土地利用变化报告 - 图文(2)

但是目前对土地利用转移矩阵的应用主要还是集中在直接分析土地利用类型面积的变化信息上。

土地利用转移矩阵来源于系统分析中对系统状态与状态转移的定量描述。如表2中的土地利用转移矩阵中行表示2000年土地利用类型，列表示2009年土地利用类型。非对角线上百分比表示2000年-2009年期间一种土地类型转换为另一种土地类型的面积占2009年该种土地利用类型总面积的百分比；对角线上的百分比表示2000年-2009年期间土地利用类型保持不变的面积百分比。

表2 2000-2009年土地利用转移矩阵 2000-2009年土地利用转移矩阵 面积（Km2） 建设用地 百分比 耕地 百分比 2009年土地利用类型 水体 百分比 林地 百分比 总计 2000年土地利用类型 建设用地 28.57 耕地 52.72 水体 9.50 林地 9.16 总计 100 63.3855 116.9687 21.0657 70.7224 423.9598 13.7578 11.90 1.8663 15.66 14.2299 16.18 71.35 5.1144 42.91 27.7788 31.58 2.32 4.2806 35.92 2.3925 2.72 20.3223 221.8496 85.4306 594.1856 14.38 0.6524 5.47 43.4614 49.41 100 11.9181 100 87.9535 100 150.2041 573.8217 41.4966 149.8667 1447.3822 从表中可以看出，2009年的建设用地有28.57%对比2000年保持不变，有52.72%是由耕地转换来的，有9.5%和9.16%是由水体和林地转换而来的。而耕地除了保持不变的部分，分别有11.9%、2.32%和14.38%是由建设用地、水体和林地转化而来的。对水体而言，2009年相比于2000年有42.91%是由耕地转换而来的。林地有31.58%是由耕地转换而来的，这可能与国家退耕还林的政策有关。总之，十年来临潼区的土地利用转换较大。但总体上建设用地和耕地是呈增长趋势，而水体和林地等依靠土地自身再生的资源却呈减少趋势，值得有

关部门和广大人民群众关注和保护。

2.2.2 土地利用类型动态度

土地利用动态度对比较土地利用变化区域差异和分析、预测土地利用变化趋势,具有十分重要的作用。利用土地利用动态度模型分析土地利用类型的动态变化,可以反映区域土地利用类型变化的剧烈程 度。土地资源数量变化可以用土地利用动态度来表示。单一土地利用类型动态度表达的是某研究区一定时间范围内某种土地利用类型的数量变化情况，其表达式为： Ub?Ua1K???100% UaT 式中，K为研究时段内某一土地利用类型动态度；Ua、Ub分别为研究期初及研究期末某一种土地利用类型的数量；T为研究时段长，当T的时段设定为年时，K的值就是该研究区某种土地利用类型的年变化率。

采用上述公式，我们对西安市临潼区的土地利用类型数量在ENVI软件中进行了统计，并对其动态度进行了计算，得到以下结果：

表3 单一土地利用动态度计算 单一土地利用类型动态度 土地类型 建设用地 耕地 水体 林地 2000 1503008 5741017 415464 1499403 2009 2218496 5941856 119181 879535 年份间隔 10 10 10 10 动态度 4.76 0.35 -7.13 -4.13 由表3可知,土地利用的动态度有正数也有负数,但总体而言变化率并不是很大。水体和林地的动态度为负数,变化较大,表明该土地利用类型减少较快,说明水体和林地开发速度较快;而建设用地和耕地则相反,其动态度均为正数,表明该土地利用类型有增加的趋势,这

主要是随着城镇化进程的推进,必须占用土地以适应城镇化的发展。而耕地的增长主要表现在对自然林地的改造利用上，可能是由于城镇化的发展和人口基数的快速增加，致使耕地面积不断扩张。

2.2.3土地利用程度综合指数模型

土地利用程度主要反映土地利用的广度和深度，它不仅反映了土地利用中土地本身的自然属性，同时也反映了人类因素与自然环境因素的综合效应。根据刘纪远先生等提出的土地利用程度的综合分析方法。将土地利用程度按照土地自然综合体在社会因素影响下的自然平衡状态分为若干级，并赋予分级指数，从而给出了某研究区土地利用程度综合指数的定量化表达：

Dj?100??Ai?Ci

i?1nDj??100,400?

