【正文】 /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(shí)現(xiàn)土地利用的可持續(xù)提供理論依據(jù)。它的特點(diǎn)是時(shí)間、空間和狀態(tài)都離散，每個(gè)變量取有限的狀態(tài)，并且狀態(tài)改變的規(guī)則在時(shí)間和空間上都是局部的 [15]。 在土地利用格局中，每一個(gè)柵格 單元 就相當(dāng)于一個(gè)元胞，每個(gè)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(jìn)行運(yùn)算，可確定元胞的 轉(zhuǎn)移 狀態(tài) ，從而 實(shí)現(xiàn)對土地利用格局 空間變化 的模擬 [17]。 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。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(jìn)行預(yù)測，得到此期間的土地利用數(shù)據(jù)。 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。 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(jì) 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(jì) 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(jì) 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(jì) 360158 647991 13112 24977 128102 205 1174545 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（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??；（ 2）建設(shè)用地的面積在此期間擴(kuò)展了一倍多，占總面積的比由 %增大為 %。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 參 考 文 獻(xiàn) [1] 肖志坤 . 區(qū)域城市土地利用 /覆被變化及其驅(qū)動(dòng)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(bào) ,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(bào) ,2020,28(14):216222. [4] 姜寧寧 . 基于 GIS 的渭北旱源 LUCC 分析及其驅(qū)動(dòng)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(bào) ,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(jìn)展及趨勢 [J]. 地理科學(xué)進(jìn)展 ,2020,28(5):782790. [10] 劉彥隨 ,楊子生 . 我國土地資源學(xué)研究新進(jìn)展及其展望 [J]. 自然資源學(xué)報(bào) ,2020,23(2):353360. [11] 魏永坤等 . 基于 IDRISI CAMarkov 模型的閔行區(qū)土地利用變化及預(yù)測 [J]. 上海師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版 ),2020,43(1):98104. [12] 李亞麗 ,左獻(xiàn)娟 ,秦耀辰 . 基于 CA 的鄭州市土地利用演化研究 [J]. 華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào) ,2020,32(5):3134. [13] 楊渺等 . 基于 CAMarkov 模型的溫江區(qū)土地利用格局變化預(yù)測 [J]. 四川環(huán)境 ,2020,34(1):6570. [14] 李才偉 ,胡瑞安 . 自組織現(xiàn)象的元胞自動(dòng)機(jī)模擬與圖示 [J]. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào) ,1997,9(6):532537. [15] 黎夏等 . 地理模擬系統(tǒng) :元胞自動(dòng)機(jī)與多智能體 [M]. 北京 :科學(xué)出版社 .. [16] 張旭 . 基于 CAMARKOV 模型的甘南州土地利用預(yù)測研究 [D]. 蘭州市 :蘭州大學(xué) ,2020. [17] 何 瑞珍 等 . 基 于馬 爾可夫 模型 的鄭 州市 土地 利用動(dòng) 態(tài)變 化預(yù) 測 [J]. 中國 農(nóng)學(xué) 通報(bào) ,2020,22(9):435437. [18] 孟小前 . 基于 CAMarkov 模型的城市擴(kuò)展及預(yù)測模擬研究 以西寧市為例 [D]. 西寧市 :青海師范大學(xué) ,2020. [19] 雷師 . 中國中部和東南部城市土地利用變化對比研究 以長沙市和泉州市為 例 [D]. 湘潭市 :湖南科技大學(xué) ,2020. [20] 肖志坤等 . 