基于格網尺度的永城市土地利用轉型研究與熱點探測

郭椿陽，高建華，2，樊鵬飛，姚　飛

（1.河南大學環境與規劃學院，河南 開封 475004；2.河南大學黃河文明與可持續發展研究中心，河南開封 475001）

基于格網尺度的永城市土地利用轉型研究與熱點探測

郭椿陽1，高建華1，2，樊鵬飛1，姚飛1

（1.河南大學環境與規劃學院，河南 開封 475004；2.河南大學黃河文明與可持續發展研究中心，河南開封 475001）

研究目的：基于格網尺度分析河南省永城市土地利用轉型時空演化規律。研究方法：利用土地利用動態度測算土地利用變化速度，通過土地利用轉移矩陣，研究土地利用類型的轉移方向及原因；在格網尺度上，采用Crime stat軟件探測土地利用轉型熱點，運用Moran指數分析土地利用轉型的空間關系與集聚狀況。研究結果：（1）土地利用動態度總體變化平緩，但城市建設用地變化較大；（2）2005—2010年各用地類型的轉移幅度均比2000—2005年大，耕地和農村居民點用地轉移方向以互相轉化為主，城鎮用地面積增加的來源主要是耕地和農村居民點；（3）土地利用轉型熱點地區在空間呈現集聚與正向相關關系，不僅數目增多，而且范圍不斷擴大，且集中在中心城區和路網發達區域。研究結論：（1）采煤塌陷區空間形態的復雜性及新城區的迅速發展，決定了遙感是土地利用轉型研究的有效手段，格網尺度的研究更能精準刻畫土地利用轉型的過程與特征；（2）永城市是河南省糧食主產區，擔負著糧食生產安全的重要使命，但來自于老城區采煤塌陷與新城區快速建設、處于省際邊界地區強力推進的產業集聚區建設，保護耕地的壓力越來越大，建設用地供給側改革的開源與節流是永城市持續發展的戰略任務。

土地利用；格網；動態度模型；熱點分析；空間自相關分析；永城市

1　引言

土地利用轉型研究是LUCC綜合研究的新途徑［1-2］，對此，不少學者開展了相關研究。龍花樓闡述了長江沿線土地利用轉型階段及其驅動機制［1］；陳龍通過土地利用轉移矩陣、土地利用動態度等手段分析了江蘇省土地利用轉型的特征及驅動因子［3］；劉永強對湖南省土地利用轉型導致的生態系統服務價值變化進行了測度分析［4］；Lambin以越南為研究區域，分析了土地利用轉型對社會經濟及環境的影響［5］；Carmona利用遙感衛星影像通過對智利南部森林覆蓋變化的研究探討了土地利用轉型與森林變化軌跡的關系［6］，這些研究關注點基本上都是基于遙感數據對土地利用轉型較為宏觀的研究。從尺度較小的格網上的研究，喬陸印利用全國農村居民點1 km×1 km的柵格數據，通過綜合指標法和空間自相關分析法，揭示了全國農村居民點用地變化的數量特征、變化地域類型和空間分布特征［7］；苗作華利用ArcGIS軟件對土地利用斑塊格網化，分析了城市土地利用的空間布局［8］；孫貴艷將研究區域劃分為若干個1 km×1 km的格網單元，分析農村居住用地布局的變化等。總體上看，基于格網尺度對土地利用轉型研究較少，業已開展的研究中也都沒有涉及土地利用轉型的熱點分析［9］。格網相對于較大尺度（不同層級的行政區域）的研究，可以更有效地挖掘基于遙感獲得的LUCC信息，可以更客觀、更精確地刻畫土地利用及其轉型在空間上的表現，增加研究結果的精準度、說服度和可信度［10-13］。

永城是典型的煤炭資源型城市，煤炭資源的開發一方面帶動了工業化和城鎮化的發展，另一方面造成了大面積的采煤塌陷沉降區、積水區，同時也出現了大量耕地被煤矸石壓占、村莊被迫搬遷等一系列問題，土地利用類型發生了較大變化。此外，永城西部的老城區由于處于潛在煤陷區內，21世紀以來開始建設新城區，隨著被河南省列為加快城鎮化進程重點縣市和優先發展城市，新城區建設進一步加快；另一方面，作為主要建材粘土磚的磚瓦窯用地面積也不斷擴大。本文運用RS和GIS技術，在格網尺度上分析、探討永城土地利用轉型的過程與特征，并在此基礎上探尋土地利用轉型熱點區域的變化與空間關系，為永城市制定相關土地政策、優化土地利用結構服務。

