【正文】 土地利用變化 /覆蓋狀況，將為如何規(guī)劃好、利用好、節(jié)約好有限的土地資源，實現(xiàn)土地利用的可持續(xù)提供理論依據(jù)。 20 世紀(jì) 70 年代后，關(guān)于全球變化的研究逐步在世界范圍內(nèi)開展， LUCC 因其受到自然環(huán)境、人文地理、社會活動等諸多方面的影響而在全球變化中占據(jù)重要地位，引起學(xué)者們的廣泛關(guān)注。取得了以下進展： LUCC 的驅(qū)動力研究與驅(qū)動力機制研究向綜合方向發(fā)展； LUCC 模型向多因子多時相動態(tài)模型轉(zhuǎn)變；建立了土地可持續(xù)利用質(zhì)量評價與監(jiān)控 體系；開展了多尺度的 LUCC 動態(tài)監(jiān)測與實證研究。其中，馬爾科夫模型具有數(shù)量表達的優(yōu)勢，被認為是一種成熟的土地利用預(yù)測方法 [13]。它的特點是時間、空間和狀態(tài)都離散，每個變量取有限的狀態(tài)，并且狀態(tài)改變的規(guī)則在時間和空間上都是局部的 [15]。 它的研究對象是具有無后效性的離散型隨機運動過程，即第 n+1 步狀態(tài) X(n+1)的條件概率與 X(0)、 X(1)?? X(n)等第 n 步以前的狀態(tài)無關(guān)， 僅與第 n 步狀態(tài)有關(guān) 。 Kappa 系數(shù)僅適用于行數(shù)和列數(shù)相等的方表。當(dāng)觀測一致率時， Kappa 值為正數(shù)，且 Kappa值越大，說明一致性越好。 在土地利用格局中，每一個柵格 單元 就相當(dāng)于一個元胞，每個元胞的土地利用類型即為 元胞的狀態(tài)，利用轉(zhuǎn)移矩陣和條件概率圖像進行運算，可確定元胞的 轉(zhuǎn)移 狀態(tài) ，從而 實現(xiàn)對土地利用格局 空間變化 的模擬 [17]。使用 IDRISI 軟件提供的Markov 模塊，得到兩個年度區(qū)間的轉(zhuǎn)移面積矩陣與狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣；（ 3）制作轉(zhuǎn)換適宜性圖集。地理位置為東經(jīng)111176。北緯 27176。 長沙市轄天心區(qū)、芙蓉區(qū)、岳麓區(qū)、雨花區(qū)、開福區(qū)及瀏陽市、長沙縣、寧鄉(xiāng)縣、望城縣，總共 5 區(qū) 3 縣 1 市，面積約為 ? 104km2。長沙市是湖南省的省會城市，是湖南省的政治、經(jīng)濟、文化交流、交通、金融、科技信息的中心，是我國中西部地區(qū)最具競爭力的城市之一， 2020 年 11月 16 日，長株潭城市群被 批準(zhǔn)為“兩型社會”試驗區(qū)，長沙市為核心城市。數(shù)據(jù)的分辨率均為30m。本研究使用前期處理工作已經(jīng)完成的影像空間分辨率為 30m 的長沙市 1990、 199 20 20 2020 年五期 Landsat TM/ETM+遙感數(shù)據(jù)。最后，依據(jù)Markov 預(yù)測所得的轉(zhuǎn)移面積矩陣和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖集，利用 CAMarkov 模塊對長沙市 2020年 2030 年的土地利用進行預(yù)測，得到此期間的土地利用數(shù)據(jù)。耕地和林地方面： 1990 年研究區(qū)耕地和林地的面積為 1109431ha，占該年土地利用總面積的 %； 1995 年研究區(qū)耕地和林地的面積為 1106877ha，占該年土地利用總面積的 %； 2020 年耕地和林地的面積為1104315ha，占該年土地利用總面積的 %； 2020 年研究區(qū)耕地和林地的面積和比例分別減小至 1086607ha 和 % ； 2020 年研究區(qū)耕地和林地的面積則減少為1074330ha，占比 %。 