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陕北黄土高原土地利用动态变化分析

作　者: 刘建飞
导　师: 杨勤科
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: GIS 土地利用变化陕北黄土高原 Markov预测景观格局转移矩阵
分类号: F301
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

土地利用/覆盖变化过程蕴涵了大量人类活动的信息,对于揭示区域人——地关系演变规律具有重要的意义。土壤侵蚀是危及人类生存与发展的重要环境问题之一,土地利用变化引起影响土壤侵蚀的其它因素的变化,从而导致土壤侵蚀的方式和强度发生变化,对水土流失影响的研究具有重要的理论和实践意义。陕北黄土高原是水土流失和水土保持的重点区域,随着退耕还林(草)工程的实施对区域土地利用结构与格局形成明显影响,使土地利用发生较大的变化。所以,有必要对陕北黄土高原土地利用动态变化进行长序列的分析。本研究基于1975年的MSS影像,1986年、1997年和2006年TM影像所得到的陕北黄土高原四期土地利用图,运用ERDAS中的GIS分析模块和统计方法、景观格局分析软件FRAGSTATS,从土地利用景观格局变化,土地利用动态变化的数量、速度、幅度、空间格局特征,土地利用程度变化和Markov未来土地利用变化预测四个方面对陕北黄土高原土地利用动态变化情况进行了分析。研究结果表明:(1)1975年-2006年间,对陕北黄土高原整个地区来说,景观多样性指数(SHDI)和香农均匀度指数都经历了一个先减少后增加再减少的过程;并以县域为单元对其景观格局进行分析,发现各县之间的指标差异和其不同年份间的变化趋势也不尽一致,有较大的地域差异。(2)耕地经历了一个先增加后减少的过程,草地、林地先减少后增加,居民地一直处于增加状态,未利用地从整体上来说处于减少状态,只不过在中期有一定数量的波动;单一土地利用类型的年变化率以居民地最大,林地、草地和耕地的土地利用类型的年变化率相对较小;根据区域综合土地利用动态度,在1975年-1986年和1986年-1997年土地利用类型间的相互转化基本一致,1997年-2006年土地利用类型间的相互转化有所增强;(3)根据土地利用相对变换率,土地利用变化在延安、榆林两个地区存在明显的区域差异。而且以县为评价单元对这个地区土地利用程度变换进行分析,发现区域差异也很明显,在1975年-1986年、1986年-1997年和1997年-2006年榆林的土地利用程度都是最低,对于大部分县来说,整体上经历了一个前期增加,中期、后期减少的趋势。(4)根据土地利用转移矩阵发现耕地、草地、林地和未利用地是该地区土地利用变化的主导类型,主要是耕地、草地与其它土地利用类型间的相互转化,在1975-2006年间耕地主要流向草地,草地主要流向耕地,有少部分变为林地,林地主要流向草地,未利用地发生变化的部分则主要流向草地和耕地。根据Markov预测结果,发现实施退耕还林(草)工程后,使耕地面积大幅度减少,草地、林地面积增加,相对的林地面积增加较小。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-21
  1.1 选题的目的和意义  11-12
  1.2 选题的依据  12
  1.3 国内外研究概况  12-18
    1.3.1 国外研究概况  13-16
    1.3.2 国内研究概况  16-18
  1.4 研究目标、研究内容、研究方法和技术路线  18-21
    1.4.1 研究目标  18
    1.4.2 研究内容  18-19
    1.4.3 研究方法和技术路线  19-21
第二章研究区域和数据基础  21-31
  2.1 研究区地理位置  21-22
  2.2 自然环境概况  22-24
    2.2.1 地貌  22-23
    2.2.2 气候  23
    2.2.3 植被  23
    2.2.4 土壤  23-24
    2.2.5 矿产资源  24
  2.3 社会经济概况  24-26
    2.3.1 综合  24
    2.3.2 农业  24-25
    2.3.3 工业  25
    2.3.4 固定资产投资  25-26
    2.3.5 人口、人民生活、社会保障  26
  2.4 数据基础  26-31
    2.4.1 遥感影像数据简介  26-27
    2.4.2 土地利用分类系统  27-28
    2.4.3 遥感影像解译过程  28-31
第三章陕北黄土高原土地利用变化分析  31-43
  3.1 土地利用的数量变化分析  31-35
    3.1.1 土地利用类型面积变化  31-33
    3.1.2 单一土地利用类型动态度  33-34
    3.1.3 区域综合土地利用动态度  34
    3.1.4 土地利用相对变化率  34-35
  3.2 土地利用转移概率矩阵  35-38
  3.3 陕北黄土高原土地利用程度分析  38-43
第四章陕北黄土高原的土地利用景观格局动态分析  43-57
  4.1 景观结构分析软件FRAGSTATS  43-44
  4.2 主要景观指数算法及其生态学意义  44-47
  4.3 陕北黄土高原景观格局的基本特征  47-57
    4.3.1 陕北黄土高原的景观格局特征  47-48
    4.3.2 以县为单元的景观格局特征分析  48-57
第五章陕北黄土高原的土地利用预测  57-65
  5.1 马尔柯夫预测原理及方法  57-58
  5.2 Markov 模型的验证与结果预测  58-61
    5.2.1 Markov 模型验证  58-60
    5.2.2 Markov 的未来土地利用结构预测  60-61
  5.3 “退耕还林”政策影响下的 Markov 模型预测  61-65
    5.3.1 退耕还林对土地利用变化的影响  61-62
    5.3.2 “退耕还林（草）”影响下的Markov 预测  62-65
第六章结论和讨论  65-67
  6.1 结论  65-66
  6.2 讨论  66-67
参考文献  67-72
致谢  72-73
作者简介  73

陕北黄土高原土地利用动态变化分析

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