华中典型红壤丘陵区城郊城镇化对农业用地的影响及建模研究

Urbanization is a double problem, which impact agricultural land use change in some degree. This study will select typical towns which are in different urbanization levels (high, middle, low) in red-soil hilly region of central China, and investigate their land use, social, economic and natural data in different period of the urbanization. An optimal combined algorithm method（Artificial Neural Networks, Classification Tree Analysis, Generalized Additive Models, Generalized Boosting Model, Generalized Linear Models, Multiple Adaptive Regression Splines, Flexible Discriminant Analysis, Breiman and Cutler's random forest for classification and regression,Binary Geographical Weighted Regression）is proposed to analyze the spatial-temporal effects of the process of urbanization on agricultural land use pattern changes. Then we will build an intelligent spatial optimal model based on the modeling principles of cellular automata and multi-agent, to dynamically simulate the effect of process of urbanization on agricultural land use change in four scenarios. The study will provide scientific foundation for researching the driving mechanisms of land use change, and deepen the study of optimum land use pattern in urbanization.

城镇化过程是一把"双刃剑"，城镇化影响范围内的农业用地在不同程度上受城镇化过程的影响。本研究拟选取华中典型红壤丘陵区城郊不同城镇化水平城镇，搜集、调查典型城镇不同城镇化时期土地利用现状图、社会、经济、自然等数据，采用优化组合多种算法（人工神经网络、分类树、广义可加模型、广义提升模型、广义线性模型、多元自适应样条回归、灵活判别分析、随机森林、二项地理加权回归）的方法分析同一乡镇在不同城镇化时期以及不同乡镇同一城镇化时期城镇化过程对农业用地变化格局的时空影响；并结合元胞自动机和多智能体建模原理建立智能空间优化模型，在四种不同情境模式下动态模拟城镇化过程中农业用地变化情况。项目的实施将为城镇化影响范围的土地利用变化驱动机制研究提供科学依据，有助于城镇化过程中最优土地利用模式的深入研究。

城镇化过程是把“双刃剑”，城镇化影响范围内的农业用地情况在不同程度上受城镇化过程的影响。本研究选取华中典型红壤丘陵区城郊不同城镇化水平的乡镇，搜集、调查典型乡镇不同城镇化时期土地利用现状图、社会、经济、自然等数据，采用优化组合多种算法（广义线性模型、广义可加模型、多元自适应样条回归、人工神经网络、随机森林、广义提升模型非分类树、灵活判别分析、二项地理加权回归）的方法分析同一乡镇在不同城镇化时期以及不同乡镇同一城镇化时期城镇化过程对农业用地变化格局的影响；并结合元胞自动机和多智能体建模原理建立智能空间优化模型，在四种不同情境模式下动态模拟城镇化过程中农业用地变化情况。通过项目的实施，我们分析了湖南省长沙市周边典型城镇化过程及其内部景观格局时空动态变化，并构建了土地利用变化模型，进而动态模拟了城镇化过程与周边农业用地间的关系并预测未来乡镇发展过程以及周边土地利用的变化。项目的实施为对城镇化影响范围内的土地利用变化驱动机制研究提供科学依据，有助于城镇化过程中最优土地利用模式的深入研究。