2　研究區概況與數據來源

永城位于河南省東部，東、南、西三面與安徽省相鄰，屬商丘市，距離商丘市區98 km，被稱為河南省的東大門，素有“豫東門戶”、“豫東明珠”之稱，是河南省東引西進戰略的橋頭堡城市、河南省重點建設的區域性中心城市。全市總面積為2068 km2，地理坐標為東經115°58′—116°39′，北緯33°42′—34°18′，平均海拔33 m，除東北有16 km2的芒碭山外，其他地區均為平原地區。永城全境屬暖溫帶季風性半濕潤氣候區，四季分明，年平均氣溫14.3℃，礦藏豐富，地下儲煤面積1216 km2，可開采儲量50.45×108t，年產原煤2300×104t，是全國6大無煙煤基地之一。永城市境內有廢棄廠房500多處，煤礦塌陷區已穩定塌陷地塊，加上廢坑塘、廢窯坑、空心村等可改造用地，尚有3330 hm2可利用和改造的土地資源。

本文所采用的數據有土地利用數據和圖形圖像數據。在預研究階段，對1990—2010年的土地利用數據進行了分析，但1990—2000年的土地利用變化甚小，2000年以來變化較大。考察其宏觀背景，采煤塌陷地的大面積出現、新城區的大范圍開發以及新農村建設、新型農村社區的全面推進，都是2000年之后永城市影響土地利用變化最為主要的因素，認為2000—2010年的土地利用更能反映新世紀以來永城市土地利用的現狀，因此本文選取了2000年、2005年、2010年3期數據，此數據是由中國科學院資源環境科學數據中心提供的1∶10萬矢量數據（相當于30 m分辨率），數據精度達到90%以上。為更客觀地分析永城市的土地利用特征，我們還對新城區、產業集聚區及城區北部的磚瓦窯用地等進行了實地踏勘與走訪。

3　研究方法

3.1土地利用轉型的時空測度

本文主要從土地數量變化、速度變化以及轉移方向三個方面來分析永城市土地利用轉型的時空變化。

土地利用的變化速度可以揭示出區域各種土地利用類型的變化程度，通過單一類型的土地利用動態度和綜合土地利用動態度兩個指標來衡量［14］。單一土地利用動態度表征某一土地利用類型在時間序列內的數量變化情況［15-16］，對比較土地利用變化的區域差異有重要作用：

式（1）中，K為研究時期內某種土地利用類型的動態度，Ua、Ub為研究初期及研究末期某種土地利用類型的數量，T為研究時段。

綜合土地利用動態度是研究時段土地利用類型間的轉移［17］，反映研究區域內所有類型土地在研究期間的總體變化情況［18］，表達式為：

式（2）中，LC為研究時期內某種土地利用類型綜合變化動態度，LUi為研究初期第i類土地利用類型的面積，ΔLUi-j為研究期內第i類土地利用類型轉化為非i類土地利用類型的面積，T為研究時段。

土地利用轉移矩陣不僅能揭示區域某一時間點的土地利用結構，而且還能定量描述研究初期和末期各地類相互轉化的動態過程，顯示各地類轉入轉出的信息，為國內外所常用［19-21］，其表達式為：

式（3）中，Sij表示轉移前i地類轉換成j地類后轉移的面積，n為轉移前后土地利用類型的數目，i和j（i，j=1，2，3，…，n）分別為轉移前和轉移后的土地利用類型。

3.2土地利用轉型熱點分析

分級熱點探測是全局聚集性檢驗方法之一，是根據某種規則來獲取“金字塔”型多層次空間熱點區域的［22］。在分級熱點探測中，首先通過定義一個“聚集單元”的“極限距離或閾值”，然后將其與每一個空間點對的距離進行比較，當某一點與其他點的距離小于該極限距離時，該點被計入聚集單元。也可以指定聚集單元的點數目來強化聚集規則，依此類推，可以得到不同層次的熱點區域［23］。本文利用ArcGIS軟件對永城市進行格網化，格網過大不能精確表達出土地利用變化的情況，過小容易忽略各地類之間的相互影響，因此本文在參考其他文獻［23-25］及反復調試的基礎上將永城市劃分為3 km×3 km 大小的231個格網，在ArcGIS中分別計算出不同時期每個格網的綜合動態度，通過Crime stat軟件，利用分級熱點探測永城市不同時期土地利用動態變化的熱點地區，最后將永城行政區劃圖以及從遙感影像中提取出的2005年和2010年的永城市交通圖與土地利用動態變化熱點圖進行疊加，得出土地利用轉型熱點圖，并分析區位因素及交通因素對土地利用轉型的影響。

