基于马尔科夫模型的土地利用变化预测——以浙江省绍兴市为例开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1.1课题的意义

浙江省绍兴市地处东部沿海经济发达区域，社会经济水平一直在浙江省前列，资源环境压力较大，人地矛盾也愈加凸显。马尔科夫土地利用预测模型是评估土地利用情况的有效手段，可给土地利用情况做出提前诊断。为绍兴市建设规划、土地资源可持续利用提供参考。通过对绍兴市土地利用变化进行分析，探讨影响其变化的重要因素，对未来土地利用变化的预测，有助于政府制定相关政策对土地利用的开发、利用、整治和保护作出预先安排，这对区域土地资源的配置和可持利用具有重要的实际意义。

2. 研究的基本内容和问题

2.1研究的目标

浙江省绍兴市在改革开放之后40年，生态环境已经成为本市的短板。长期以来依靠高污染、高排放、高能耗赚取gdp增长，这种粗放的模式已无法持续，必须走绿色协调发展的道路。通过对浙江省绍兴市进行土地利用结构变化预测，借助马尔科夫预测模型,定量地说明浙江省绍兴市土地利用结构变化的趋势和过程,从而为该区域的土地利用规划和社会经济的可持续发展提供决策依据。

2.2研究内容

3. 研究的方法与方案

3.1研究方法

3.1.1定性与定量相结合

定性和定量相结合方法贯穿于全文各章节的研究中，两种分析方法结合可以互补其短和互取其长。

3.1.2 Markov模型

不同土地利用类型和土地资源之间互相转移变迁的过程，用简单的数学关系来较为精准的来表达，所以可假设土地利用类型的始末状态可采取 Markov 模型来预测。Markov 模型可以预测该事件发生的机率大小，是对一种随机过程的研究。研究较短时间内的土地利用变化情况具有一定的稳定性，预测长时间序列的变化则会出现较大的误差。预测土地利用数量的变化的原理公式如下：

S(t 1)=Pij S(t)

式中：S(t)是 t 时刻的系统状态，S(t 1)是 t 1时刻的系统状态。

Markov 模型的转移概率矩阵数学计算原理为：

式中：表示的是土地资源开发与利用类型 i 转变为土地利用类型的概率；Pij有两个前提条件，即 0≤Pij≤1 且, (i,j=1,)

3.2技术路线

多元数据收集

构建分类规则集

土地利用分类图

土地利用变化分析

土地利用结构预测

影响因子

		预测结果分析与评价

分类基础数据

数据处理

		土地利用变化转移矩阵
		构建markov模型

3.3实验方案

依托ArcGIS软件分析两期数据的土地利用变化，列出土地利用变化平衡表，制作土地利用变化转移矩阵。建立马尔科夫模型。通过相应编程软件进行计算。输入数据进行计算得出相应预测结果。

3.4可行性分析

Markov 模型由俄国数学家马尔科夫在 1906年提出，一百多年来国内外各种学者利用马尔科夫模型对各大小城市进行了土地利用变化预测，具有许多宝贵的经验的可以借鉴。经过4年专业学习，掌握土地利用相关专业知识，能够操作相关软件，电脑硬件设施齐全。指导老师在土地利用变化方面颇有研究，能够给予技术指导。

4. 研究创新点

4.特色或创新之处

中国东部的沿海经济发达地区，经济增长速度最快，土地变化最显著，人地关系最难协调，城市扩张最迅速、农田大量被占用、土地质量变差、生态环境面临威胁等问题十分明显，并且制约了经济的快速协调发展。本次研究进行选点的创新，以浙江省绍兴市为例，基于马尔科夫模型进行土地利用变化预测，对于经济发达地区土地资源进行开发利用有借鉴意义

5. 研究计划与进展

5.研究计划及预期进展

研究计划：

2019年1月1日-2019年1月18日 ，查阅文献资料，确定论题，准备开题报告。