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土地利用分析案例式實驗教程 版權信息
- ISBN：9787030741189
- 條形碼：9787030741189 ; 978-7-03-074118-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
土地利用分析案例式實驗教程 內容簡介
本書以具體案例教程的方式，結合土地科學領域具體的科學問題，綜合講授土地科學研究中常用的研究方法，包括計量經濟學、結構方程、R語言、GIS、計量、空間計量、FLUS模型、GeoSOS模型、CLUE-S模型、CA模型、InVEST模型等在具體土地科學研究中的應用，有助于學生快速掌握土地科學領域研究的邏輯思路和*前沿的研究方法。具體包括以下內容：1）農地規模的環境效應分析；2）耕地質量保護的農戶選擇行為；3）土地利用變化驅動力分析；4）農戶撂荒耕地行為決策分析；5）森林優先保護區識別；6）關鍵性生態空間識別；7）區域土地利用效率分析；8）土地利用格局演變特征分析；9）土地利用生態風險分析；10）土地利用格局演變和模擬預測；11）農業社會化服務的環境效應分析。
土地利用分析案例式實驗教程 目錄
目錄
實驗一 土地利用格局演變特征分析 1
1.1 實驗概述 1
1.1.1 背景及目的 1
1.1.2 數據說明 1
1.1.3 整體實驗設計 2
1.2 實驗步驟 4
1.2.1 制作土地利用轉移矩陣 4
1.2.2 景觀格局指數分析 9
1.3 討論與總結 11
參考文獻 12
實驗二 土地利用變化驅動力分析 13
2.1 實驗概述 13
2.1.1 背景及目的 13
2.1.2 數據說明 13
2.1.3 整體實驗設計 14
2.2 實驗步驟 14
2.2.1 插值 14
2.2.2 實驗數據提取 15
2.2.3 距離分析 19
2.2.4 柵格數據轉點 20
2.2.5 探索性數據分析 22
2.2.6 變量相關性檢驗 23
2.2.7 Logistic回歸分析 24
2.3 討論與總結 26
參考文獻 26
實驗三 區域土地利用生態風險分析 27
3.1 實驗概述 27
3.1.1 背景及目的 27
3.1.2 數據說明 27
3.1.3 整體實驗設計 28
3.2 實驗步驟 30
3.2.1 劃分風險評價單元 30
3.2.2 生態風險指數計算 34
3.2.3 生態風險指數空間自相關分析 38
3.2.4 生態風險指數空間格局分析 43
3.3 討論與總結 53
參考文獻 54
實驗四 森林優先保護區識別 55
4.1 實驗概述 55
4.1.1 背景及目的 55
4.1.2 數據說明 55
4.1.3 整體實驗設計 57
4.2 實驗步驟 57
4.2.1 雙評價指標體系構建 57
4.2.2 生態系統服務能力 57
4.2.3 經濟開發成本格局 63
4.2.4 疊加分析 67
4.2.5 聚類分析 67
4.3 討論與總結 68
參考文獻 69
實驗五 區域關鍵性生態空間識別 70
5.1 實驗概述 70
5.1.1 背景及目的 70
5.1.2 數據說明 70
5.1.3 整體實驗設計 70
5.2 實驗步驟 74
5.2.1 柵格數據的歸一化處理 74
5.2.2 水源涵養功能重要性評價 75
5.2.3 土壤保持功能重要性評價 76
5.2.4 生物多樣性保護功能重要性評價 88
5.2.5 地質災害敏感性評價 89
5.2.6 洪澇災害敏感性評價 92
5.2.7 關鍵性生態空間識別 95
5.3 討論與總結 96
參考文獻 97
實驗六 土地利用變化模擬 98
6.1 實驗概述 98
6.1.1 背景及目的 98
6.1.2 數據說明 98
6.1.3 整體實驗設計 99
6.2 實驗步驟 100
6.2.1 數據準備 100
6.2.2 CA-Markov模型 102
6.2.3 Logistic-CA-Markov模型 108
6.3 討論與總結 112