3.3土地利用動態度的空間相關性分析

土地利用動態度的空間自相關分析通過Moran指數測度進行［26］。Moran指數定義如下［27］：

式（4）—式（5）中，Yi為第i個格網的土地利用動態度值，n為單元格總數（文中為劃分的231個格網），S為Y的樣本標準差，Wij為二進制的鄰接空間權值矩陣；Moran指數I的取值一般在-1至1之間，小于0表示各格網的土地利用動態度在空間上為負相關，等于0表示不相關，大于0表示正相關。

4　土地利用特征與轉型分析

依據2000年、2005年、2010年永城的TM遙感影像圖，得到永城市對應年份的土地利用狀況（表1），在此基礎上得土地利用轉移矩陣（表2）及土地利用動態度雷達圖（圖1）。

4.1土地利用轉型的總體特征與動態變化

表1表明，在永城市土地利用結構中，耕地是最主要的用地類型，占土地總面積的80%以上，且有增加的趨勢。其中原因：（1）近10多年來國家實行嚴格的耕地保護政策，強化土地用途管制，實行嚴格的基本農田保護制度；（2）在采煤塌陷地復墾、磚瓦窯用地復墾、農村空心村整治與新農村建設等方面，創造了許多適合本地實際的模式，有效增加了耕地供給面積。

表1　永城市2000年、2005年和2010年土地利用類型結構Tab.1　The land use structure of 2000， 2005 and 2010 in Yongcheng

表2　2000—2010年永城市土地利用轉移矩陣　單位：hm2Tab.2　The land use shift matrix from 2000 to 2010 in Yongcheng　unit： hm2

城鎮用地面積雖然絕對數量較小，但相對變化劇烈，增長迅速，尤其在2005—2010年，以近兩倍的速度增長。2006年后，永城實施舊城改造和新城建設，城鎮建設用地面積急劇上升。其他建設用地包括工礦倉儲及交通用地，該部分用地大部分為采煤用地、磚瓦窯用地及產業集聚區用地，從表1可以看出其面積增加，比重增大。在空間表現上，其他建設用地的重心也發生了較大的變化，2000—2010年位于城區周圍的磚瓦窯用地隨著時間向北發展，產業集聚區則建在靠近淮北市的東部地區。

圖1描繪了2000—2010年永城市各土地利用類型的動態度變化情況。永城市的綜合土地利用動態度變化不大，表明永城市2000—2010年的土地利用是比較穩定的。單一土地利用動態度中，各地類在各時段的變化差異相對較大。其中，耕地、水域及農村居民點的動態度基本保持不變，但是水域用地有小幅度的降低；林地面積雖然絕對數量小，但是相對變化量大，尤其是2005—2010年由于新農村建設和空心村整治，以圍村林為主要林地存在的林地面積驟減，動態變化劇烈；城鎮用地和其他建設用地的動態度處于上升狀態，特別是城鎮用地，變化幅度十分明顯，隨著城市化步伐的加快，2005—2010年的動態度是2000—2005年的9倍之多。

4.2土地利用轉移矩陣分析

從表2可以看出，耕地在2000—2005年轉出方向為水域、農村居民點、城鎮用地和其他建設用地，轉出幅度較小。在2005—2010年轉出方向未變，但是轉出面積明顯增加，尤其是轉出到農村居民點的用地，轉出率增至5.12%；轉入方向有林地、水域、農村居民點、城鎮用地和其他建設用地，其中從農村居民點用地轉入的比例最大，為7.06%。

圖1　永城市2000—2005年、2005—2010年和2000—2010年土地利用動態度Fig.1　The dynamic of land use of 2000-2005， 2005-2010 and 2000-2010 in Yongcheng

林地在2000—2005年無轉移，2005—2010年全部為轉出方向，轉出到耕地的比例高達45.45%，換言之近一半的林地在2005—2010年轉化為耕地。水域用地在2000—2005年沒有轉出，但是有少部分的耕地轉化為水域用地，占整個水域面積的6.17%，其主要原因是采煤形成的積水區淹沒耕地所致。2005—2010年水域的轉出方向為耕地、農村居民點、城鎮用地和其他建設用地，其中轉向耕地的最多，占18.37%；轉入的方向為耕地、農村居民點和其他建設用地，從耕地轉入的比重最大，為10.3%。

