【正文】 土地利用類型 i 轉(zhuǎn)換為土地利用類型 j 的轉(zhuǎn)移概率。如果兩幅圖像差異很大，則其 Kappa 系數(shù)小。由 Cohen 在 1960 年提出。 當(dāng)兩個(gè)診斷完全一致時(shí)， Kappa 值為 1。當(dāng)觀測(cè)一致率小于期望一致率時(shí)， Kappa 值為負(fù)數(shù)，這種情況一般來說比較少見。1Kappa= 時(shí)，表示兩者幾乎完全一致， Kappa 時(shí)，表示高度的一致性。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(cè)精度，也能在空間位置上有直觀的表達(dá) [18]。在 ArcMap 中將土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，得到 IDRISI 可識(shí)別的文件格式；（ 2）進(jìn)行 Markov 預(yù)測(cè)。由于數(shù)據(jù)不全且查閱有些資料表明自己制作的適宜性圖集往往因?yàn)橹饔^性強(qiáng)使模擬精度很低，故此步驟本文采用的是進(jìn)行 Markov 預(yù)測(cè)時(shí)產(chǎn)生的 .rgf 格式的 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖集 作為適宜性圖集；（ 4）進(jìn)行 CAMarkov 模擬預(yù)測(cè)。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 技術(shù)路線 圖 技術(shù)路線圖 Fig. Technology road map 確認(rèn)研究主題 以長沙市為研究區(qū)域 資料、數(shù)據(jù)收集與整理 遙感數(shù)據(jù) 非遙感數(shù)據(jù) 遙感影像分析與處理、分類、分類后處理 長沙市 19902020 年近 20 年 TM 遙感影像 經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) 地形圖 行政邊界圖 土地利用數(shù)據(jù)庫 土地利用動(dòng)態(tài)變化分析 土地利用趨勢(shì)預(yù)測(cè)分析 結(jié)論 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第二章 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)源簡(jiǎn)介 研究區(qū)概況 圖 長沙市地理位置 Fig. Geographical position of Changsha 長沙市位于湖南省東部偏北，湘江下游，南接株洲市和湘潭市。 5339。 539。 5139。 4039。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。地形以山地丘陵為主，土地利用類型多樣。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 數(shù)據(jù)來源與處理過程 數(shù)據(jù)來源 （ 1）本研究所使用的長沙市土地利用數(shù)據(jù)來自中國資源環(huán)境數(shù)據(jù)庫和實(shí)驗(yàn)室購買的 TM 遙感影像標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。該數(shù)據(jù)是以 TM/ETM+遙感影像為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類和人工目視解譯形成的 1:10 萬的土地利用矢量數(shù)據(jù)，這三期數(shù)據(jù)的解譯定性精度誤差被分別控制在 %、 %和 %水平上 [1,19]； 2020 和 2020 年的遙感數(shù)據(jù)為實(shí)驗(yàn)室購買的原始格式為 DAT、頭文件為 Fast，并已經(jīng)過輻射校正和相關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)處理的 TM 遙感影像標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品 [19]。 （ 2）長沙市 行政區(qū)劃矢量圖、土地利用現(xiàn)狀圖及 30m 分辨率的 DEM 數(shù)據(jù)等。統(tǒng)計(jì)年鑒包括《湖南省統(tǒng)計(jì)年鑒（ 19912020 年）》，長沙市的相關(guān)統(tǒng)計(jì)年鑒；還有部分?jǐn)?shù)據(jù)來自湖南省統(tǒng)計(jì)信息網(wǎng)（ 數(shù)據(jù)處理過程 數(shù)據(jù)的前期處理包括遙感影像幾何校正、遙感影像拼接和裁剪、遙感影像計(jì)算機(jī)監(jiān)督分類和精度驗(yàn)證、矢量數(shù)據(jù)的處理等工作。 數(shù)據(jù)的后期處理工作包括數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、重分類、生成轉(zhuǎn)移矩陣和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖集、模擬預(yù)測(cè)等工作。