參考文獻 113
實驗七 耕地質量保護的農戶選擇行為分析 114
7.1 實驗概述 114
7.1.1 背景及目的 114
7.1.2 數據說明 115
7.1.3 整體實驗設計 116
7.2 實驗步驟 116
7.3 討論與總結 120
參考文獻 121
實驗八 農戶耕地撂荒行為決策過程分析 122
8.1 實驗概述 122
8.1.1 背景及目的 122
8.1.2 整體實驗設計 122
8.2 實驗步驟 123
8.2.1 基于計劃行為理論的農戶耕地撂荒行為決策模型構建 123
8.2.2 研究假說提出 123
8.2.3 變量選取及數據說明 124
8.3 結構方程模型構建 125
8.3.1 建立路徑模型圖 125
8.3.2 結構方程模型的修正 128
8.4 討論與總結 132
參考文獻 132
實驗九 土地經營規模和效益預期對農戶秸稈還田意愿的影響分析 133
9.1 實驗概述 133
9.1.1 背景及目的 133
9.1.2 數據說明 134
9.1.3 整體實驗設計 134
9.2 實驗步驟 135
9.3 討論與總結 138
參考文獻 139
實驗十 農業社會化服務的環境效應分析 140
10.1 實驗概述 140
10.1.1 背景及目的 140
10.1.2 數據說明 140
10.1.3 整體實驗設計 141
10.2 實驗步驟 144
10.3 討論與總結 148
參考文獻 148
實驗十一 區域土地利用效率分析 149
11.1 實驗概述 149
11.1.1 背景及目的 149
11.1.2 數據說明 150
11.1.3 整體實驗設計 151
11.2 實驗步驟 153
11.3 討論與總結 159
參考文獻 159
實驗十二 土地利用格局優化研究 160
12.1 實驗概述 160
12.1.1 背景及目的 160
12.1.2 數據說明 160
12.1.3 整體實驗設計 161
12.2 實驗步驟 164
12.2.1 生態系統服務價值計算 164
12.2.2 關鍵性生態用地識別 165
12.2.3 生態用地目標約束下的土地利用格局優化 169
12.3 討論與總結 176
參考文獻 176
實驗一 土地利用格局演變特征分析 1
1.1 實驗概述 1
1.1.1 背景及目的 1
1.1.2 數據說明 1
1.1.3 整體實驗設計 2
1.2 實驗步驟 4
1.2.1 制作土地利用轉移矩陣 4
1.2.2 景觀格局指數分析 9
1.3 討論與總結 11
參考文獻 12
實驗二 土地利用變化驅動力分析 13
2.1 實驗概述 13
2.1.1 背景及目的 13
2.1.2 數據說明 13
2.1.3 整體實驗設計 14
2.2 實驗步驟 14
2.2.1 插值 14
2.2.2 實驗數據提取 15
2.2.3 距離分析 19
2.2.4 柵格數據轉點 20
2.2.5 探索性數據分析 22
2.2.6 變量相關性檢驗 23
2.2.7 Logistic回歸分析 24
2.3 討論與總結 26
參考文獻 26
實驗三 區域土地利用生態風險分析 27
3.1 實驗概述 27
3.1.1 背景及目的 27
3.1.2 數據說明 27
3.1.3 整體實驗設計 28
3.2 實驗步驟 30
3.2.1 劃分風險評價單元 30
3.2.2 生態風險指數計算 34
3.2.3 生態風險指數空間自相關分析 38
3.2.4 生態風險指數空間格局分析 43
3.3 討論與總結 53
參考文獻 54
實驗四 森林優先保護區識別 55
4.1 實驗概述 55
4.1.1 背景及目的 55
4.1.2 數據說明 55
4.1.3 整體實驗設計 57
4.2 實驗步驟 57
4.2.1 雙評價指標體系構建 57
4.2.2 生態系統服務能力 57
4.2.3 經濟開發成本格局 63
4.2.4 疊加分析 67
4.2.5 聚類分析 67
4.3 討論與總結 68
參考文獻 69
實驗五 區域關鍵性生態空間識別 70
5.1 實驗概述 70
5.1.1 背景及目的 70
