昆明土地利用变化的强度分析与稳定性研究-地理科学进展.pdfVIP

第35 卷 第2 期 地理科学进展 Vol.35, No.2 2016 年2 月 ProgressinGeography Feb. 2016 昆明市土地利用变化的强度分析与稳定性研究 1,2 3 1 孙云华 ，郭 涛 ，崔希民 (1. 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京 100083；2. 中国科学院遥感与数字地球研究所， 北京 100101；3. 湖南科技大学计算机科学与工程学院，湖南湘潭411201) 摘 要：在遥感、地理信息系统和统计定量分析结合的基础上，引进土地利用变化强度分析理论方法。作为一种解 释性的数学框架，通过不同时间间隔的土地利用转移矩阵计算了每个时间间隔和每种地类的变化面积和变化强 度。强度分析自上而下分为3 个层次：间隔层次、地类层次和转变层次，将观察变化强度与平均变化强度比较，揭 示不同层次的变化特征，并依次用快速的与缓慢的、活跃的与平稳的、来源与转变三对术语来描述。本文以昆明市 的土地利用变化为例，深入阐述了不同层次的面积变化和强度变化，并对不同层次的稳定性进行了深入分析。结 果表明：在间隔层次，2000 年后昆明市的土地利用变化强度逐渐加大；在地类层次，建设用地的变化强度是最活跃 的，林地的变化强度是最平稳的；在转变层次，增加的建设用地主要来源于耕地，减少的林地主要转变为草地。强 度分析在土地利用变化过程分析中具有系统性的优势，对深入挖掘土地利用变化信息、理解土地利用变化过程具 有重要作用。 关键词：强度分析；关联表；土地利用变化；稳定性；昆明市 1 引言 此，美国克拉克大学研究团队Aldwaik 等(2012)首 次提出了强度分析的概念，从系统论的角度出发， 土地利用变化是全球环境变化的主要研究内 在间隔层次、地类层次和转变层次分别计算地类之 容，受到越来越多的重视(McMahon et al, 2005; 间转换面积的强度大小。Pontius 等(2013)从以下四 Sterling et al, 2012; 张增祥等, 2012; Herrick et al, 个方面讨论了强度分析在土地利用过程中可解决 2013; Mooney et al, 2013; 刘纪远等, 2014) 。土地利 的问题：①利用强度分析解释遥感影像解译地图上 用转移矩阵/关联表可全面而又具体地分析区域土 的分类错误；②分析在研究区占很大面积且表现为 地利用变化的数量结构特征与各地类变化的方向 沉寂的地类对土地利用变化结果产生的影响；③利 (何春阳等, 2001; Pontius Jr et al, 2004; Takada et al, 用强度分析的研究方法可有效地选取合适的研究 2010; Romero-Ruiz et al, 2012) ，因而在土地利用变 区域；④对强度分析自上而下的分层等级框架进行 化和模拟分析中具有重要意义，并得到了广泛应用 解释，在一个时间间隔内地类变化大小取决于t+ 1 (刘瑞等, 2010; 乔伟峰等, 2013) 。但对关联表中的 时刻地类变化面积，而不是t 时刻地类变化面积。 数据进行简单比较，直接分析土地利用类型面积的 强度分析每一个层次对观察变化强度和假设统一 变化信息，并不能揭示土地利用变化过程中人类与 变化强度以及系统的稳定性进行了描述。目前，许 环境之间的内在相互作用过程，也不能系统地对多 多学者已利用Pontius 等提出的强度分析方法进