再在 Markov 模塊生成轉(zhuǎn)移面積矩陣、轉(zhuǎn)移概率矩陣和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖集，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖集是 .rgf 格式的。在已有前期數(shù)據(jù)和后期預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)需要在 ArcGIS 中制圖輸出和在 IDRISI 中操作得到土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 以及各地類的面積統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等 。在 IDRISI 中統(tǒng)計(jì)研究區(qū)各期土地利用面積，制作表 和圖 ，由表及圖可知 19902020 年長沙市土地利用 /覆被主要表現(xiàn)如下幾個(gè)特征： （ 1）長沙市土地利用 /覆被主要以耕地和林地以及建設(shè)用地為主，耕地與林地呈現(xiàn)逐年減少的趨勢(shì)，而建設(shè)用地則逐年增加。建設(shè)用地方面： 1990 年研究區(qū)建設(shè)用地面積為 26141ha，占該年土地利用總面積的 %； 1995 年為 30242 ha，占比 %； 2020 年為 31012 ha，占比 %； 2020 年為 48564 ha，占比 %； 2020 則增加為 61513 ha，占比 %。草地在 19902020 年期間的變化幅度比較小，基本上保持一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，總體上略有增加；水體的總面積變化也較小，但呈現(xiàn)從 2020 年開始呈現(xiàn)略微減少的趨勢(shì)。以各地類的轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出面積為基礎(chǔ)分別制作長沙市 19902020 年各地類增加的速率圖和減少的速率圖，并將兩圖像進(jìn)行對(duì)比，如圖 。 （ 2）在 19902020 年二十年期間，長沙市建設(shè)用地基本上只有增加的速率而無減少的速率，說明在此期間建設(shè)用地面積持續(xù)增長而基本上無轉(zhuǎn)出；后十年建設(shè)用地的增加速率明顯高于前十年增加的速率，說明后十年長沙市城鎮(zhèn)化程度遠(yuǎn)比前十年劇烈。再在 ArcGIS 軟件中將 1990、2020 年、 2020 年的土地利用 /覆被分布 圖制圖輸出，如圖 。 從各地類轉(zhuǎn)出去向看：耕地面積轉(zhuǎn)出的最多，轉(zhuǎn)出面積總計(jì) 3931ha，主要轉(zhuǎn)換為建設(shè)用地，其次為林地、水體，轉(zhuǎn)出量分別為 2210 ha、 1317 ha、 404 ha；林地面積轉(zhuǎn)出次之，轉(zhuǎn)出面積總計(jì) 2956ha，轉(zhuǎn)出部分主要流向建設(shè)用地，其次為草地和耕地，轉(zhuǎn)出量分別為 2407 ha、 383 ha、 156 ha；草地主要轉(zhuǎn)換為林地，為 121 ha；水體 主要轉(zhuǎn)換成建設(shè)用地，為 312 ha，另有一部分轉(zhuǎn)換成耕地；建設(shè)用地轉(zhuǎn)出部分主要變成林地和耕地；未利用地主要轉(zhuǎn)出為林地和建設(shè)用地。 從各地類轉(zhuǎn)出去向看：耕地面積轉(zhuǎn)出的最多，轉(zhuǎn)出面積總計(jì) 32895ha，主要轉(zhuǎn)換為建設(shè)用地，其次為林地、水體，轉(zhuǎn)出量分別為 20458ha、 7325ha、 4740ha；林地面積轉(zhuǎn)出次之，轉(zhuǎn)出面積總計(jì) 27620ha，轉(zhuǎn)出部分主要流向建設(shè)用地，其次為耕地和水體，轉(zhuǎn)出量分別為 16202ha、 9228ha、 1993ha；草地主要轉(zhuǎn)換為林地，為 896ha；水域主要轉(zhuǎn)換成林地和建設(shè)用地，轉(zhuǎn)出量分別為 1992ha、 1443ha，另有 3630ha 轉(zhuǎn)換成耕地；建設(shè)用地轉(zhuǎn)出部分主要變成耕地和林地，分別轉(zhuǎn)出 5461ha 和 1839ha；未利用地主要轉(zhuǎn)出為草地和水體。 19902020 年 長沙市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張分析 我國的城鎮(zhèn)化方興未艾，城鎮(zhèn)化程度如何大體上可以通過區(qū)域建設(shè)用地面積的多少來反映。 圖 反映了長沙市 19902020 年各區(qū)域建設(shè)用地面積在各個(gè)時(shí)期的變化，既體現(xiàn)了在時(shí)間上的變化，也體現(xiàn)了空間上的變化。 20202020 年各區(qū)域的建設(shè)用地面積總和幾乎為 19902020 年總和的兩倍，表明了相比較于 19902020 年，長沙市在20202020 年期間加快了它的城市化建設(shè)。