農村居民點用地在2000—2005年向城鎮用地單一轉出，且轉出比重僅有0.07%，耕地對其轉入但轉入比例很小，為0.62%。2005—2010年農村居民點用地的轉換幅度很大，其中轉出方向為耕地、水域、城鎮用地和其他建設用地，耕地的轉出比重最大，為34.77%，其次為城鎮用地，為3.05%；各個地類向農村居民點用地均有所轉入，其中以耕地轉入的比重最大，為28.19%。

城鎮用地和其他建設用地在2000—2005年沒有轉移，但2005—2010年有較大程度的轉移。城鎮用地的轉出方向為耕地和農村居民點，且轉出比重都較低，為5.53%和1.98%，但是轉入的幅度很大，主要由耕地和農村居民點轉入，轉入比重分別占28.89%和35.74%。其他建設用地的轉出方向是耕地、水域和農村居民點，主要轉向耕地和農村居民點，所占比例分別為32.45%和33.45%；轉入的地類則有耕地、林地、水域和農村居民點，其中從耕地轉入的比重最高，為53.49%，其次是農村居民點，為15.86%。

4.3熱點分析

為了在時空上進一步分析永城的土地利用轉型情況，運用Crime stat軟件，分別對2個時期231個格網土地利用綜合動態度進行熱點探測，得到永城市土地利用轉型的熱點地區分布圖（圖2）。由圖2可以看出，2000—2005年永城市土地利用轉型的熱點地區有1個，處于中心地區的城關、候嶺、城廂、雙橋和十八里5個鄉鎮的交匯處，也就是永城老城區所在地。2005—2010年熱點地區有4個，其中1個仍然處于永城市的中心地區，但相較2000—2005年明顯增大，且重心轉移到了以城廂、演集、候嶺和城關為主的新城區；其他3個新增的熱點區域分別位于永城市東北部的芒山熱點區（包括芒山、灤湖和薛湖）、東部的苗橋熱點區（包括陳官、苗橋和茴村）、西南部的酂城熱點區（包括龍崗、酂城和臥龍），但目前范圍較小。

永城市建設用地熱點區初步分析：（1）芒山熱點區：芒山鎮山石礦產資源豐富，在發展初期大力發展石料開采、加工、運輸業，后來芒山鎮政府實施封山禁采、保護文物的措施，轉向發展林果業、養殖業和文化旅游業，土地利用類型及面積變化迅速，形成了一個熱點區域；（2）苗橋熱點區：永夏大煤田、辛莊煤礦開采造成土地塌陷以及塌陷后進行土地復墾，另外該地區近幾年發展為永城市的產業集聚區，對該區域的土地利用也造成了較大影響，導致土地變化加深、加快，成為土地利用轉型的熱點區域，此區域緊鄰淮北市，未來土地利用變化的程度更深，變化速度更快；（3）城關熱點區：此熱點形成的原因主要是永城西部舊城區的改造以及東部新城區的建設，在此過程中大批的土地從耕地和農居點轉化為城鎮用地及建設用地，成為土地動態變化時間最長、程度最深、范圍最廣的區域；（4）酂城熱點區：此區域內的酂城鎮工業發展較快，尤其是2006年以來吸引大量外來投資，建設了大批的鄉鎮企業與工業園區。臥龍鄉近年來則實施遷村并居，將整理出的大量閑置的農居點用于發展種植業，以上這些舉措都改變了原本的土地利用類型，加劇了土地利用動態變化，形成一個轉型熱點區。

圖2　2000—2010年永城市土地利用轉型熱點圖Fig.2　The hotspots map of land use transition from 2000 to 2010 in Yongcheng

2000—2010年，隨著經濟建設的發展，永城市的交通運輸條件發生了較大的變化，主要道路公里數合計從87 km增加到156.3 km，增幅為69.3 km，增加了近一倍，其中2005—2010年增加了55.3 km，市區交通線密度明顯增大，路網以中心城區為原點呈外向型發展，與周圍城市的聯系更加緊密。從圖2可以看出，兩期的土地利用轉型熱點區都分布于永城交通線路較為發達的地區。芒山熱點區省道201和連霍高速從中穿過；苗橋熱點區緊鄰國道311；城關熱點區在2000—2005年有國道311以及連接各鄉鎮的道路，隨著道路建設的發展，于2005—2010年新增了省道324、省道201、省道325以及永登高速；酂城熱點區范圍內則有永登高速和國道311。可以看出交通因素也是影響永城土地利用轉型的一個重要因素。

