本文是一篇景观毕业论文，本研究基于Fragstats软件和ArcGIS软件结合利用景观格局指数法分析了研究区景观格局分析最佳粒度及其空间分异特征；利用地理探测器从因子探测和交互探测两个方面完成绿汁江流域土地利用变化的驱动机制分析；最后基于FLUS模型，考虑生态保护和自然发展两种情景下研究区未来土地利用空间分布。
第一章 绪论
第一节 选题背景及研究意义
一、 研究背景
土地是人类生存与发展最重要的资源和物质保障，具有承载万物的功能，在资源-环境-社会-经济的耦合系统中，土地资源是保障系统正常运行的重要基础[1]。土地利用/覆被变化是指人类改变利用、开发和管理土地的方式，导致地表覆被发生变化。1995年，IGBP和IHDP两大组织联合提出“土地利用/土地覆盖变化（LUCC,Land Use /Land Cover Change）科学研究计划”，此项计划促进了土地利用/覆盖变化相关研究的纵深发展，使其成为全球变化研究中炙手可热的研究课题[2]。时至今日，人们对土地利用/覆被变化对地表环境、地球生物化学圈层结构和过程所产生的影响有了更加明晰的认知，将其作为全球环境变化的主要原因并越来越重视它与全球环境变化和可持续发展等关键问题的作用方式和互馈机制[3]。
自景观生态学学科产生以来，土地一直是景观生态学的重要研究对象[4]。20世纪30年代，德国区域地理学家Troll使用航片进行东非地区土地利用研究时首创了“景观生态学”一词[5]，在随后的学科发展历程中，围绕土地展开的一系列实际研究也与景观生态学联系密切[6]。现代景观生态学的应用也主要以土地利用为主[5]，注重分析土地利用如何与水土流失、水质退化及其他社会-经济-生态耦合系统中的生态过程产生联系，并针对其作用机理展开深入研究[7-9]。20世纪80年代初期，介绍景观生态学概念和理论的文章开始在国内的期刊上出现[10]，景观生态学开始进入国内学者的视野，土地和景观因其和人类利用活动的密不可分性不可避免地成为国内景观生态学的主要研究对象。1997年，我国第一篇基于土地利用景观格局分析的区域景观格局研究文献发表，1999年，第一篇主题为流域土地利用景观格局的中文文献发表。截至目前，土地利用景观格局得到了广泛的研究，为区域土地利用优化、生态环境保护等提供了重要参考。
第二节 研究进展
一、 土地利用景观格局时空演变
景观由不同的土地利用、土地覆被类型组成，其实质是具有异质性特征的地域或镶嵌体[15]。土地利用/覆被变化（LUCC）客观记录了人类改变地球表面特征的宏观空间格局及其动态变化过程，是反映人类活动对地表覆被影响的重要参照之一，它既是全球环境变化的原因也是全球环境变化的结果[16, 17]。区域性的 LUCC 变化，还会在斑块、景观等不同的空间尺度上影响着生物多样性、水文和生物化学循环过程[18]，同时也深刻作用着流域、区域的社会经济发展动向和趋势。基于人类不同时期特定的需求，土地利用方式和结构表现出动态变化的特征，由此引起的不同景观类型、数量、空间分布的差异被称为景观格局，它反映出地表地物中的自然、生物和社会要素在不同过程中产生的结果。概括而言，景观格局是景观异质性的具体表现，同时也是各种生态过程在不同尺度上作用的结果[10]。土地利用景观格局及其变化是自然与人为因素相互作用所产生的一定区域生态环境体系变化的综合反映, 既是各种干扰因素相互作用的结果, 又影响着该区域的生态过程[19]。由于生态过程的复杂性和抽象性，难以定量、直观的使用景观动态模拟模型或简单的景观指数分析法对生态过程进行分析，因此土地利用景观格局时空演变分析成为反应区域景观生态过程的重要途径[20]。上世纪90年代以来，随着地理信息系统（Geographical Information Systerm,GIS）、和遥感技术（Remote Sensing,RS）两项技术的发展，土地利用景观格局研究有了更加科学与系统的技术平台。随着两项技术的发展与成熟，长序列的时间演变与广范围的空间分异成为土地利用景观格局研究的新视角，学者们提出了许多能表征土地利用数量与质量变化的分析指数，促进土地利用景观格局研究从关注自身结构和布局向土地利用景观格局变化驱动机制、土地利用景观格局动态模拟以及生态效应等领域转变，极大地丰富了土地利用景观格局研究的内容。
第二章 研究区概况与数据来源
第一节 研究区概况
一、 地理位置
绿汁江属红河水系，是上游元江右岸一级支流，发源于武定县与禄丰县交界处勤丰镇九龙山，向北转南流成为楚雄州与玉溪市的界河，向西汇入元江上游石羊江，河长319.1km，落差1857m，流域面积8613.4平方千米。本研究以绿汁江流域楚雄彝族自治州禄丰县、元谋县、武定县、楚雄市、双柏县与昆明市安宁市、晋宁区以及玉溪市的易门县、峨山县和新平县共两市一区七县为研究对象，地理范围介于100°35′-102°52′E,23°38′-26°11′N。
第二节 数据来源及预处理
一、 数据来源
遥感影像是土地利用景观格局演变研究的主要数据源，本研究除了探讨格局演变的特征，还要就演变的驱动因子做出定量和定性分析，因此需要用到的数据还包括道路数据、气候数据、人口和GDP等其他数据。以下是对数据来源的具体说明。
