土地利用情景模拟模型研究

土地利用情景模拟是借助情景规划的方法，模拟不同经济社会发展形势和环境下土地利用变化状况，能够有效地辅助土地利用规划决策。本研究主要内容包括：（1）从情景规划及土地利用变化模型的基本理论方法入手，分析土地利用情景因子筛选方法；（2）建立土地利用情景定量化表达方法，并在综合考虑土地利用适宜性概率、宏观土地利用环境、微观土地利用行为等的基础上，构建区域土地利用情景模拟模型；（3）进行模型的详细设计，并在Repast等平台的支持下，实现该模型，并建立土地利用情景模拟反馈机制；（4）利用研究试验区多年的遥感影像、土地利用数据、基础地理数据、经济社会统计数据对模型进行验证和完善。本研究的创新之处在于：提出土地利用情景定量化表达方法，并将情景规划的理论与土地利用变化模型相结合，构建了具有反馈机制的区域土地利用情景模拟模型。

本研究探索了土地利用情景主线表达、土地利用变化模拟、模拟结果分析的方法，形成土地利用情景模拟模型的架构，解决其中的关键技术。主要工作内容包括：.（1）土地利用情景主线表达方法研究。在土地利用变化驱动力及其机制研究基础上，分别从全局尺度和局部空间尺度分析土地利用变化驱动力，形成了基于Logistic逐步回归的土地利用情景因子筛选方法。分析这些情景因子的变化区间，结合区域经济社会发展战略，形成用于表达不同情景的土地利用情景因子量化结果。.（2）土地利用情景模拟模型构建。在土地利用系统及其特点分析的基础上，研究了主要土地利用行为及其对土地利用变化的影响。开展区域环境系统建模、主体系统建模、规划政策系统建模和主体行为决策建模，设计基于多智能体系统的土地利用情景模拟模型。以CLUE-S模型为基础，利用系统动力学模型和地理加权回归模型分别改进CLUE-S模型中的非空间需求模块和空间分析模块，设计基于改进CLUE-S模型的土地利用情景模拟模型。.（3）土地利用情景模拟模型实现与验证。在Swarm平台的支持下，实现了基于MAS的土地利用情景模拟模型；在Visual Studio .net、GDAL、ArcGIS Engine等平台的支持下，实现了基于CLUE-S的土地利用情景模拟模型，在此基础上研发了土地利用情景模拟原型系统。以2005年的土地利用现状数据为基数，以2005-2009年的各项特征因子和各类用地的实际变化量为参数，模拟2005-2009年的土地利用变化，并与实际土地利用变化对比，检验模型的有效性。.（4）土地利用情景模拟结果评估。针对土地利用情景模拟结果的特点，构建栅格图形差异性测度指数，对多情景模拟结果进行对比分析。在此基础上，采用离群点检测的方法，构建t检验统计量，检测不同情景模拟结果差异显著的栅格单元。.本研究主要创新体现在：①将Logistic回归和逐步回归结合，形成了基于Logistic逐步回归的土地利用情景因子筛选方法。②利用系统动力学模型和地理加权回归，构建基于改进CLUE-S模型的土地利用情景模拟模型。③构建了土地利用情景模拟结果进行评估方法。