5.1.2 數據說明 70
5.1.3 整體實驗設計 70
5.2 實驗步驟 74
5.2.1 柵格數據的歸一化處理 74
5.2.2 水源涵養功能重要性評價 75
5.2.3 土壤保持功能重要性評價 76
5.2.4 生物多樣性保護功能重要性評價 88
5.2.5 地質災害敏感性評價 89
5.2.6 洪澇災害敏感性評價 92
5.2.7 關鍵性生態空間識別 95
5.3 討論與總結 96
參考文獻 97
實驗六 土地利用變化模擬 98
6.1 實驗概述 98
6.1.1 背景及目的 98
6.1.2 數據說明 98
6.1.3 整體實驗設計 99
6.2 實驗步驟 100
6.2.1 數據準備 100
6.2.2 CA-Markov模型 102
6.2.3 Logistic-CA-Markov模型 108
6.3 討論與總結 112
參考文獻 113
實驗七 耕地質量保護的農戶選擇行為分析 114
7.1 實驗概述 114
7.1.1 背景及目的 114
7.1.2 數據說明 115
7.1.3 整體實驗設計 116
7.2 實驗步驟 116
7.3 討論與總結 120
參考文獻 121
實驗八 農戶耕地撂荒行為決策過程分析 122
8.1 實驗概述 122
8.1.1 背景及目的 122
8.1.2 整體實驗設計 122
8.2 實驗步驟 123
8.2.1 基于計劃行為理論的農戶耕地撂荒行為決策模型構建 123
8.2.2 研究假說提出 123
8.2.3 變量選取及數據說明 124
8.3 結構方程模型構建 125
8.3.1 建立路徑模型圖 125
8.3.2 結構方程模型的修正 128
8.4 討論與總結 132
參考文獻 132
實驗九 土地經營規模和效益預期對農戶秸稈還田意愿的影響分析 133
9.1 實驗概述 133
9.1.1 背景及目的 133
9.1.2 數據說明 134
9.1.3 整體實驗設計 134
9.2 實驗步驟 135
9.3 討論與總結 138
參考文獻 139
實驗十 農業社會化服務的環境效應分析 140
10.1 實驗概述 140
10.1.1 背景及目的 140
10.1.2 數據說明 140
10.1.3 整體實驗設計 141
10.2 實驗步驟 144
10.3 討論與總結 148
參考文獻 148
實驗十一 區域土地利用效率分析 149
11.1 實驗概述 149
11.1.1 背景及目的 149
11.1.2 數據說明 150
11.1.3 整體實驗設計 151
11.2 實驗步驟 153
11.3 討論與總結 159
參考文獻 159
實驗十二 土地利用格局優化研究 160
12.1 實驗概述 160
12.1.1 背景及目的 160
12.1.2 數據說明 160
12.1.3 整體實驗設計 161
12.2 實驗步驟 164
12.2.1 生態系統服務價值計算 164
12.2.2 關鍵性生態用地識別 165
12.2.3 生態用地目標約束下的土地利用格局優化 169
12.3 討論與總結 176
參考文獻 176
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土地利用分析案例式實驗教程 節選
實驗一土地利用格局演變特征分析 1.1實驗概述 1.1.1背景及目的 土地利用/覆被變化（land use and cover change，LUCC）研究在全球氣候變化、糧食安全、土壤退化和生物多樣性等關鍵問題研究中發揮著越來越重要的作用。LUCC對景觀格局有巨大的影響。景觀是以類似方式重復出現的、相互作用的若干生態系統的聚合所組成的異質性土地地域（Forman and Godron，1986）。人類的經濟開發活動主要是在景觀層面上進行的，因而景觀成為研究人類活動對環境影響的適宜尺度（謝花林，2008；彭建等，2004）。景觀格局是景觀異質性的具體體現，又是各種生態過程在不同尺度上長期作用的結果（鄔建國，2000），是LUCC*直觀的標志。