长江流域资源与环境 >> 2015, Vol. 24 >> Issue (09): 1514-1520.doi: 10.11870/cjlyzyyhj201509011

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基于变更平衡表的土地利用演化信息提取与预测方法研究——以苏州市为例

乔伟峰1,2,3, 王亚华1,3, 方斌1,3   

  1. 1. 南京师范大学新型城镇化与土地问题研究中心, 江苏 南京 210023;
    2. 中国科学院地理科学与 资源研究所, 北京 100101;
    3. 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心, 江苏 南京 210023
  • 收稿日期:2014-12-04 修回日期:2015-01-29 出版日期:2015-09-20
  • 作者简介:乔伟峰(1975~),男,博士后,主要从事土地资源管理和GIS应用研究.E-mail:qiaoweifeng@njnu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然基金项目(41371172,41271189);中国博士后科学基金项目(2014M561040);中国博士后科学基金特别资助项目(2015T80127);江苏高校优势学科建设工程资助项目(164320H101)

Approach on information extraction and prediction of land use change based on annual transfer balance table——a case study of suzhou

QIAO Wei-feng1,2,3, WANG Ya-hua1,3, FANG Bin1,3   

  1. 1. New Urbanization and Rural Land Problem Research Center, Nanjing Normal University, Nanjing 210023, China;
    2. Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China;
    3. Jiangsu Center for Collaborative Innovation in Geographical Information Resource Development and Application, Nanjing 210023, China
  • Received:2014-12-04 Revised:2015-01-29 Online:2015-09-20
  • Contact: 王亚华,E-mail:wangyahua@njnu.edu.cn E-mail:wangyahua@njnu.edu.cn

摘要: 变更平衡表为国土资源管理部门历年实地调查、汇总所得,精度高,目前的研究中对其深入的应用较少,基于变更平衡表的应用方法研究可为区域土地利用演变信息提取与预测提供帮助。推导了由连续年份的年度变更平衡表求多年周期的平衡表的方法,提出了基于土地利用综合动态度分析土地利用有序程度的思路,探讨了利用连续年份的变更平衡表预测任意年份土地利用结构的方法,并基于传统方法进行了改进,提出了利用矩阵开方法求预测概率矩阵。应用苏州市一定时期的连续年份的年度变更平衡表对上述方法进行了验证,结果表明:提出的信息提取方法有效,预测结果可信;在分析期内(1998~2008年),苏州市耕地大量减少的去向是各类建设用地增加的来源,区域土地利用有序程度较高;预测显示至2020年土地利用结构变化仍将维持农用地、耕地不断减少和建设用地总量不断增加的趋势,但转化的速率将有所放缓;对变更平衡表的深入应用有一定的借鉴意义。

关键词: 变更平衡表, 应用方法, 演化分析, 预测, 苏州市

Abstract: Transfer balance table was obtained through field investigation and summary by the department of land and resources management. It is of high accuracy on time interval and land classification, but now its intensive application is less in the study on land use change and prediction. The purposes of this study are to explore the application methods of transfer balance table and help information extraction and prediction of regional land use change.Land use transfer balance table can be regarded as land use transfer matrix. Based on the relationship between transfer matrix, transfer probability matrix and land use structure vector, we put forward a method which can derive the transfer balance table of years period with consecutive annual transfer balance table. Meanwhile, we propose the idea of analyzing land use order degree based on total land use dynamic degree. We discuss the method which can predict the land use structure of any year with consecutive annual transfer balance table. Because traditional forecasting method based on average transfer probability matrix has some drawbacks, we deduce prediction probability matrix by calculating the root of total transition probability matrix, and predict the land use structure in the future by using MARKOV theory.Using the above methods, in this paper we analyzed and predicted the land use structure of Suzhou City with annual transfer balance table between the year 1999 and 2008. The results showed that: First, as Suzhou City is in a period of rapid economic growth, the biggest feature of land use change is the transfer from cultivated land to various types of construction land, the whereabouts of the numerous reduction of cultivated land is the source of the increase of various types of construction land. Second, the total land use dynamic degree of the 10 year cycle was 15.66%, the sum of the annual total land use dynamic degree was 17.13%, the difference between the two was little, showing that the land use order degree was high in Suzhou City. Third, we predicted the land use structure of any year and the method above was proved to be feasible. The prediction results showed that by 2020, the trend of land use change was still the reduction of agricultural land and cultivated land and the increase of the total amount of construction land, but the rate of transformation will be gradually reduced. While urban land, town land, independent industrial and mining land will increase, rural residential land will be reduced year after year. The sources of construction land will gradually shift from extending to the periphery to improving the internal potential of construction land. Fourth, the prediction result is that the land use structure in Suzhou City will become stable by the year 2040, which is consistent with the prediction of the stage of economic and social development. The study is significant for the intensive applications of land use transfer balance table.

Key words: transfer balance table, application method, change analysis, prediction, Suzhou

中图分类号: 

  • F301.24
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