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本田 4
第./卷第0期1223年.月 !
地理学报 "#$"!
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@AB 侯西勇8@@庄大方8@@于信芳 Y中国科学院地理科学与资源研究所$北京A22A2Ab CD-以c%MJQ格网化数据集$从而讨论了草地资源动态变化的空间格局特征"研究表明$近A2年来草地与未利用土地之间为近似等量交换$与其他土地利用类型之间的转换则是显著的入不敷出$因此草地大量减少$但是草地总体质量的提高在很大程度上弥补了其总量减少的不利影响"草地数量的转入与转出及质量的提高与恶化在时间上同步发生$在空间上则交错进行并形成复杂的空间格局"草地资源的动态变化总体上具有比较突出的区域差异性$可以划分出.个基本动态变化分区"EFG-遥感和%+,!
草地资源!
土地利用变化!
空间格局!
新疆 新疆草原广阔#光热资源丰富等自然环境特征为畜牧业的发展创造了极为有利的条件"但是$新疆草原牧区经济发展与生态环境保护之间的矛盾十分尖锐"近年来$农林牧各产业间的发展存在超载过牧#滥垦乱挖等现象$草地退化#土地沙漠化等生态环境问题日益突出HA>.X"在西部大开发的背景下$如何处理和协调新疆耕地#林地#草地等土地利用方式之间的关系$如何科学合理地实施%退耕还林还草&工程$这对于维持多民族团结#促进社会经济可持续发展及保护和恢复生态环境来说都是至关重要的"赵万羽等从生态系统原理出发$对新疆草地资源的劣化状况#原因及治理对策进行了深入的研究H3X!
何书金#邹亚荣等分别以西部地区和干旱区为研究区$通过分析土地利用变化而对新疆草地资源的变化有了基本的认识H[8@ZX!
但更具针对性#时效性和区域性的深入研究尚不多见$而且草地资源动态变化空间格局方面的研究也有待加强"传统的土地资源动态调查技术费时#费力$时效性低且误差很大$而基于遥感和%+,的详查与动态监测技术不仅效率高$而且时效性强$准确度高$因此逐渐得到广泛而深入的应用"在%+,技术的支持下$作者基于c"#$%122:>2/>12?
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&’($%122:>AA>AA)*+,-国家自然科学基金资助项目B/2121221C!
中国科学院知识创新工程重大项目BDE#F>1>:2GC@H!
"#$%&’(")* -@DK5T6OQUO@+KK5V1>:2GX./01-侯西勇YA/Z[>C8@男8@山东泰安人8@博士研究生"主要从事地理信息系统应用#土地利用\土地覆被变化的研究"&>]3AZ页 R*
5 地理学报 !
"#卷 $%##数据与方法 !
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"#$ 数据来自于!
中国资源环境遥感数据库"#该数据库是中国科学院知识创新工程重 大项目!
遥感时空信息分析与数字地球相关理论技术预研究"和知识创新重大方向性项 目!
国家资源环境数据库集成与数据共享"等项目的综合成果$原始信息源主要是&’ 世纪()年代后期与*"""+&)))年间的,-./0-1%23影像#空间分辨率为45#674586#参 照地形地貌数据#以土地的用途%经营特点%利用方式和覆盖特征等为主要的解译分类 依据进行遥感判读#面状地物上图标准为9个像元#线状地物上图标准为&个像元以 内#由此得到两期*:*5万的土地利用分布数据;(<*5=$实地勘察抽样验证表明#两期数据 定性准确率均达到"!
>以上#可以全面%客观地了解&5世纪"5年代我国土地利用变化 的数量与分布#以及各种土地利用类型之间相互变化的规律和特点;(?
*5=$数据存储为 @ABCDEFGHBIJKL-MK文件#采用@NOKL0等积圆锥投影&中央经线是*5!
PIQ#双标准纬线 分别是&!
8IE和RS8IE;"T**=$土地利用分类系统包括耕地%林地%草地%水域%城乡工矿 居民用地和未利用土地9个大类#代码分别为*5%&5%45%R5%!
5和95$细分的&!
个 亚类中草地有4个&高覆盖度草地U4*V#指覆盖度W!
