土地变化驱动力研究的尺度问题
收稿日期: 2010-03-01
修回日期: 2010-05-01
网络出版日期: 2010-11-25
基金资助
国家自然科学基金项目(40871047)。
Scale Issues in the Driving Force Analysis of Land Change
Received date: 2010-03-01
Revised date: 2010-05-01
Online published: 2010-11-25
尺度问题是土地变化驱动力研究中的热点和难点。统计方法在土地变化驱动力研究中应用广泛，而目前对此类研究所需考虑的尺度问题尚未有针对性的论述。本文通过总结目前土地变化驱动力分析中主要的统计方法，识别出其中亟待处理的5 种尺度问题，即研究区空间幅度、空间粒度、时间幅度、时间粒度和土地分类精度5 个因素变化对分析结果的影响。并且认为此5 种尺度问题的本质都是数据在空间或时间上聚合对统计分析结果的影响，若缺乏妥善处理，土地变化驱动力分析的结果将表现出不真实性，可能带来2 方面的风险：一是土地变化驱动力分析结果无意义；二是引导出错误的对策。土地变化驱动力研究中有3 种思路可处理该问题：①研究基本实体的明确界定；②敏感性分析或变化速率分析；③寻找回避尺度问题的恰当方法。3种思路均可借鉴，但仍有待进一步探讨。
严祥, 蔡运龙, 陈睿山, 李昊 . 土地变化驱动力研究的尺度问题[J]. 地理科学进展, 2010 , 29(11) : 1408 -1413 . DOI: 10.11820/dlkxjz.2010.11.034
Scale issue is a focus but also a difficult theme in the driving forces analysis of land change. While statistics is very popular in analyzing drivers of land change, there is no particular research on the impact of scale in this domain. This article summarizes the methods often used in the driving force analysis of land change, recognizes five scale issues needed to concern. They are the impact of 5 situations (the extent of the study area, the grain size, the time range, the time period of data, and the classification accuracy) on the analysis results when using the term of‘scale’, and all of these 5 situations can be concluded into data aggregation. If the impact of data aggregation is not treated correctly, the potential dangers exist in two aspects: (1) the results is meaningless, (2) the policies based on the analysis are incorrect and harmful. So far, there are 3 approaches to solve this problem: (1) basic entity approach, (2) sensitivity analysis approach, and (3) frame-independent analysis approach. These approaches can be applied and more researches are needed in the domain of the driving force analysis of land change.
Key words： driver; land change; scale; statistics
[1] 李双成, 蔡运龙. 地理尺度转换若干问题的初步探讨. 地 理研究, 2005, 24(1): 11-18.
[2] 蔡运龙. 贵州喀斯特高原土地系统变化空间尺度综合的 一个研究方案. 地球科学进展, 2009, 24(12): 1301-1308.
[3] 陈佑启, Verburg P, 徐斌. 中国土地利用变化及其影响的 空间建模分析. 地理科学进展, 2000, 19(2): 116-127.
[4] 邵景安, 陈兰, 李阳兵, 等. 未来区域土地利用驱动力研 究的重要命题: 尺度依赖. 资源科学, 2008, 30(1): 58-63.
[5] Lesschen J P, Verburg P H, Staal S J. Statistical methods for analysing the spatial dimension of changes in land use and farming systems-LUCC Report Series 7. International Livestock Research Institute and LUCC Focus 3 Office, 2005, 63.
[6] Gibson C C, Ostrom E, Ahn T K. The concept of scale and the human dimensions of global change: A survey. Ecological Economics, 2000, 32(2): 217-239.
[7] Dungan J L, Perry J N, Dale M R T. et al. A balanced view of scale in spatial statistical analysis. Ecography, 2002, 25(5): 626-640.
[8] Marceau D J, Hay G J. Remote sensing contributions to the scale issue. Canadian journal of remote sensing, 1999, 25(4): 357-366.
[9] 瓦哈甫·哈力克, 塔西甫拉提·特依拜, 海米提·依米提, 等. 新疆于田绿洲土地利用变化的人文驱动力分析. 干 旱区资源与环境, 2007, 21(6): 1-6.
