第1章 绪论 1
1.1 土地利用、土地覆盖的定义 1
1.2 土地利用与土地覆盖的相互关系 2
1.3 土地利用/覆盖变化研究问题的提出 3
1.4 土地利用/覆盖变化研究的目标 4
1.5 土地利用/覆盖变化的研究内容与进展 5
1.5.1 土地利用/覆盖信息提取与变化监测研究 5
1.5.2 土地利用/覆盖变化的分析与解释 8
1.5.3 土地利用/覆盖变化的环境效应与生态安全 11
1.5.4 土地利用/覆盖变化与可持续发展 13
1.6 研究背景与意义 14
1.7 研究的主要内容与框架 16
1.8 参考文献 18
第2章 北方13省土地利用/覆盖变化遥感检测方法研究 30
2.1 土地利用/覆盖变化遥感检测方法 30
2.1.1 基于双时相遥感数据的变化检测方法 30
2.1.1.1 基于图像代数运算的检测方法 30
2.1.1.2 基于数理转换的检测方法 31
2.1.1.3 基于分类的检测方法 32
2.1.2 基于高时间频率遥感影像时间序列数据的变化检测方法 33
2.2 基于NDVI时间序列数据的土地利用/覆盖变化检测指标的设计 33
2.2.1 问题的提出 33
2.2.2 土地利用/覆盖变化在NDVI时间序列上的反映 34
2.2.3 现有变化检测指标对比分析 35
2.2.4 变化检测指标的设计 38
2.2.4.1 值指数的设计 38
2.2.4.2 形指数的设计 39
2.2.4.3 综合变化检测指标的设计 41
2.3 变化检测方法的验证 44
2.3.1 遥感图像预处理 44
2.3.2 基于ETM影像的变化检测 45
2.3.3 与CVA方法对比分析 46
2.4 结论与讨论 48
2.5 应用—北方13省土地利用/覆盖变化遥感检测 49
2.5.1 NDVI数据处理 50
2.5.2 变化强度信息提取 50
2.5.3 变化像元检测 51
2.6 本章小结 52
2.7 参考文献 53
第3章 北方13省土地利用/覆盖动态变化分析 56
3.1 土地利用/覆盖动态变化分析的主要方法 56
3.1.1 土地利用/覆盖数量动态变化分析方法 56
3.1.1.1 动态度分析方法 56
3.1.1.2 类型转移矩阵分析方法 57
3.1.2 土地利用/覆盖空间动态变化分析方法 57
3.1.2.1 重心迁移分析方法 57
3.1.2.2 景观格局分析方法 57
3.1.2.3 区域差异分析方法 58
3.2 北方13省土地利用/覆盖动态变化分析 58
3.2.1 研究数据 58
3.2.2 研究方法 60
3.2.2.1 土地利用/覆盖空间格局演变分析 60
3.2.2.2 土地利用/覆盖重心迁移分析 62
3.2.2.3 土地利用/覆盖类型转移方向分析 63
3.2.2.4 土地利用/覆盖变化的区域差异分析 64
3.3 结果分析 67
3.3.1 北方13省土地利用/覆盖空间格局演变的总体特征 67
3.3.1.1 景观类型层次 67
3.3.1.2 景观层次 69
3.3.2 北方13省土地利用/覆盖重心迁移特征 70
3.3.3 北方13省土地利用/覆盖类型间的转变的总体特征 70
3.3.4 北方13省土地利用/覆盖变化的区域差异分析 72
3.3.4.1 各区域土地利用/覆盖相对变化率差异分析 72
3.3.4.2 各区域土地利用/覆盖空间格局变化差异分析 73
3.3.4.3 各区域土地利用/覆盖转移特征差异分析 74
3.4 本章小结 75
3.5 参考文献 76
第4章 北方13省生态安全动态分析 79
4.1 区域生态安全的基础理论 79
4.1.1 区域生态安全的含义 79
4.1.2 区域生态安全研究的特点 80
4.1.3 区域生态安全的研究方法 81
4.2 北方13省生态安全动态分析 83
4.2.1 研究方法 83
4.2.1.1 基于土地利用/覆盖景观格局的区域生态安全指数的构建 84
4.2.1.2 区域生态安全的空间分析方法 87
4.2.2 结果与分析 88
4.2.2.1 北方13省生态安全的空间分异特征 88
4.2.2.2 北方13省生态安全的时序变化特征分析 91
4.2.2.3 北方13省生态安全的空间分布及变化特征分析 93
4.3 本章小结 98
