长三角地区土地覆盖变化及其驱动因素定量分析开题报告

 2022-03-28 20:34:53

1. 研究目的与意义

(1)研究的背景:

20 世纪 90 年代, 在“国际地圈与生物圈计划(igbp)”与“全球环境变化人文计划(ihdp)”两大国际组织的推动下, 土地利用/覆盖变化研究成为全球环境变化研究领域的热点领域。它作为表征人类活动行为对地球陆表自然生态系统影响最直接的信号, 是人类社会经济活动行为与自然生态过程交互和链接的纽带。1995 年“土地利用/覆盖变化科学研究计划(lucc science/research plan)”提出土地利用/覆盖变化的 3 个研究重点, 即土地利用变化机制的案例比较研究、土地覆盖变化机制的直接观测和诊断模型研究以及区域和全球模型研究, 旨在加深对地区土地利用动态变化的理解, 分析驱动因子, 通过改进现有模型和建立新模型来预测土地利用的变化。

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2. 研究内容和预期目标

本课题的研究内容

(1)2010年长三角地区土地覆盖分布格局

通过统计分析2010年长三角地区的30米地表覆盖数据--globeland30数据,分析2010年长三角地区耕地、林地、草地、灌木地、湿地、水体和人造地表等土地覆盖的数量和空间分布特征,生成2010年研究区土地覆盖专题地图。

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3. 研究的方法与步骤

一、拟采用的研究方法:

(1)利用变化幅度

区域土地利用的空间变化和时间变化可以通过各个土地利用类型的面积变化直接反映出来,进而分析土地利用变化总的态势及土地利用结构变化。土地利用变化幅度反映了不同类型土地在面积总量上的变化。

单一土地利用类型动态度公式:K = (U b U a ) /U a × 100 % ,来计算出

各土地利用类型变化情况。

其中:K代表—时段内某一土地覆盖类型动态度;

U a U b代表—分别为该时段始末土地覆盖类型的数量。

(2)利用变化转移矩阵

转移矩阵是土地利用类型间相互转化的数量及方向定量研究的主要方法,它能够具体反映土地利用变化的结构特征和各类型之间的转移方向。转移矩阵的数学形式可以表示为:

式中P代表面积;n代表土地利用类型数;Pij中的i,j分别表示研究初期与末期的土地利用类型。

(3)GIS空间分析方法

GIS空间分析指的是在GIS(地理信息系统)里实现分析空间数据,即从空间数据中获取有关地理对象的空间位置、分布、形态、形成和演变等信息并进行分析。其中叠加分析是指在统一空间参考系统下,通过对两个数据进行的一系列集合运算,产生新数据的过程。叠加分析的叠置分析的目标是分析在空间位置上有一定关联的空间对象的空间特征和专属属性之间的相互关系。

(4)主成分分析

主成分分析也称主分量分析,旨在利用降维的思想,把多指标转化为少数几个综合指标(即主成分),其中每个主成分都能够反映原始变量的大部分信息,且所含信息互不重复。这种方法在引进多方面变量的同时将复杂因素归结为几个主成分,使问题简单化,同时得到的结果更加科学有效的数据信息。

二.研究步骤

(1)收集社会经济数据

社会经济数据来源于江苏省,浙江省,安徽省及各地市经济统计资料。

(2)处理土地覆盖数据(GlobeLand30)

通过Arcgis对GlobeLand30影像镶嵌拼接并去除黑边,得到长三角地区2010年和2000年的遥感影像数据。对照30米全球地表覆盖数据产品手册分清遥感影像图中的代表的事物,对比长三角地区2010年和2000年的遥感影像数据,找出土地覆盖变化。

(3)统计分析长三角土地覆盖空间格局

根据镶嵌拼接好遥感影像数据,打开属性表,对照30米全球地表覆盖数据产品手册,计算出耕地、森林、草地、灌木地、湿地、水体、苔原、人造地表、裸地占总面积的比重,并比较2000年和2010年的各类土地利用所占比重变化。

(4)分析长三角土地覆盖十年变化情况

通过建立2000——2010年土地利用变化转移矩阵和土地利用专题图可以直观的显示土地覆盖十年变化情况。土地利用变化转移矩阵可以通过Arcgis来完成,主要分成五步:①数据准备。②数据融合。③叠制分析。④计算面积并导出属性表。⑤制作转移矩阵。制作2000年个2010年长三角地区土地覆盖专题地图需要标明比例尺和指北针,并插入图例,选择图例要显示的要素,并对其属性进行设置。

(5)驱动机制研究

由于长三角地区地势较为平坦,坡度和海拔起伏不大,土壤、气候等条件在短时间内变化不明显,所以驱动因素只考虑社会经济因素的影响。社会经济因素包括众多方面,且相互之间耦合关联,而主成分分析可将多个变量(指标) 简化为少数几个综合变量(指标),并保留原来多变量大部分信息,是综合处理多变量相关性关系的一种有效方法。根据主成分分析法的思路和要求,拟选取主要的几个影响因子:人口总数、非农业人口、国民生产总值、第二产业生产总值、第三产业生产总值、粮食总产、人均 GDP、人口密度等自变量因子进行分析。将相关数据输入到 SPSS 软件中进行处理,经过对样本进行分析计算, 即可得出相关系数矩阵、特征值、主成分贡献率与累计贡献率。

(6)完成论文

4. 参考文献

1.曹娜,葛京凤.河北太行山区土地利用变化及其社会驱动机制分析[j].农机化研究,2007(10):12-15 24.

2.戴怡晓,蒋贵彦.1995—2014年大通县土地利用变化及驱动因素分析[j].河南理工大学学报(社会科学版),2016,17(04):438-444.

3.韩春光,塔西甫拉提·特依拜,蒲云锦,刘海涛.新疆于田县25年来耕地变化驱动因子定量分析及气候响应[j].水土保持研究,2009,16(02):77-81.

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5. 计划与进度安排

一、研究工作准备阶段(2020.02.24——2020.3.24):

2020.02.24——2020.3.11为准备工作阶段,包括查阅资料、实验数据收集与阅读文献等;

2020.3.12——2020.3.24为开题阶段,主要工作是撰写开题报告、数据处理等。

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