5X的天然草地%改良草地和割草 地#水分条件较好#草被生长茂密’中覆盖度草地Y4&Z#指覆盖度在&5[+!
5>的天然 草地和改良草地#水分不足#草被较稀疏’低覆盖度草地Y44Z#指覆盖度在!
>+&5>的 天然草地#水分缺乏#草被稀疏#牧业利用条件差$根据研究的需求#作者对土地利用 类型数据进行了如下合并&耕地%林地%水域%城乡工矿居民用地和未利用土地只保留 一级类型图斑#草地则保留4个亚类$ !
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土地利用变化速率的度量土地利用类型动态度表达的是研究区一定时间范围 内土地利用类型的数量变化情况#可以分为单一土地利用类型动态度和综合土地利用类 型动态度;*&?
%*4=#模型如下& ( !
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&")]* \* * !
\%#"$$^%_*55[‘PPP&’\P)(a%b*55[PPPPPU*
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是研究时段内的单一土地利用类型动态度#"$%"#分别是研究期开始和结束时 某一土地利用类型的面积’&’是研究时段内的综合土地利用类型动态度#&")为测量开 始时第)类土地利用类型面积’"&")]*是测量时段内第)类土地利用类型转为非)类土地 利用类型面积的绝对值’%为监测时段长度$ !
"#"#土地利用变化系统分析的方法一定区域内的不同土地利用类型U在此既包括不 同性质的9个土地利用大类#又包括不同质量的4个草地亚类Z之间具有相互转化的趋势 和性质#而且这种转化过程符合马尔柯夫随机过程的!
无后效性"特征#因此可以采用 马尔柯夫转移矩阵来描述不同土地利用类型之间在时间维上的发展演化过程;**?
P*R]*9=$在 @ABCDEFG软件中对*""5年和&555年两期数据进行地图代数运算#可以生成包含土地 利用类型转换信息的数据$运算方式如下& ’+,-"5&cP\P’+,-"5d*55Pe!
’+,-&cPP U&
Z 式中&’+,-"5&c是地图代数运算生成的新数据中表示土地利用类型转化信息的字段’ ’+,-"5和’+,-&c分别是*""5数据和&555数据中表示土地利用类型信息的字段$ 根据’+,-"5&c字段对面积信息进行统计汇总#即得到近*5年来的土地利用类型面 !
"期 侯西勇等!
#$世纪%$年代新疆草地资源的空间格局演变 E)) 积转换数据"进而可以计算出以面积转移比重作为状态概率的土地利用变化转移概率矩 阵"其数学表达式为!
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$为土地利用类型数目"!
"#为期初至期末类型"转化为类型#的概率"%"-#表示期初至期末类型"转化为类型#的面积"&’"为期初"类土地利用类型的面积#!
"#"$草地资源动态变化的空间格局特征研究了解草地与其他土地利用类型之间以 及草地各亚类之间相互转化的空间格局特征是进一步研究草地资源变化影响因子$驱动 机制及调控措施等的前提和基础#土地利用变化在空间分布上往往并不具有清晰的界限" 在时间过程上则往往具有不断反复的特点%而且局域草地资源的变化方向$变化强度$ 变化过程等都受到相邻土地利用类型及其变化情况的深刻影响#因此"直接以地图代数 运算得到的土地利用变化矢量数据分析草地资源分布变化的空间格局特征将具有很大的 局限性和缺点#创建矢量格网数据"用其切割土地利用变化矢量数据"继而以矢量格网 为统计单元汇总各种土地利用变化的面积信息"并按变化类型生成栅格结构数据"由此 得到无分类面积信息损失的./01格网化土地利用变化数 -.5678129: 据集"这种数据模型便于进行各种空间统计和地图代数运算"而且与矢量数据相比更适合纳入土地利用变化预 12;<=>12?
= 测模型进行未来情景分析#!
"$!
"#$ @A12BCD;1E’ 新疆面积辽阔"且两期数据信息量巨大"因此数据处理过程繁琐费时"通过编写234批处理程序不仅能   ()/0grid1234 提高效率"而且便于排查错误"保证和提高了数据分析的精确度&图)’# ()*+, #$-. *+++近)$年草地资源数量变化特征 通过地图代数运算和图斑面积汇总"得到土地利用 #$%&’    

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