摘要
土地利用演变时空格局分析是探究研究区域土地利用变化程度的重要手段，同时也能揭露某一区域土地利用时空演替规律，分析结果可为研究区土地利用结构调整与优化提供借鉴与参考。泰安市市辖区处于泰安市中心区域，是我国世界文化与自然双重遗产、中国5A级旅游景区——泰山景区的所在地，同时也是泰安市经济活动最频繁的区域。泰安市市辖区除了具有重要的经济和生态功能外，市辖区范围内还存有大面积的耕地，是泰安市重要农产品生产区。泰安市市辖区具有重要的生态、经济、农业价值，各种影响因素在空间上交错分布，时间上相互重叠，恰恰是自然因子和人为干扰作用最为活跃的敏感区域，因此有着极高的研究价值。 本文以泰安市市辖区为研究区，基于1990-2018年土地利用遥感影像数据，通过监督分类与目视解译相结合提取土地利用有效数据。结合统计年鉴，制作市辖区地形图、河流水系图作为辅助说明。通过生成研究区土地利用现状图、土地利用类型面积及所占比例表、土地利用转移矩阵、土地利用总体变化速率、地学信息图谱，得到土地利用时序变化特征；综合运用土地利用冷热点分析、核密度分析、标准差椭圆分析，研究土地利用空间格局变化特征，最终统筹时序变化特征和空间格局特征得到土地利用总体变化特征。 主要研究内容及结果如下： (1)土地利用类型信息提取：从地理空间数据云中下载的遥感影像，进行几何校正、辐射定标、影像裁剪等影像预处理之后采用支持向量机进行监督分类，通过人机交互目视解译，纠正错分的土地类型，最后通过混淆矩阵对分类结果进行评价，确定分类的精度和可靠性，将市辖区土地利用类型划分为：耕地、林地、草地、水域、建设用地、未利用地。 (2)土地利用时序变化特征：泰安市市辖区的土地利用类型主要以耕地和林地为主，其中耕地在1990?2000年，面积分别为1025.5km2、981.76km2，两个时间节点面积比例均＞40%，分别为49.27%?47.16%。耕地主要集中分布在研究区西部?中部?东部大部分区域，破碎程度较小，林地主要分布在泰安市市辖区北部，以及泰安市市辖区中南部，这两处林地大面积连续集中连片分布。建设用地一直处于扩张态势，随着时间的推移由中心向四周扩散，1990年建设用地的面积为188.15km2，2018年建设用地面积为426.86km2，1990-2018年建设用地总体增长率高达127％。2000-2010年间建设用地面积涨幅最大，建设用地面积增加136.02km2，增长率高达58.51％，建设用地扩张方向受市辖区地形地势和交通线路的影像较大。根据1990-2018年土地利用变化速率的结果明显看出，泰安市市辖区土地利用类型变化表现为“有增有减”的特征，增加的类型主要是建设用地、水域、未利用地，建设用地增速最大，为4.53%；减少的类型主要有耕地、林地、草地。根据1990-2018年土地利用变化图谱可以得知，从总体而言，泰安市市辖区用地结构相对稳定，稳定型图谱面积高达80％以上，其中“耕地-耕地-耕地”为最大图谱演变类型，其面积为718.27km2，占稳定型图谱面积43.20%。 (3)土地利用空间格局变化特征：土地利用的热点区域主要用地类型为建设用地和耕地，热点区域集中在泰安市市辖区西北部，是建设用地主要扩张区域。2000-2010-2018年土地利用热点区域与1990-2000-2010这一时间段相比，有向西南方向扩张的趋势，土地利用的冷点区域较上一时间段大致范围保持不变，但有所减小，冷点区域主要转变为无变动特征区域，说明泰安市市辖区冷点区域土地利用变动趋于平稳，土地变动幅度较之前相比有所降低。1990-2000-2010年这一时间段内泰安市市辖区土地利用核密度范围在0.014-28.760之间，核密度分布状态呈现出团块状的空间特征。2000-2010-2018年这一时间段内土地利用变化核密度高密集区分布位置基本保持不变，但高密集区范围有所缩小；这一时间段，10个核密度分层区间集聚程度显著提升，核密度最高集聚区间范围达到60.646-67.384之间，市辖区土地利用细碎化程度进一步加强，土地利用更加精细化，小微地块之间的地类变动更加频繁，土地利用斑块数量进一步增多，小地块数量显著提高。标准差椭圆覆盖形状整体呈圆形，覆盖面积一直处于增加态势，椭圆面积增加了45.81km2，增加面积较小。从椭圆的扁率来看，椭圆扁率由0.08扩展到了0.11，椭圆旋转角度由30.62下降到了24.33，说明泰安市市辖区土地利用变化范围较为均衡，土地利用分布的方向性逐渐增强，土地利用分布离心效应逐渐增强。
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