表 1990 年 2020 年長沙市土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu) Tab. Land use structures and quantities of Changsha from 1990 to 2020 土地利用類型 1990 年 面積 比例 （ ha） （ %） 1995 年 面積 比例 （ ha）（ %） 2020 年 面積 比例 （ ha）（ %） 2020 年 面積 比例 （ ha） （ %） 2020 年 面積 比例 （ ha）（ %） 耕地 375669 373178 371978 360791 357501 林地 733762 733699 732337 725816 716829 草地 13931 13819 14170 14581 14375 水體 24733 23332 24773 24522 24269 建設(shè)用地 26141 30242 31012 48564 61513 未利用地 309 275 275 271 58 總面積 1174545 ha 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 圖 長沙市 19902020 年土地利用結(jié)構(gòu) Fig. Land use structures of Changsha from 1990 to 2020 土地利用變化轉(zhuǎn)換 分析 19902020 年長沙市 各地類 轉(zhuǎn)換 速率 分析 利用 IDRISI 軟件中的 GIS Analysis?Database Query?CROSSTAB 功能， 以 5 年為時間間隔，分別統(tǒng)計 19901995 年、 19952020 年、 20202020 年和 20202020 年 4 個時間段耕地、林地、建設(shè)用地和其他（包括水體、草地和未利用地）各地類的轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出面積。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 圖 長沙市 19902020 年各地類增加 速率 與減少速率 Fig. Increase rate and reduction rate of the category of Changsha from 1990 to 2020 19902020 年長沙市土地利用 /覆被轉(zhuǎn)換 分析 以 10 年為時間間隔，在 IDRISI 中分別操作得到 長沙市 1990 年 2020 年以及 2020年 2020 年的土地利用面積轉(zhuǎn)移矩陣，如表 、表 。 表 反映了 20202020 年長沙市土地利用類型轉(zhuǎn)換特征，仍是耕地和林地有大量的轉(zhuǎn)出，二者大量轉(zhuǎn) 換為建設(shè)用地，導(dǎo)致后者的面積迅速增加。為了大致了解長沙市 19902020 年的區(qū)域城鎮(zhèn)化程度，本研究對長沙市19902020 年各區(qū)域的建設(shè)用地面積進行了統(tǒng)計并制圖，如圖 。 在空間上，長沙東部的建設(shè)用地面積明顯大于長沙西部，縣市的建設(shè)用地面積從大到小依次分別為長沙縣、瀏陽市、望城縣和寧鄉(xiāng)縣。 圖 長沙市 19902020 年各區(qū)域建設(shè)用地面積 Fig. Regional construction land area of Changsha from 1990 to 2020 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 基于 CAMarkov 的土地利用變化趨勢預(yù)測 將 1990 年和 1995 年的 Landsat TM 遙感影像數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在 IDRISI 軟件的Markov 模塊中生成轉(zhuǎn)移面積矩陣、轉(zhuǎn)移概率矩陣和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖集，轉(zhuǎn)換適宜性圖集是 .rgf格式的。 表 2020 年 2020 年長沙市土地利用 /覆被面積轉(zhuǎn)移矩陣（ ha） Tab. Land use/cover area transfer matrix of Changsha from 2020 to 2020 2020 年 2020 年 耕地 林地 草地 水體 建設(shè)用地 未利用地 2020 年總計 耕地 321192 5451 99 3257 27502 0 357501 林地 20935 633125 466 3672 58631 0 716829 草地 330 644 12420 586 275 120 14375 水體 4823 1604 13 16411 1338 80 