認識土地利用變化與景觀格局之間的相互作用機制對區域土地資源的可持續利用和受損生態系統的恢復與重建具有重要理論和現實意義（馮異星等，2009）。景觀格局指數具有高度濃縮景觀格局信息的功能，廣泛應用于景觀格局分析（朱東國等，2017）。常用的景觀格局指數包括三個尺度：斑塊水平指數、類型水平指數及景觀水平指數。不同尺度的景觀格局指數能夠定量地描述不同水平的景觀格局，從而對其組成、結構、特征及功能的差異進行探究（Li and Wu，2004）。 本實驗希望達到以下目的：①掌握利用ArcGIS 10.2.2軟件進行柵格數據疊加分析的方法；②掌握土地利用轉移矩陣的計算方法；③掌握利用Fragstats 4.2.1軟件計算景觀格局指數的方法。 1.1.2數據說明 本實驗所使用的數據存儲于data_exp1文件夾中，包含的數據信息見表1.1。 本實驗中的LULC現狀數據的形式為柵格，格式為tif，格網單位為100m×100m，年份為2010年和2015年。LULC現狀分類包括耕地、林地、草地、水域、建設用地和未利用地6個一級類，見表1.2，可以直接使用這些數據進行土地利用格局演變特征分析。 1.1.3整體實驗設計 本實驗主要在ArcGIS 10.2.2、Fragstats 4.2.1和Excel 2016的軟件環境下，從土地利用數量變化和景觀格局變化兩個角度，制作土地利用轉移矩陣，計算景觀格局指數，對研究區2010～2015年的土地利用格局變化進行分析。整體實驗流程如圖1.1所示。 1.土地利用數量變化分析 土地利用轉移矩陣可以定量地表明不同土地利用類型（簡稱地類）之間的轉換情況。 2.景觀格局變化分析 景觀格局指數可以從斑塊、類型和景觀三個尺度進行衡量。本實驗主要從類型和景觀兩個尺度對土地利用格局演變特征進行分析。在類型尺度中主要選取的是斑塊數量（NP）、斑塊密度（PD）、*大斑塊指數（LPI）、邊緣密度（ED）、周長–面積分維數（PAFRAC）、散布與并列指數（IJI）、斑塊結合度指數（COHESION）、分離度指數（SPLIT）、聚集度指數（AI）9個指標。景觀尺度則主要從斑塊數量（NP）、斑塊密度（PD）、*大斑塊指數（LPI）、邊緣密度（ED）、周長–面積分維數（PAFRAC）、蔓延度指數（CONTAG）、分離度指數（SPLIT）、聚集度指數（AI）、散布與并列指數（IJI）9個指標中進行選取。各景觀格局指數的含義見表1.3。 1.2實驗步驟 1.2.1制作土地利用轉移矩陣 1.導入數據文件 打開ArcGIS 10.2.2軟件，單擊Add Data按鈕，選擇文件夾中的2005landusetype.tif與2010landusetype.tif兩個文件，單擊Add按鈕，出現的界面如圖1.2所示。 2.土地利用類型面積計算 在左邊菜單欄中右擊柵格數據，選擇Properties→Source選項，可以查看柵格數據的坐標系、范圍和分辨率等屬性，如圖1.3所示，柵格分辨率為100m×100m，即柵格數據中每個像元（pixel）的面積為0.01km2。 右擊柵格數據，選擇Open Attribute Table選項，即可得到每種土地利用類型（Value）的像元數量（Count），而每個像元的面積為0.01km2，由此可以計算出2005年和2010年兩期柵格數據中不同土地利用類型的面積，見表1.4。 3.柵格數據疊加分析 使用Spatial Analyst（空間分析）工具集需要額外授權，所以首先要添加拓展模塊。如圖1.4所示，選擇Customize→Extensions選項，在彈出的對話框中勾選Spatial Analyst選項，這樣就可以使用Spatial Analyst工具。 完成Spatial Analyst的授權后，選擇ArcToolbox→Spatial Analyst Tools→Local→Combine選項，打開Combine（疊加分析）工具，如圖1.5所示。 圖1.5打開Combine工具
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