式中，Dj为某研究区域土地利用程度综合指数；Ai为研究区域内第i级土地利用分级指数；Ci为研究区域内第i级土地利用程度分级面积百分比；n为土地利用程度分级数。

按照土地利用程度指数的分级标准，城乡建设，交通水利建设等建设用地的土地利用程度最高为第一级，第二级为耕地、园地以及其他农用地，第三极的是林地、牧草地和水域，土地利用程度最低的是自然保留地为第四级（见表4）。西安市临潼区内土地面积所占比例最大的是农业用地中的耕地（属于土地人为再生利用级），占土地总面积的60%左右；其次为建设用地（属于土地非再生利用级）；然后是未经开发，自然生长的林地（属于土地未利用级）；最后是水域（属于土地自身再生利用级）。表明临潼区的土地资源开发较好。

表4 临潼区土地利用分级

类型 土地未利用级 土地自身再生利用级 土地认为再生利用级 3 耕地 土地非再生利用级 4 建设用地 分类指数 土地利用类型 1 林地 2 水体 根据土地利用程度综合指数模型计算的2000年和2009年的土地利用程度综合指数为下表：

表5土地利用程度综合指数 2000 土地类型 像元数 分类等级 面积比 综合指数 像元数 分类等级 面积比 综合指数 建设用地 1503008 耕地 水体 林地 总计 5741017 415464 1499403 9158892 4 3 2 1 16.41 62.68 4.53 16.37 279 2218496 5941856 119181 879535 9159068 4 3 2 1 24.22 64.87 1.30 9.60 304 2009 从上表中可以看出：临潼区土地利用程度整体处于一个中等偏上水平。并且2000年到2009年土地利用程度总体变化差异不大。土地利用程度是人类有意识的一种选择行为活动。土地利用程度越高，其自然属性的可利用程度就越低，人类对其干扰程度就越大。通过采用土地利用程度的综合分析方法对临潼区进行研究，表明：临潼区土地利用处于发展时期，土地利用程度整体处于一个中等偏上水平，仍有很多土地资源有待进一步开发利用，土地利用程度依地形地貌特征差异分布。土地利用程度主要反映了土地系统中人类活动因素的影响程度，但这种影响程度常常受地理区位、经济政治和交通运输因素的限制。因此需要大量的数据做进一步的研究分析。

2.3 马尔科夫预测 2.3.1 马尔科夫预测原理

马尔科夫预测过程是根据俄国数学家马尔科夫的随机过程理论

提出来的，是一种具有“无后效应”的特殊随机过程。所谓的“无后效应”是指某随机过程时刻(t+1)的状态S(t+1)的概率只与时刻t的状态S (t)有关，而与时刻t之前的状态概率无关。这点用于土地利用结构动态变化预测是合适的，因为在一定条件下，土地利用的动态演变具有马尔科夫过程的性质。具体而言，在通过转移矩阵生成区域土地利用变化转移概率矩阵的基础上，马尔科夫模型被用来预测特定情景下土地利用变化的未来趋势。

(1)转移概率矩阵的确立是成功应用马尔科夫模型的关键，转移概率矩阵可以定量说明土地利用类型之间的相互转化状况，揭示转移速率，其土地利用/覆被类型转移概率矩阵的数学表达式为:

?p11?pP??21?...??pn1p12p22...pn2...p1n?...p2n??......?

?...pnn?式中:Pij—土地利用/覆被类型i转化为j的转移概率。该矩阵的每一项元素需满足以下两个条件:

n?pj?1ij?1;(i,j?1,2,3,...n);0?pij?1

nn(2)假设己知土地利用/覆被系统中n=0时的,初始状态

A?0??A1?0???0??0?A2...Ak?，经过n次转移后的状态A????A??1?n??n?A2...Ak?为:

A?n??A?P?0??n?

?n?P式中:—初始状态土地利用/覆被概率矩阵经过n步转移后的

概率矩阵，经过n步转移后的系统状态概率为

A?n??A?n?1?P?A?n?2?PP?...?A?0?Pn，所以P?n??Pn。由此可见，系统在任

何时刻的状态概率是由初始状态概率和转移概率确定的。

2.3.1 结果与分析

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