4.4 参考文献 99
第5章 北方13省土地利用/覆盖变化驱动力分析 102
5.1 土地利用/覆盖变化驱动力研究的理论问题 102
5.1.1 土地利用/覆盖变化驱动力的经济学解释 102
5.1.2 土地利用/覆盖变化驱动力的宏观分析 103
5.1.3 土地利用/覆盖变化具体驱动力的辨识 105
5.1.4 土地利用/覆盖变化驱动力的特征 106
5.1.4.1 驱动力系统的层次性特征 106
5.1.4.2 驱动力系统的综合性特征 107
5.1.4.3 驱动力系统的尺度转换特征 107
5.1.4.4 驱动力系统的动态性特征 107
5.1.5 土地利用/覆盖变化驱动力研究方法 108
5.1.5.1 定性及概念模型方法 108
5.1.5.2 统计分析方法 108
5.1.5.3 系统动力学方法 109
5.1.5.4 人工神经网络方法 109
5.2 北方13省土地利用/覆盖变化的驱动力分析 110
5.2.1 研究方法与数据 110
5.2.2 驱动因子的选取 111
5.2.3 驱动因子的主成分分析 112
5.2.4 北方13省土地利用/覆盖变化的驱动力分析 115
5.2.4.1 耕地变化的驱动力分析 116
5.2.4.2 林地变化的驱动力分析 119
5.2.4.3 草地变化的驱动力分析 120
5.2.4.4 城镇及建设用地变化的驱动力分析 121
5.2.4.5 水域变化的驱动力分析 122
5.2.4.6 未利用地变化的驱动力分析 122
5.3 北方13省土地利用/覆盖变化宏观驱动力的空间分异 123
5.3.1 宏观驱动力指数的计算 123
5.3.2 宏观驱动力的空间分异特征 124
5.4 本章小结 126
5.5 参考文献 127
第6章 北方13省土地利用/覆盖变化模型模拟 129
6.1 土地利用/覆盖变化预测与模拟模型 129
6.1.1 经验统计模型（Empirical-statistical models） 129
6.1.2 随机模型（Stochastic models） 130
6.1.3 动力学模型（Dynamic simulation models） 130
6.1.4 主体行为模型（Agent-based models） 133
6.2 土地利用/覆盖时空变化的模拟模型设计 133
6.2.1 模型的基本结构 134
6.2.2 宏观非空间需求模块设计 135
6.2.3 微观空间分配模块设计 137
6.2.3.1 BP神经网络介绍 137
6.2.3.2 基于BP神经网络与CA模型的空间分配模块设计 139
6.3 北方13省土地利用/覆盖时空变化的预测与模拟 142
6.3.1 土地利用/覆盖总量需求预测 142
6.3.2 土地利用/覆盖时空变化模拟 146
6.3.2.1 数据处理 146
6.3.2.2 BP神经网络结构的建立与训练 148
6.3.2.3 基于BPNN—CA的土地利用/覆盖时空变化模拟 150
6.4 本章小结 152
6.5 参考文献 153
第7章 北方13省草地资源保护方法研究—以锡林浩特温带典型草原为例 157
7.1 引言 157
7.2 研究区与数据获取 159
7.2.1 研究区概况 159
7.2.2 数据 159
7.3 研究方法 161
7.3.1 草原现状监测与“种子点”提取 161
7.3.2 BPNN+CA模型的建立 162
7.3.3 CA方法与遥感分割方法提取结果比较 165
7.4 结果分析 165
7.4.1 模拟结果与2000年土地利用/覆盖现状图比较 165
7.4.2 模拟结果与遥感分割方法提取结果比较 166
7.5 本章小结 166
7.6 参考文献 167
第8章 结论与讨论 170
8.1 主要研究结论 170
8.1.1 设计了新的大区域土地利用/覆盖变化遥感检测方法 170
8.1.2 重建了研究区土地利用/覆盖动态变化的时空格局和过程 171
8.1.3 分析了研究区生态安全动态变化的时空特征 172
8.1.4 揭示了研究区土地利用/覆盖变化的驱动力 173
8.1.5 发展了土地利用/覆盖变化的模拟模型 174
8.1.6 建立了优质草地资源保护方法 174
8.2 讨论 175