反映了長沙市在城鎮(zhèn)化建設(shè)中存在區(qū)域發(fā)展不平衡的問題，城鎮(zhèn)化建設(shè)集中在長沙東部進(jìn)行，而忽略了西部的發(fā)展。因此，未來如何規(guī)劃好城鎮(zhèn)的發(fā)展布局，實(shí)現(xiàn)土地資源的全面可持續(xù)利用，是政府工作研究決策者需要解決的問題之一。 然后以 1995 年 為 起 始 年 ， 利 用 IDRISI 的 GIS Analysis?Chang/Time Series?CA_MARKOV 模塊對(duì)長沙市 2020 年、 2020 年、 2020 年的土地利用 /覆被進(jìn)行預(yù)測(cè)，將預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，如圖 、圖 、圖 所示，使用 Kappa 系數(shù)對(duì)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行精度評(píng)價(jià)。 故繼續(xù)以 1995 年為起始年，使用 CAMarkov 模型對(duì)長沙市 2020 年、 2020 年、 2025年、 2030 年四期的土地利用 /覆被進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到土地利用 /覆被數(shù)據(jù)，并計(jì)算長沙市 2020年 2020 年以及 2020 年 2030 年的土地利用面積轉(zhuǎn)移矩陣，如表 、表 、圖 。（ 3）由于林地面積基數(shù)比較大，因而轉(zhuǎn)移的面積較多。（ 4）林地面積出現(xiàn)銳減，從 2020 至 2020 年左右，建設(shè)用地面積將會(huì)保持大致為 行增加，增速大約為 2020 年至 2020 年的增速的兩倍，土地被持續(xù)開發(fā)利用，因此，如何協(xié)調(diào)好經(jīng)濟(jì)建設(shè)與生態(tài)和林地保護(hù)之間的關(guān)系，使有限的土地資源得到合理有效的利用，是未來發(fā)展和建設(shè)長沙市的關(guān)鍵。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 第四章 結(jié)論與展望 結(jié) 論 土地利用 /覆被變化作為全球環(huán)境變化的重要研究方向，與我們社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境息息相關(guān)。主要得出以下結(jié)論： （ 1）長沙市土地利用結(jié)構(gòu)在 1990 年 2020 年二十年期間發(fā)生了很大的變化，其總體特征是耕地和林地持續(xù)減少，建設(shè)用地持續(xù)增加，但后十年的土里利用結(jié)構(gòu)變化比前十年的要?jiǎng)×?。建設(shè)用地的面積和比例較小，但增長迅速。 （ 3）根據(jù) CAMarkov 預(yù)測(cè)結(jié)果可知：長沙市的林地在 20202020 年期間將會(huì)出現(xiàn)較大幅度的減少，主要轉(zhuǎn)出為建設(shè)用地和耕地；建設(shè)用地依然保持著高速的增長，向外擴(kuò)展較快；大致在 2020 年左右，長沙市的土地利用該 /覆被將達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，不再隨著時(shí)間的推移發(fā)生較大的變化轉(zhuǎn)移。 （ 1）本研究的使用的遙感數(shù)據(jù)前期處理工作已完成，為現(xiàn)有的土地利用數(shù)據(jù)，本人所做的工作主要是基于前期數(shù)據(jù)做后期的數(shù)據(jù)處理并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，故本人對(duì)于前期數(shù)據(jù)的處理還未熟練掌握。 （ 2） CAMarkov 模型雖然結(jié)合了 CA 模型與 Markov 模型的優(yōu)點(diǎn)，但它依舊存在其局限性，如它不會(huì)受到土地利用政策、經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策的等的影響，而僅僅是在模擬的空間上和數(shù)量上進(jìn)行了優(yōu)化，故對(duì)于預(yù)測(cè)模型的使用還有值得探討的地方。回首這四年的時(shí)光，不免讓人思緒萬千。各位老師、同學(xué)和朋友在日常生活和學(xué)習(xí)中都給了我很大的關(guān)心和幫助，在此謹(jǐn)向諸位表示我最誠摯的謝意。全老師從給我們論文課題開始，到現(xiàn)在的成文結(jié)束，他都一直在我們身邊關(guān)心著我們的論文進(jìn)展，會(huì)打電話詢問在做論文中我們是否遇到了困難、會(huì)開小組討論會(huì)探討問題的解決辦法，我們也從中獲益良多。在此，我向我們敬愛的全老師深表謝意！ 最后，對(duì)論文評(píng)閱、答辯和提出寶貴意見的所有師長、專家表示真摯的謝意！ 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 作者簽名： 日 期： 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它