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基于CA-Markov模型的福州市景观格局动态模拟研究
摘要
本文采用CA-Markov模型，对福州市2005年至2015年间的景观格局进行了动态模拟，得出了该时期福州市景观格局的演变趋势和特征，并对其原因进行了探讨。结果表明，福州市的建设规模和速度快速增长，城市化进程加速，以及经济发展对土地的需求增加等因素，导致了城市景观结构的显著变化。未来应加强规划管理，推动城市可持续发展，维护城市景观生态平衡。
关键词：CA-Markov模型；景观格局；动态模拟；可持续发展；生态平衡
Abstract
ThispaperusedCA-MarkovmodeltodynamicallysimulatethelandscapepatternofFuzhoucityfrom2005to2015,andanalyzedtheevolutiontrendandcharacteristicsofFuzhoucityfromthisperiodandexploredthereasonsbehindit.Theresultsshowedthatrapidgrowthofcityconstructionsizeandspeed,acceleratedurbanizationprocessandincreasingeconomicdevelopmentdemandforlandledtosignificantchangesinurbanlandscapestructure.Inthefuture,itisnecessarytostrengthenplanningandmanagement,promotesustainableurbandevelopment,andmaintainurbanlandscapeecologicalbalance.
Keywords:CA-Markovmodel;landscapepattern;dynamicsimulation;sustainabledevelopment;ecologicalbalance
1.引言
景观格局是城市土地资源利用的重要内容，其合理性对城市发展具有举足轻重的作用。近年来，城市建设规模不断扩大，城市化进程快速推进，其中涉及的土地资源的使用和管理问题也愈加复杂。为了有效地利用城市土地资源，需要运用模型对城市景观格局进行动态模拟。CA-Markov模型是对城市景观格局进行动态模拟的重要方法之一，其综合考虑了各种因素对城市土地利用的影响，是进行城市规划管理和土地资源利用规划的重要工具。
福州市作为闽南地区的重要城市，经历了近年来的高速发展。为了更好地了解福州市景观格局的演变趋势和特征，本文采用了CA-Markov模型，对福州市2005年至2015年间的景观格局进行了动态模拟，并分析了其原因。本研究可为福州市乃至闽南地区的城市规划和土地资源利用提供参考意见，保障城市可持续发展和维护城市景观生态平衡。
2.研究方法
2.1数据来源
本研究所用数据包括福州市景观格局的遥感图像数据、土地利用变化数据、经济和社会发展数据等。其中，遥感图像数据源自于2005年和2015年卫星遥感图像，起到定量解译遥感影像的作用。土地利用变化数据分为福州市2005年的土地利用类型和2015年的土地利用类型，用于推算土地利用的变化概率。经济和社会发展数据分析了城市化发展、人口增长、经济发展等多种因素对土地利用的影响。
2.2模型原理
CA-Markov模型是一种用于城市土地利用类型变化的动态模拟方法。该模型将城市分为许多网格，每个网格代表一个土地利用类型，再使用Markov矩阵来计算每种土地利用类型的转换概率，最后使用转换概率和规则来模拟城市土地利用的变化，从而实现对城市景观格局的动态模拟。
2.3研究步骤
本研究所采用的步骤包括：收集福州市遥感图像数据、土地利用变化数据和经济和社会发展数据；对图像进行分类，并计算每个类型的面积；根据Markov矩阵，计算每个类型之间的转换概率；使用规则和转换概率，模拟福州市2005年至2015年间的景观格局变化。
3.结果与分析
研究结果表明，2005年至2015年间，福州市的建设规模和速度快速增长，导致城市景观结构的显著变化。其中，宅基地和水田等农业用地减少，工业用地、建设用地和交通运输用地等城市化用地增加。
具体来看，在福州市的建设用地中，商业用地、居住用地和公共设施用地面积增加较多，商业用地和居住用地规模分别增加了15.84%和13.62%；公共设施用地增加了8.57%。而工业用地面积增加了5.56%，交通运输用地增加了1.89%。在农业用地中，宅基地和水田面积分别减少了26.78%和1.24%。
此外，城市化过程加速和经济发展对土地的需求增加也是影响福州市景观格局变化的主要因素。在未来，应加强