集成ann和markov的土地利用变化模拟与情景分析-科研信息化技术.pdfVIP

e-Science 技术 TECHNOLOGY 年 月 科研信息化技术与应用 第2卷第4期 2011 7 集成ANN和Markov的土地利用变化模 拟与情景分析——以黄河三角洲为例 1,2 1,3 4 1,3 1,3 侯西勇 ，路晓 ，罗泽 ，吴莉 ，邸向红 1. 中国科学院烟台海岸带研究所，中国科学院山东省海岸带环境过程重点实验室，烟 台 264003 2. Nicholas School of the Environment, Duke University, Durham, North Carolina, 27708, USA 3. 中国科学院研究生院，北京 100049 4. 中国科学院计算机网络信息中心，北京 100190 摘 要： 基于GIS空间分析、ANN方法、Markov理论和Duckling协同环境，通过研发 及集成，形成可同时本地化及协同化运行的土地利用变化模拟和预测的ANN- Markov方法，进而，以黄河三角洲为案例区：1）基于1995、2000年1:10万 的土地利用信息和GIS空间分析技术，计算5年间的土地利用转移面积及转 移概率矩阵，分析各个土地利用类型的扩展与收缩特征；2）基于ANN方法和 地形、区位等多因子空间信息，模拟各个土地利用类型空间变化（扩展与收 缩）的概率分布，并按照ANN-Markov方法，模拟得到2000年土地利用分布 图，进而进行精度评价，宏观总量、误差矩阵及Kappa系数（达0.82）均表明 模拟结果精度总体较高；3）将模型推广至2005、2010年土地利用的空间化模 拟（情景分析），得到2005和2010年的土地利用分布模拟图。研究表明，集 成ANN-Markov方法能够得到比较理想的LUCC模拟结果，包括非常准确的总量 信息与吻合度较高的空间格局特征，而且在情景分析及其空间化模拟方面有 较大的优势；通过开发/改进和集成，该方法可在协同环境平台中运行，从而 极大地便利了模型的推广应用以及模拟结果的比对。 关键词： 土地利用变化；ANN；Markov；空间分析；Duckling协同环境；黄河三角洲 基金项目：中国科学院知识创新工程重要方向项目（kzcx2-yw-224），中国科学院“十一五”e-Science应 用示范项目（INFO-115-D01-Z005），香港王宽诚教育基金会（2009年度中国科学院王宽诚教育基金会奖学 金访问学者项目-资源与生态环境人才专项），国家自然科学基金项目。 40 年 月 TECHNOLOGY e-Science 技术 科研信息化技术与应用 第2卷第4期 2011 7 Simulation Scenario Analysis of Land Use Change by Inte