城市邊緣區(qū)土地利用時(shí)空結(jié)構(gòu)變化分析與模擬

城市邊緣區(qū)是城市化發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，它既是獨(dú)立于典型城市與典型鄉(xiāng)村的地域?qū)嶓w，又是城市與鄉(xiāng)村之間物質(zhì)和能量交換的紐帶。本項(xiàng)目通過對復(fù)雜土地利用地學(xué)現(xiàn)象的空間與時(shí)間上的綜合表達(dá)和描述，揭示土地利用時(shí)空結(jié)構(gòu)現(xiàn)象演變的內(nèi)在規(guī)律。本項(xiàng)目以廣州市邊緣區(qū)空間結(jié)構(gòu)在不同時(shí)段上所表現(xiàn)出來的差異性和變化規(guī)律為切入點(diǎn)，主要研究成果如下： 1）提出了城市化特征屬性概念, 構(gòu)建了基于多準(zhǔn)則判讀的城市邊緣區(qū)界定方法, 利用K_Means空間聚類法對廣州市城市邊緣區(qū)進(jìn)行劃分。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：城市邊緣區(qū)主要分布于主城區(qū)和若干中心鎮(zhèn)周圍, 隨城市交通軸線發(fā)散分布, 平均城市特征屬性為0.292。邊緣區(qū)總面積占廣州總面積的46.73%, 主要分布于番禺、白云、花都3個(gè)區(qū)。 2）結(jié)合城市地域結(jié)構(gòu)變化動態(tài)度等模型，研究廣州市邊緣區(qū)的時(shí)空演變特征。研究結(jié)果表明：城市邊緣區(qū)是一種極其敏感與不穩(wěn)定的時(shí)空綜合體。發(fā)展初期多表現(xiàn)為不連續(xù)的、破碎，進(jìn)入發(fā)展后期，其空間形態(tài)變得連續(xù)、緊湊，這種從無序到有序的現(xiàn)象將伴隨著城市邊緣區(qū)發(fā)展的始終。 3）本研究對城市邊緣區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)變化情況進(jìn)行分析研究。首先從2003年，2005年廣州市的DOM 提取準(zhǔn)確的邊緣區(qū)土地利用信息，應(yīng)用土地利用轉(zhuǎn)換模型分析不同土地類型間相互轉(zhuǎn)換。然后建立土地利用空間區(qū)位轉(zhuǎn)移和數(shù)量變化模型，定量分析土地利用分類的區(qū)位轉(zhuǎn)移。最后，引入土地利用動態(tài)模型研究廣州市邊緣區(qū)的土地利用變化程度和變化驅(qū)動力分析。研究結(jié)果表明：邊緣區(qū)耕地面積顯著減少，主要原因是原有的耕地很大一部分轉(zhuǎn)變成其他農(nóng)業(yè)用地；土地利用變化的絕對數(shù)量較大，其中農(nóng)業(yè)用地內(nèi)部的轉(zhuǎn)換占主要地位；土地利用變化的直接驅(qū)動力是廣州市社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，由于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，很大部分的耕地轉(zhuǎn)變成為其他類型的農(nóng)業(yè)用地。同時(shí)，迅速發(fā)展的城市擴(kuò)張將大量農(nóng)業(yè)用地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地。 本研究注重 GIS 技術(shù)、RS技術(shù)、各種數(shù)學(xué)模型在城市邊緣區(qū)土地利用時(shí)空結(jié)構(gòu)變化研究中的科學(xué)性、技術(shù)性和實(shí)踐性,并在城市邊緣區(qū)界定及城市地域時(shí)空演變特征分析方面取得了創(chuàng)新和突破。 2100433B

