xiāng)建設(shè)用地規(guī)模持續(xù)增加交通用地規(guī)模增加幅度較大水利用地規(guī)模略有增加。 結(jié)構(gòu)：惠山區(qū)的土地利用結(jié)構(gòu)變化呈現(xiàn)的趨勢是農(nóng)用地、未利用地比重減小，建設(shè)用地比重增加。預測期內(nèi)一部分未利用地將轉(zhuǎn)化為農(nóng)用地和建設(shè)用地，補充耕地后備資源量并對區(qū)域經(jīng)濟建設(shè)作出貢獻。,第四部分 . 1.研究成果的現(xiàn)實意義,本次課題選擇無錫市惠山區(qū)為研究區(qū)，充分利用GIS與RS技術(shù)系統(tǒng)分析惠山區(qū)城市化進程中土地利用動態(tài)變化特點，預測土地利用變化趨勢，取得如下結(jié)論： (1)運用遙感技術(shù)，建立了符合惠山區(qū)土地利用特征的土地分類系統(tǒng)，為本論文研究工作的完成奠定了基礎(chǔ)； (2)應(yīng)用GIS軟件的空間分析功能對研究區(qū)2005-2009年區(qū)域土地利用動態(tài)變化進行了詳細研究 ； (3)采用馬爾科夫模型對研究區(qū)土地利用變化進行了預測； (4)根據(jù)研究結(jié)果提出合理利用土地的建議。,第四部分 2.土地利用建議,1、嚴格保護耕地,在保證耕地尤其是基本農(nóng)田數(shù)量不減少的同時，通過農(nóng)田整理，提高耕地的綜合生產(chǎn)能力。 1.要建立和完善耕地資源長效保護機制，將耕地保護尤其是基本農(nóng)田保護放在首要位置； 2.劃定基本農(nóng)田保護區(qū)域，強化用途管制措施，規(guī)范各項基礎(chǔ)工作，層層落實保護責任，建立動態(tài)監(jiān)管體系； 3.要堅持保護耕地與控制非農(nóng)業(yè)建設(shè)占用農(nóng)用地并重的原則； 4.要以建設(shè)促保護，按照數(shù)量與質(zhì)量并重原則，重視加強耕地尤其是基本農(nóng)田保護。,2、堅持土地節(jié)約集約利用,近年來，惠山區(qū)經(jīng)濟社會快速發(fā)展，工業(yè)化、城市化進程逐漸加速，各行業(yè)對建設(shè)用地的需求量迅猛增加，建設(shè)用地供應(yīng)量與需求量之間的矛后口益突出。與此同時，土地資源特別是建設(shè)用地利用效率不高，甚至批復不用的現(xiàn)象在一定范圍內(nèi)存在?！笆濉逼陂g，惠山區(qū)土地節(jié)約集約利用的重點在于建設(shè)用地。農(nóng)用地的集約利用主要著眼于農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的提高和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的改善，“十二五”期間惠山區(qū)應(yīng)加大農(nóng)地整理的投入，完善田、水、路、林、村的格局，改善農(nóng)地的耕作條件，不斷提高農(nóng)地質(zhì)量和效益。,3、改善生態(tài)環(huán)境,應(yīng)本著以人為本的生態(tài)理念，圍繞“園林式、生態(tài)型、現(xiàn)代化”城市發(fā)展要求，以營造優(yōu)美的人居環(huán)境為目標，緊緊圍繞富民強市的奮一斗目標，積極實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，正確處理經(jīng)濟發(fā)展和人口資源環(huán)境的關(guān)系，切實加強污染防治和生態(tài)建設(shè)工作，全面提升城鄉(xiāng)環(huán)境質(zhì)量，增強整體生態(tài)功能，建設(shè)環(huán)境友好型社會。,4、促進城鄉(xiāng)用地結(jié)構(gòu)和布局優(yōu)化,惠山區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展的區(qū)域差異、城鄉(xiāng)差異明顯，區(qū)內(nèi)不同鎮(zhèn)域之間的土地資源配賦、土地利用特點有很大差異，經(jīng)濟發(fā)展水平和所處發(fā)展階段也有所不同，統(tǒng)籌區(qū)域發(fā)展、城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)的要求口益迫切。 根據(jù)區(qū)域發(fā)展定位、不同區(qū)域資源環(huán)境承載能力和發(fā)展?jié)摿?，將惠山區(qū)土地利用劃分為中心城綜合發(fā)展區(qū)、工業(yè)生產(chǎn)用地區(qū)、國際商貿(mào)用地區(qū)、旅游休閑用地區(qū)、生態(tài)保護用地區(qū)，通過土地利用