為了進一步解析土地利用轉型在空間上的相關性以及驗證土地利用轉型熱點的準確性，本文從空間計量的角度運用Moran指數，對231個格網的土地利用綜合動態度進行分析，分析結果得出永城市在2005—2010年間的I指數為0.6071，且位于P=0.01置信區間內，表明永城市的土地利用轉型表現出明顯的正向空間自相關，這意味著土地利用轉型在空間上呈現為一種顯著集聚現象。在此基礎上，使用GeoDa軟件得到空間相關聚類地圖（圖3），分析永城市2005—2010年間土地利用轉型的空間聚集特征。從圖3可以明顯看出永城市2005—2010年間的土地利用轉型有高高聚集（High—High）的特點，與圖2的熱點圖有較好的空間一致性。

5　結論與討論

（1）土地利用動態度總體變化平緩，但城市建設用地變化較大。在土地利用構成中，耕地是主要利用類型，且期內耕地面積有所增加，這得益于永城市新世紀以來圍繞耕地總量動態平衡政策開展的以補充耕地為主旨的采煤塌陷地復墾、磚瓦窯用地復墾、空心村治理及新農村建設等一系列行之有效工作的推動。建設用地尤其是城市建設用地變化較大，2010年城市建設用地面積是2000年3倍多，2005—2010年的城市建設用地動態度是2000—2005年的9倍多，這與研究期內永城因老城區位于潛在采煤塌陷區要建設新城密切相關，同時也與永城市大力推動產業集聚區等經濟建設有關。

圖3　2005—2010年綜合土地利用動態度的Moran空間自相關聚類圖Fig.3　Spatial autocorrelation dendrogram of dynamic degree of land use in Yongcheng

（2）相較而言，永城市2005—2010年各用地類型的轉移幅度比2000—2005年大。耕地的主要轉出方向為農村居民點用地，農村居民點用地的主要轉出方向是耕地，二者的轉移方式以其互相轉化為主。其中農村居民點轉化為耕地的面積是耕地轉化為農村居民點面積的1.4倍，表明永城近年來實施的空心村治理等政策成效較為顯著。但同時需指出的是，農村居民點人均建設用地面積偏大、用地粗放仍是基本特征，其集約利用還是一項長遠任務。城鎮用地面積增加的來源主要為耕地和農村居民點，2005—2010年有近760 hm2的耕地凈量（耕地凈量為耕地轉化為城鎮用地的面積減去城鎮用地轉化為耕地的面積，下同）和近960 hm2的農村居民點用地凈量轉化為城鎮用地，分別占城鎮用地總面積的27%和34%左右。相對于農村居民點用地，城鎮用地集約利用程度較高，但需清醒認知的是，一方面城鎮用地集約利用還有很大空間，另一方面，雖然近年來永城市耕地總面積有所增加，但是由于城鎮與農村居民點建設、采煤塌陷區等原因流失的耕地，相對來說質量較好，而通過復墾等措施補充的耕地質量遠不如流失耕地質量，因此，今后永城市不斷提高新補充耕地的質量將是一個長遠的戰略任務。

（3）土地利用轉型的熱點區在增加，強度在增大。2000—2005年，永城市有1個以永城市政府所在地城關鎮為中心的土地利用轉型熱點區；2005—2010年有4個，分別是中部的城關熱點區、東北部的芒山熱點區、西南部的酂城熱點區和東部的苗橋熱點區，其中苗橋熱點區的土地利用轉型在未來一段時期內會愈加明顯。從整體上看，永城市土地利用轉型地區的數目逐漸增多，范圍逐漸擴大。把控這些發展趨勢，一方面服務于地方經濟建設，另一方面還要進一步做好保護耕地、集約利用土地的工作，為永城市土地資源的可持續利用提供有效保障。