長沙市土地利用結(jié)構(gòu)預(yù)測及其驅(qū)動(dòng)力研究 [J]. 水土保持通報(bào) ,2020,32(2):142146. [21] 王秀蘭 ,包玉海 . 土地利用動(dòng)態(tài)變化研究方法探討 [J]. 地理科學(xué)進(jìn)展 ,1999,18(1):8187. 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 [22] 朱會義 ,李秀彬 ,何書金 . 環(huán)渤海地區(qū)土地利用的時(shí)空變化分析 [J]. 地理學(xué)報(bào) ,2020,56(3):253260. [23] 錢李 . 基于 RS 和 GIS 的區(qū)域土地利用變化預(yù)測研究 以無錫市惠山區(qū)為例 [D]. 南京 :南京林業(yè)大學(xué) ,2020. 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 致 謝 時(shí)光匆匆流逝，轉(zhuǎn)眼間我的大學(xué)生涯即將在此論文成文之際結(jié)束。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。在這 20 年中，長沙市的建設(shè)用地面積增加了 35372ha，年均增加 ，耕地面積減少了 18168ha，年均減少 ，林地減少了 16933ha，年均減少 ；；草地增加了 444ha，年均增加 ；水域面積減少了 464ha，年均減少 。 總體來說， 19902020 年長沙市的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張比較顯著，尤其是在長沙的東部地區(qū)，存在區(qū)域發(fā)展差異較大的問題。 圖 反映了 19902020 年長沙市各地類轉(zhuǎn)換的增加速率與減少速率，由圖可知： （ 1）在 19902020 年二十年期間，長沙市耕地與林地減少的速率一直大于其增加的速率，說明在此期間耕地和林地的總面積持續(xù)減少；后十年耕地與林地減少的速率明顯大于前十年減少的速率，說明后十年長沙市耕地和林地轉(zhuǎn)換程度 遠(yuǎn)比前十年劇烈。 （ 3）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。114176。 簡單 Kappa 系數(shù)的計(jì)算式： ? ? ? ?cc PPPK ??? 1/0 式中， 0P 為觀測一致率， cP 為期望一致率。 土地利用 /土地覆被變化預(yù)測研究 國外研究土地利用變化的趨勢一般運(yùn)用模型來進(jìn)行模擬，如 Landey[1]以過程為主導(dǎo)模擬了馬達(dá)加斯加農(nóng)業(yè)景觀的利用變化狀況； Ruihong Huang and Christina Kennedy[1]對隱性馬爾科夫模型進(jìn)行了改進(jìn)，并以美國 威斯康辛州密 威斯康星州為例對其城市空間變化進(jìn)行了預(yù)測等。我國目前正處于城鎮(zhèn)化高速發(fā)展階段，有大規(guī)模的土地利用 /土地覆蓋變化正在發(fā)生，城鎮(zhèn)化的發(fā)展勢必會隨著人類的需求不斷加強(qiáng)，而土地 資源相對有限。 作者掌握了國內(nèi)外該研究領(lǐng)域中部分文獻(xiàn)資料，研究方法正確，技術(shù)路線合理，數(shù)據(jù)翔實(shí)可靠，取得了初步的結(jié)論。結(jié)果表明：長沙市 2020 年至 2020 年建設(shè)用地保持持續(xù)高速增加，而耕地面積和林地面積則逐年下降，并且絕大部分轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地；從 2020 至 2020 年左右，建設(shè)用地面積將會保持大致為，增速大約為 2020 年至 2020 年的增速的兩倍 ，此期間的主要變化表現(xiàn)為林地面積的減少； 2020 年左右，長沙市各個(gè)地類的土地利用趨于一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，不再隨時(shí)間的推進(jìn)發(fā)生較大的轉(zhuǎn)移變化。 土地利用 /土地覆蓋的含義 土地利用 /土地覆被作為地球表層系統(tǒng)最突出的景觀標(biāo)志，二者既 有 密切聯(lián)系又 有 本質(zhì)區(qū)別 [6]: 土地利用反映 的是 人類利用土地的功能和特性，來滿足自身需求的活動(dòng)方式和過程 ，屬于土地 社會經(jīng)濟(jì)屬性的一種 現(xiàn)象 ；而土地覆蓋 則體現(xiàn)的是 土地的自然屬性 [7]。 元胞自動(dòng)機(jī)算法的基本思想就是將整個(gè)系統(tǒng)分解為多個(gè)元胞，然后再根據(jù)系統(tǒng)中各個(gè)相鄰單元之間存在的相互關(guān)系，每個(gè)單元的狀態(tài)都是整個(gè)系統(tǒng)在一些簡單的規(guī)則作用下不斷進(jìn)化的結(jié)果。將元胞自動(dòng)機(jī)模型與馬爾科夫模型相結(jié)合形成的 CAMarkov 模型，不僅可以提高土地類型轉(zhuǎn)化的預(yù)測精度，也能在空間位置上有直觀的表達(dá) [18]。在氣候上，長沙市屬于典型 的亞熱帶季風(fēng)氣候，全年無霜期、降水充沛、雨熱同季、四季分明。在已