城市邊緣區(qū)是位于城市建成區(qū)與純鄉(xiāng)村地域之間的受城市輻射影響最大的過渡地帶。在地域結(jié)構(gòu)上,城市邊緣區(qū)是城市化過程中最敏感、變化最大且最迅速的地區(qū),而它發(fā)展變化最直觀的反映便是土地利用結(jié)構(gòu)的變化。因此,城市邊緣區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)變化的研究已成為全球研究的熱點(diǎn)之一。本項(xiàng)目將以廣州市邊緣區(qū)土地利用空間結(jié)構(gòu)在不同時(shí)段上所表現(xiàn)出來的差異性和變化規(guī)律為例，應(yīng)用現(xiàn)代GIS分析模型對其土地利用進(jìn)行比較全面、系統(tǒng)和細(xì)致的空間定量和定性分析研究，總結(jié)出一套客觀合理、既準(zhǔn)確又高效的城市邊緣區(qū)土地利用時(shí)空結(jié)構(gòu)變化規(guī)律的基本空間分析方法，其研究特色是：根據(jù)城市邊緣區(qū)的特點(diǎn)、土地類型的結(jié)構(gòu)特征和影響因素，合理地劃定出不同時(shí)段內(nèi)廣州市邊緣區(qū)的分布范圍和邊界；系統(tǒng)地應(yīng)用現(xiàn)代空間分析模型，構(gòu)建相應(yīng)的模擬系統(tǒng)動態(tài)地模擬城市邊緣區(qū)土地利用時(shí)空結(jié)構(gòu)變化過程，以掌握其變化規(guī)律，從而為實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)一體化土地資源的可持續(xù)利用和管理提供科學(xué)依據(jù)。

城市邊緣區(qū)空間生產(chǎn)與土地利用沖突研究內(nèi)容簡介

《城市邊緣區(qū)空間生產(chǎn)與土地利用沖突研究》以時(shí)間為經(jīng)，以空間為緯，以城市空間政治經(jīng)濟(jì)學(xué)理論為指導(dǎo)，以政府、企業(yè)、社區(qū)組織間的社會互動為線索，探討制度變遷與生產(chǎn)方式變革背景下的城市空間生產(chǎn)過程，以及城市空間生產(chǎn)過程中社會行動者基于土地利用的各種社會沖突及其整合機(jī)制。

《城市邊緣區(qū)空間生產(chǎn)與土地利用沖突研究》以廣州市海珠區(qū)為例，通過對建國前、建國后至改革開放前，以及轉(zhuǎn)型時(shí)期三個(gè)時(shí)段城市空間生產(chǎn)過程、生產(chǎn)機(jī)制、土地利用沖突的類型、沖突治理機(jī)制的研究，探索意識形態(tài)、制度規(guī)則、社會構(gòu)成、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)等要素對城市空間生產(chǎn)的影響，探索政府、企業(yè)、社區(qū)組織自身角色職能的嬗變以及相互關(guān)系轉(zhuǎn)變對城市空間的影響。同時(shí)，從社會-空間辯證統(tǒng)一的觀點(diǎn)出發(fā)，探索城市空間的擴(kuò)張與重構(gòu)等物質(zhì)景觀變遷對社會結(jié)構(gòu)以及社會成員關(guān)系的反作用。

《城市邊緣區(qū)空間生產(chǎn)與土地利用沖突研究》適合人文地理學(xué)、城市與區(qū)域規(guī)劃、土地資源管理等學(xué)科的科研工作者，相關(guān)專業(yè)的高年級本科生和研究生，城市規(guī)劃、城市開發(fā)及城市管理實(shí)務(wù)從業(yè)人員，以及對城市土地利用問題、城市研究和城市規(guī)劃等感興趣的其他社會各界人士等。

城市邊緣區(qū)空間生產(chǎn)與土地利用沖突研究作者簡介

馬學(xué)廣, 中山大學(xué)博士，北京大學(xué)博士后，英國卡迪夫大學(xué)訪問學(xué)者，中國海洋大學(xué)副教授，主要研究領(lǐng)域?yàn)榭臻g社會學(xué)、城市地理學(xué)和土地資源管理等。

開發(fā)區(qū)專題數(shù)據(jù)庫建設(shè)與土地利用情況分析 開發(fā)區(qū)專題數(shù)據(jù)庫建設(shè)與土地利用情況分析...開發(fā)區(qū)專題數(shù)據(jù)庫建設(shè)與土地利用情況分析 參與書評2100433B