（4）耕地立足于保護，建設用地立足于集約利用。永城市是河南省糧食主產區之一，擔負著糧食安全的國家責任，因此，雖面臨著建設用地占用、采煤塌陷等多重壓力，但耕地保護紅線必須堅守。與此同時，在農村居民點改造的過程中，還要積極做好中低產田的改造工作，提高耕地質量；以國土管理部門為主，其他部門積極配合，做好采煤塌陷區的監控工作，塌陷區穩定后，做好整體復墾設計，及時復墾，綜合開發利用，有條件復墾為耕地的，一定要復墾為耕地。新城區和產業集聚區都是永城市建設用地量最大、最活躍的區域，但永城市土地的基本市情決定了其建設用地只能走集約利用的道路，一方面依據規劃嚴格控制規模，另一方面做好建設用地的執法監察。

由于永城市是以煤炭為主的資源型城市，隨著煤炭的持續開采，煤矸石占壓土地、采煤塌陷區都在不斷擴大，而且其老城區正位于采煤塌陷區范圍內，加之隨著區域經濟的迅速發展，經濟建設對土地供應的需求比任何時候都要強烈，因此，永城市土地利用轉型不遵循一般變化規律，運用遙感手段對其進行實時監測十分必要。限于篇幅，本文對永城市土地利用轉型的影響因素與機理、模擬等都未涉及，開展的土地利用轉型熱點區的空間關系分析也僅是在永城市內部進行的，所有這些工作都需要在今后的研究中進一步完善。

（References）：

［1］ 龍花樓. 土地利用轉型——土地利用/覆被變化綜合研究的新途徑［J］ . 地理與地理信息科學，2003，19（1）：87 - 90.

［2］ Christian Huttich， Martin Herold， Martin Wegmann， et al. Assessing effects of temporal compositing and varying observation periods for large-area land-cover mapping in semiarid ecosystems: Implications for global monitoring［J］ . Remote Sensing of Environment， 2011，115（10）: 2445 - 2459.

［3］ 陳龍，周生路，周兵兵，等. 基于主導功能的江蘇省土地利用轉型特征與驅動力［J］ . 經濟地理，2015，35（2）：155 - 162.

［4］ 劉永強，廖柳文，龍花樓，等. 土地利用轉型的生態系統服務價值效應分析——以湖南省為例［J］ . 地理研究，2015，34（4）: 691 - 700.

［5］ Lambin E F， Meyfroidt P. Land use transitions: Socio-ecological feedback versus socio-economic change［J］ . Land Use Policy， 2010，27（2）: 108 - 118.

［6］ Carmona A， Nahuelhual L. Combining land transitions and trajectories in assessing forest cover change［J］ . Applied Geography， 2012，32（2）: 904 - 915.

［7］ 喬陸印，劉彥隨，楊忍. 中國農村居民點用地變化類型及調控策略［J］ . 農業工程學報，2015，31（7）：1 - 8.

［8］ 苗作華，陳勇，曾向陽. 基于斑塊聚集的城市土地利用空間布局研究［J］ . 地理與地理信息科學，2013，29（1）：56 - 59.

［9］ 孫貴艷，王傳勝，肖磊，等. 快速城市化地區農村居住用地布局變化及其影響因素研究——以深圳市龍崗區為例［J］ . 地理科學進展，2011，30（3）：352 - 360.

［10］ J Nievergelt， H Hinterberger， C Sevcik K. The grid file: An adaptable symmetric multi key file structure［J］ . ACM Transactions on Database Systems， 1984， 9（1）: 38 - 71.

［11］ I Gargantini. An effective way to represent quad trees［J］ . Communications of the ACM， 1982， 25（12）: 905 - 910.

［12］ 張天蛟，嚴泰來，王海蛟，等. 基于Morton碼的土地空間網格數據組織與檢索［J］ . 農業工程學報，2013，29（S1）：235 - 243.

［13］ 劉明亮，唐先明，劉紀遠，等. 基于1km格網的空間數據尺度效應研究［J］ . 遙感學報，2001， 5（3）：183 - 191.

［14］ 王秀蘭，包玉海. 土地利用動態變化研究方法探討［J］ . 地理科學進展，1999，18（1）：81 - 87.

［15］ 王思遠，劉紀遠，張增祥，等. 中國土地利用時空特征分析［J］ . 地理學報，2001，56（6）：631 - 639.

［16］ 易玲，張增祥，汪瀟，等. 近30年中國主要耕地后備資源的時空變化［J］ . 農業工程學報，2013，29（6）：1 - 12.

［17］ 趙華甫，朱玉環，吳克寧，等. 基于動態指標的城鄉交錯帶邊界界定方法研究［J］ . 中國土地科學，2012，26（9）：60 - 65.