（一）土地利用遥感监测数据：本研究使用的1990年、2000年、2010年和2020年共4期分辨率为30×30土地利用遥感监测数据源于中科院资源环境科学数据中心（http://www.resdc.cn），以上数据是基于每年5月上旬到10月中旬，云量＜10%的遥感影像结合研究区地形图、行政边界图等辅助数据，利用人际交互土地利用/覆被类型判读解译的方法获取单幅土地利用图，前三期数据基于美国陆地卫星LandsatTM影像，后两期数据基于Landsat 8 遥感影像，解译精度达到95%，具有较好的表征性，满足本研究需要。
（二）地面高程数据：空间分辨率为30米的ASTER GDEM数字高程数据源于地理空间数据云（https://www.gscloud.cn/），基于ArcGIS软件10.8处理后获取坡度数据。
（三）气候数据：气温、降水量数据源于国家科技基础条件平台-地球系统科学数据中心（http：//www.geodata.cn）。
（四）社会经济数据：人口、GDP数据自于云南省统计年鉴、云南省地方县志；道路、居民点数据和行政边界数据来自于国家基础地理信息中心（http://webmap.cn）。
第三章 土地利用景观格局演变分析 ................................... 20
第一节 土地利用变化特征..................................... 20
一、 土地利用结构特征 .......................... 20
二、 土地利用转移特征 .............................. 21
第四章 土地利用景观格局演变驱动力分析 ......................... 34
第一节 研究模型简介 .......................... 34
第二节 影响因素指标体系构建 ............................... 35
第五章 土地利用景观格局多情景模拟 ......................... 43
第一节 驱动因子数据处理................................ 43
第二节 模型概述与参数设置 ..................................... 46
第五章 土地利用景观格局多情景模拟
第一节 驱动因子数据处理
本研究基于GeoSOS-FLUSv2.4软件平台，以绿汁江流域2010年、2020年两期土地利用数据为基础，从地形、社会经济、气候和交通区位四个方面共选取11个驱动因子，利用FLUS模型中基于神经网络的出现概率计算模块对驱动因子的空间分布进行样本采样和神经网络训练得到不同土地利用类型的适宜性概率矩阵，随后利用模型中基于自适应惯性模型的元胞自动机模块在适宜性概率矩阵的基础上得到各栅格在规定时间内转化的总概率，并设置各类用地的目标像元数、转移成本矩阵、限制转移区域、领域因子等相关参数，在完成迭代次数或是达到目标像元数后停止迭代，得到各用地的模拟数据，将其与2020年实际用地情况进行对比，用Kappa系数和FoM系数完成精度检验，在模型满足检验要求后，设置自然发展和生态保护两种情景，实现研究区2030年多情景土地利用模拟。具体流程如下：
为提高研究区土地利用模拟预测的精度，本章节将上文构建的驱动因子指标体系表作进一步优化，将“交通区位”因素的“路网密度”因子细化成距铁路距离、距国道距离、距公路距离三个影响因子，并添加距居民点距离、距水系距离两个因子进一步完善交通区域因素影响指标进行研究区土地利用景观格局的模拟预测研究。
第六章 结论与展望
第一节 主要结论
本研究采集绿汁江流域基础地理信息数据、DEM高程数据、1990、2000、2010、2020土地利用现状数据以及2020年社会经济等统计数据，采用土地利用变化率、土地利用转移矩阵分析了绿汁江流域1990-2020年土地利用时空演变特征；基于Fragstats软件和ArcGIS软件结合利用景观格局指数法分析了研究区景观格局分析最佳粒度及其空间分异特征；利用地理探测器从因子探测和交互探测两个方面完成绿汁江流域土地利用变化的驱动机制分析；最后基于FLUS模型，考虑生态保护和自然发展两种情景下研究区未来土地利用空间分布。取得的主要研究结果和结论如下：
（一）土地类型以林地、草地和耕地为主。研究期内，三种地类在占研究区总面积在95%以上，反映了研究区以农业为主的产业结构。用地类型面积变化最大的是建设用地，转移变化率最大的是林地。林地、草地、耕地、未利用地面积呈减少趋势，建设用地与水域面积呈增加趋势，研究区土地利用结构变化的特征反映了人口增长、经济发展导致建设用地扩张的态势。
（二）研究区内土地利用转移比较频繁和激烈，趋势表现为“大转出，大转入”。其中林地、草地、耕地三种用地类型的相互转化比较突出，耕地转为草地和林地的面积占耕地全部转出面积95%以上。直至研究末期，耕地转为建设用地面积增长较快，转为林地和草地面积比例才有所下降。反映了绿汁江流域用地类型对区域空间资源竞争十分激烈。
参考文献（略）