流域土地利用模型分類

土地利用變化的研究方法一建立土地利用變化模型。從土地利用土地覆蓋變化的涵義及研究內(nèi)容出發(fā)構(gòu)建土地利用變化模型，是深入了解土地利用變化成因、過程，預(yù)測未來發(fā)展變化趨勢及環(huán)境影響的重要途徑，也是土地利用變化研究的主要方法。土地利用變化研究中的模型可概括為以下三種類型：

(1)系統(tǒng)診斷模型

系統(tǒng)診斷模型是深入了解土地利用變化機(jī)制的主要手段，可分為兩種類型的模型：

①基于經(jīng)驗(yàn)的概念化邏輯診斷模型，如土地利用變化驅(qū)動力概念診斷模型。

概念化診斷模型是一種基于經(jīng)驗(yàn)的定性分析模型，它是建立定量分析模型的基礎(chǔ)。概念性機(jī)理模型方面，一類是以經(jīng)濟(jì)學(xué)理論為基礎(chǔ)的，如一般概念性屠能-李嘉圖模型(GTR)就是建立在地租理論基礎(chǔ)上的。GTR模型對傳統(tǒng)的Thunen模型進(jìn)行了擴(kuò)展在模型中運(yùn)用了兩種解釋變量：一種變量反映了土地利用的區(qū)位差異，稱為屠能成分，另一種變量反映立地質(zhì)量(通常是土地的自然條件)，稱為李嘉圖變量。國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所(ⅡASA)建立的農(nóng)業(yè)土地利用變化模型則是以經(jīng)濟(jì)學(xué)中的一般均衡原理為基礎(chǔ)的。模型從基本競爭模型出發(fā)，將某一區(qū)域的土地利用格局看作是每個(gè)土地經(jīng)營者個(gè)體決策的結(jié)果。決策者基于土地自然條件為其提供的幾種用途選擇(由土地的多宜性決定)和體制因素(法律，政策，文化，習(xí)俗)對用途的限制，根據(jù)各種用途的投入產(chǎn)出函數(shù)，挑選獲利最大的用途。土地利用的變化可能源自各種用途的可能性發(fā)生變化，也可能源于各種用途比較效益的變化。前者可能由于土地政策的放松或收緊，技術(shù)進(jìn)步改變了各種用途的生產(chǎn)函數(shù)，或者土地經(jīng)營者所面對的資源約束(勞動力，資本)發(fā)生了變化，后者往往源自各種投入和產(chǎn)出的價(jià)格波動。

②基于經(jīng)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)診斷模型，如土地利用變化機(jī)制統(tǒng)計(jì)診斷模型。

由于土地資源是一個(gè)自然．人文綜合體，土地利用及土地覆蓋變化不僅受自然因素的影響，而且受社會、人文因素的綜合影響，僅僅通過直接測量無法充分分析土地利用變化的驅(qū)動力。因此需要將在一系列時(shí)空尺度下的觀測結(jié)果同經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ拖嗦?lián)系，用一組觀察變量(如地貌、氣候、土壤、地表質(zhì)地、地勢等自然因素)，結(jié)合一組輔助性變量(如統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù))進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，這樣既能提供一個(gè)綜合的方法來認(rèn)識土地利用變化，同時(shí)也為政策的制定提供了依據(jù)。統(tǒng)計(jì)診斷模型的建立為地理相關(guān)性預(yù)測及土地利用環(huán)境影響評價(jià)提供了依據(jù)。如中國農(nóng)科院與荷蘭瓦赫寧根大學(xué)共同開發(fā)的中國土地利用變化模型(CLUE．CH)，在不同的規(guī)模尺度，通過相關(guān)和回歸分析，找出影響土地利用變化的主要驅(qū)動因子，并在此基礎(chǔ)上預(yù)測未來土地利用的變化情景；經(jīng)驗(yàn)性診斷模型往往能將模擬結(jié)果直觀地反映在地圖上，為未來土地利用管理決策提供參考。但該類模型缺乏相應(yīng)的理論背景，更多地依賴以往的數(shù)據(jù)來推測未來土地利用變化的規(guī)律，而且在數(shù)據(jù)選取時(shí)常常受數(shù)據(jù)可得性的制約和模型開發(fā)者主觀意志的影響。