［18］ 劉紀遠，張增祥，莊大方，等. 20世紀90年代中國土地利用變化時空特征及其成因分析［J］ . 地理研究，2003，22（1）：1 - 12.

［19］ 袁金國. 遙感圖像數字處理［M］ . 北京：中國環境科學出版社，2006：2.

［20］ 喬偉峰，盛業華，方斌，等. 基于轉移矩陣的高度城市化區域土地利用演變信息挖掘：以江蘇省蘇州市為例［J］ . 地理研究，2013，32（8）：1497 - 1507.

［21］ 徐嵐，趙羿. 利用馬爾柯夫過程預測東陵區土地利用格局的變化［J］ . 應用生態學報，1993，4（3）：272 - 277.

［22］ 王勁峰，廖一蘭，劉鑫. 空間數據分析教程［M］ . 北京：科學出版社，2010：73 - 78.

［23］ 張麗，楊國范，劉吉平. 1986～2012年撫順市土地利用動態變化及熱點分析［J］ . 地理科學， 2014， 34（2）：185 - 191.

［24］ 潘倩，金曉斌，周寅康. 清代中期江蘇省土地利用格局網格化重建［J］ . 地理學報，2015，70（9）：1449 - 1462.

［25］ 單玉紅，朱欣焰，杜道生. 土地資源的多級網格數據結構建立與應用研究［J］ . 自然資源學報，2008，23（2）：336 - 344.

［26］ 陳彥光. 基于Moran統計量的空間自相關理論發展和方法改進［J］ . 地理研究，2009，28（6）：1449 - 1463.

［27］ 張紅霞，譚術魁，周和義. 土地市場中開發商行賄表征的量化分析——基于Logistic模型及Moran指數的應用［J］ . 中國土地科學，2012，26（6）：26 - 34.

（本文責編：陳美景）

Land Use Transition and Hotspots Detection in Yongcheng City based on the Grid Scale

GUO Chun-yang1， GAO Jian-hua1，2， FAN Peng-fei1， YAO Fei1
（1. College of Environment and Planning， Henan University， Kaifeng 475004， China； 2. Key Research Institute of Yellow River Civilization and Sustainable Development， Henan University， Kaifeng 475001， China）

The purpose of this study is to analyze space-time evolution regularity of land use transition based on the grid scale of Yongcheng city， Henan Province. The whole process of the study includes two steps: one is to analyze the change rate of land-use as well as the transfer directions and reasons of land use composition by dynamic degree model and land-use transfer matrix respectively； another is to probe land use change hotspots as well as spatial relations and agglomeration status of land use transition by crime stat software and Moran index separately. The results show that 1）the land-use dynamic degree is changing gently as a whole， but urban construction land shows a great difference. 2）The transferrate of various land use types in 2005-2010 was greater than that in 2000-2000. The cultivated land and rural residential land transferred between each other， and the source of urban land area was arable land and rural residential land. 3）As for the hotspots，their number and scope is increasing with the positions mainly located in central urban and developed road network， which shows a kind of gathering phenomenon and positive correlation in space. This paper indicates that 1）due to the complexity of coal mining subsidence area and the development of the new central urban， RS is an effective way to analyze land use transition. The research of grid scale can accurately specify process and characteristics of land use transition. 2）Yongcheng city plays an important role in achieving production safety as a main grain producing area of Henan Province. With the development of central urban area， the expansion of mining subsidence area and the construction of industry cluster district which are located in provincial boundary area bring enormous pressure on protecting cultivated land. Therefore the reform on supply side of construction land， namely allocating the land resource rationally is a strategic mission for Yongcheng city's sustainable development.

land use； grid； dynamic model； hotspots analysis； spatial autocorrelation analysis； Yongcheng City

F301.24

A

1001-8158（2016）04-0043-09

10.11994/zgtdkx.20160425.143611

2016-01-20；

2016-03-15

2011年教育部人文社會科學重點研究基地重大項目（11JJD790017）；2015年河南省政府招標課題（2015B033）。

郭椿陽（1993-），女，河南登封人，碩士研究生。主要研究方向為土地可持續利用與管理。E-mail: 13838240539@163.com

高建華（1964-），男，河南臨潁人，博士，教授，博士生導師。主要研究方向為土地可持續利用與管理、區域分析與規劃。E-mail: jhgao@henu.edu.cn