24269 建設(shè)用地 12850 7160 86 1071 40346 0 61513 未利用地 23 0 0 35 0 0 58 2020 年總計 360153 647984 13084 25032 128092 200 1174545 表 2020 年 2030 年長沙市土地利用 /覆被面積轉(zhuǎn)移矩陣（ ha） Tab. Land use/cover area transfer matrix of Changsha from 2020 to 2030 2020 年 2030 年 耕地 林地 草地 水體 建設(shè)用地 未利用地 2020 年總計 耕地 351150 1082 0 213 7708 0 360153 林地 918 629001 37 70 17943 15 647984 草地 0 35 13023 0 26 0 13084 水體 189 54 0 24473 316 0 25032 建設(shè)用地 7901 17819 52 221 102099 0 128092 未利用地 0 0 0 0 10 190 200 2030 年總計 360158 647991 13112 24977 128102 205 1174545 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 圖 長沙市 20202030 年土地利用 /覆被預(yù)測 Fig. Land use/cover forecast of Changsha from 2020 to 2030 由預(yù)測結(jié)果表 、表 和圖 可以反映出：（ 1） 2020~2030 年，長沙市土地利用類型相對變化幅度最大的為建設(shè)用地，林地、耕地和草地次之，水域變化幅度最小；（ 2）建設(shè)用地的面積在此期間擴展了一倍多，占總面積的比由 %增大為 %。 總體來看，未來 15 年，長沙市土地利用結(jié)構(gòu)總體穩(wěn)定，以耕地和林地為主，建 設(shè)用地面積不斷增加，且大致在 2020 年左右，長沙市的土地利用該 /覆被將達到一個穩(wěn)定的狀態(tài)，不再隨著時間的推移發(fā)生較大的變化轉(zhuǎn)移。 （ 2） 1990 年 2020 年，長沙市的土地利用 /覆被類型以耕地和林地為主，二者占總面積的比在此期間一直超過 90%，但面積不斷減少。 展 望 本研究主要是以長沙市為研究區(qū)域，通過遙感影像數(shù)據(jù)進行土地利用分析及預(yù)測，由于收集的資料以及個人水平有限，因此還有許多工作有待進一步完善。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 參 考 文 獻 [1] 肖志坤 . 區(qū)域城市土地利用 /覆被變化及其驅(qū)動力研究 以長株潭為例 [D]. 湘潭市 :湖南科技大學(xué) ,2020. [2] 羅開盛 ,李仁東 . 長沙市近 10 年土地利用變化過程與未來趨勢分析 [J]. 中國科學(xué)院大學(xué)學(xué)報 ,2020,31(5):632639. [3] 龔文峰 ,袁力 ,范文義 . 基于 CAMarkov 的哈爾濱市土 地利用變化及預(yù)測 [J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報 ,2020,28(14):216222. [4] 姜寧寧 . 基于 GIS 的渭北旱源 LUCC 分析及其驅(qū)動力研究 以陜西省澄城縣為例 [D]. 西安 :西北大學(xué) ,2020. [5] 郝慧君 . CAMARKOV 模型與 GIS、 RS 在土地利用 /土地覆蓋變化中的應(yīng)用研究 [D]. 武漢 :華中農(nóng)業(yè)大學(xué) ,2020. [6] 全斌 ,李吟 ,陶建軍等 . 長株潭“兩型社會”建設(shè)土地利用變化及區(qū)域比較 [J]. 湖南科技大學(xué)報 ,2020,1(25):8186. [7] 全斌 . 土地利用與土地覆被變化學(xué)導(dǎo)論 [M]. 北京 :中國環(huán)境科學(xué)出版社 . . [8] 吳傳鈞 ,郭煥成 . 中國土地利用 [M]. 北京 :科學(xué)出版社 ,1994. [9] 朱利凱 ,蒙吉軍 . 國際 LUCC 模型研究進展及趨勢 [J]. 地理科學(xué)進展 ,2020,28(5):782790. [10] 劉彥隨 ,楊子生 . 我國土地資源學(xué)研究新