(2)土地利用動態(tài)變化模型

土地利用動態(tài)變化包括土地資源的數(shù)量、質(zhì)量隨時(shí)間的變化，也包括土地利用的空間變化及土地利用類型組合方式的變化，同時(shí)也包括未來土地資源需求量的變化。因此，土地利用動態(tài)變化模型包括土地資源數(shù)量變化模型、土地資源生態(tài)背景質(zhì)量變化模型、土地利用空間變化模型、土地利用變化區(qū)域差異模型、土地利用程度變化模型、土地需求量預(yù)測模型，此外還包括土地利用變化驅(qū)動力模型。建立土地利用動態(tài)變化模型是研究土地利用變化過程、土地利用變化程度及未來發(fā)展變化趨勢的主要手段。

土地利用變化，由于影響到了人類生存與發(fā)展的自然基礎(chǔ)，如氣候、土壤、植被、水資源與生物多樣性等，影響到地球生物化學(xué)圈層的結(jié)構(gòu)、功能以及地球系統(tǒng)能量與物質(zhì)循環(huán)等方面，與全球的氣候變化、生物多樣性的減少、生態(tài)環(huán)境演變以及人類與環(huán)境之間相互作用的可持續(xù)性等密切相關(guān)。至今為止，有不少類似的研究著力于通過建立模型來探討土地利用的變化，但真正將土地利用變化與其空間分布相結(jié)合，探討不同尺度上土地利用的時(shí)空演變規(guī)律的動態(tài)模型并不多見。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院資源區(qū)劃所與荷蘭瓦赫寧根農(nóng)業(yè)大學(xué)合作，建立的中國土地利用變化及其影響模型(CLUS-CH)，屬于一種動態(tài)的土地利用時(shí)空變化模擬模型，可以說是在LUCC研究領(lǐng)域的一項(xiàng)有益探索。

(3)土地利用變化綜合評價(jià)模型

由于各類模型所具有的功能不同，因此，將多種模型的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來構(gòu)建綜合模型用于研究LUcC的驅(qū)動機(jī)制并進(jìn)行動態(tài)模擬是一個(gè)重要方向。這方面，近年來出現(xiàn)的CLUE-S模型是一個(gè)較好的代表，它具備同時(shí)預(yù)測土地利用及土地覆被數(shù)量和空間位置變化的能力。

建立模型，還應(yīng)落實(shí)到空間上，即與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合。目前，這樣的模型還處在探索之中。像資源環(huán)境研究領(lǐng)域的其它問題一樣，最大的挑戰(zhàn)來自于問題的復(fù)雜性。土地利用及土地覆被變化的社會經(jīng)濟(jì)與環(huán)境驅(qū)動因子間在不同的空間和時(shí)間尺度上錯綜復(fù)雜的相互關(guān)系，使這種變化具有較大的不確定性。顯然，驅(qū)動因子一土地利用一土地覆被系統(tǒng)的變化機(jī)制不是單一的模型所能刻畫的。因此，需要采取多種手段進(jìn)行綜合研究。

流域土地利用驅(qū)動力分析

土地利用變化的驅(qū)動力主要來自三個(gè)方面：(1)自然因素，由于自然因素導(dǎo)致土地的屬性發(fā)生變化，迫使人們改變土地利用的方式，可認(rèn)為是被動性的變化，而且變化速度相對比較緩慢；(2)社會因素，隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不同時(shí)期，人們觀念和政府政策的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致人們對土地產(chǎn)出的種類和數(shù)量的需求發(fā)生變化，導(dǎo)致土地利用發(fā)生變化，可認(rèn)為是主動性的變化；(3)科技進(jìn)步，使得人們從科學(xué)的角度合理規(guī)劃使用土地，導(dǎo)致土地利用的變化，可稱之為技術(shù)性變化，可稱之為技術(shù)性變化。