[10] 张希彪, 周天林, 上官周平, 等. 黄土高原耕地变化趋势 及驱动力研究: 以甘肃陇东地区为例. 干旱区地理, 2006, 29(5): 731-735.
[11] 高啸峰, 王树德, 宫阿都, 等. 基于主成分分析法的土地 利用/覆被变化驱动力研究. 地理与地理信息科学, 2009, 25(1): 36-39.
[12] 郭杰, 欧名豪, 刘琼, 等. 江苏省耕地资源动态变化及驱 动力研究. 长江流域资源与环境, 2009, 18(2): 139-145.
[13] 李月臣, 刘春霞. 1987-2006 年北方13 省土地利用/覆盖 变化驱动力分析. 干旱区地理, 2009, 32(1): 37-46.
[14] 马礼, 唐毅, 牛东宇. 北方农牧交错带耕地面积变化驱动 力研究: 以沽源县近15 年为例. 人文地理, 2008, 23(5): 17-21.
[15] 谢花林, 李波. 基于logistic 回归模型的农牧交错区土地 利用变化驱动力分析: 以内蒙古翁牛特旗为例. 地理研 究, 2008, 27(2): 296-306.
[16] Overmars K P, de Koning G H J, Veldkamp A. Spatial autocorrelation in multi-scale land use models. Ecological Modelling, 2003, 164(2-3): 257-270.
[17] 谢花林, 刘黎明, 李波, 等. 土地利用变化的多尺度空间 自相关分析: 以内蒙古翁牛特旗为例. 地理学报, 2006, 61(4): 390-411.
[18] 邱炳文, 王钦敏, 陈崇成, 等. 福建省土地利用多尺度空 间自相关分析. 自然资源学报, 2007, 22(2): 311-322.
[19] 朱闪闪, 赵言文. 浙江省土地利用变化及社会经济驱动 因素. 长江流域资源与环境, 2008, 17(A1): 1-7.
[20] 唐菊华, 吕昌河, 杨续超. 苏锡常地区1995 年至2005 年 城市用地扩展的驱动力分析. 资源科学, 2009, 31(5): 801-806.
[21] 焦锋, 秦伯强. GIS 支持下的小尺度土地驱动力研究: 以 宜兴市湖滏小流域为例. 长江流域资源与环境, 2003, 12 (3): 205-210.
[22] 郝兴明, 李卫红, 陈亚宁, 等. 塔里木河干流土地利用/覆 盖变化的社会经济驱动力分析. 中国沙漠, 2007, 27(3): 405-411.
[23] 张勃, 毛彦成, 柳景峰. 黑河中游土地利用/覆盖变化驱 动力的定量分析. 干旱区地理, 2006, 29(5): 726-731.
[24] 邱炳文. 福建省龙海市土地利用空间分布影响因子的尺 度效应分析. 自然资源学报, 2007, 22(1): 70-78.
[25] 邓祥征, 战金艳. 中国北方农牧交错带土地利用变化驱 动力的尺度效应分析. 地理与地理信息科学, 2004, 20 (3): 64-69.
[26] 陈佑启, Verburg P. 中国土地利用/土地覆盖的多尺度空 间分布特征分析. 地理科学, 2000, 20(3): 197-202.
[27] 邵景安, 李阳兵, 魏朝富, 等. 区域土地利用变化驱动力 研究前景展望. 地球科学进展, 2007, 22(8):798-809.
[28] Conway T M. The impact of class resolution in land use change models. Computers Environment and Urban Systems, 2009, 33(4): 269-277.
[29] 邬建国. 景观生态学: 格局、过程、尺度与等级. 北京: 高 等教育出版社, 2000: 142-150.
[30] Marceau D J. The scale issue in social and natural sciences. Canadian Journal of Remote Sensing, 1999, 25(4): 347-356.
[31] Dark S J, Bram D. The modifiable areal unit problem (MAUP) in physical geography. Progress in Physical Geography, 2007, 31(5): 471-479.
[32] Gehlke C E, Biehl K. Certain Effects of Grouping Upon the Size of the Correlation Coefficient in Census Tract Material. Journal of the American Statistical Association, 1934, 29(185): 169-170.
[33] Robinson W S. Ecological correlations and the behavior of individuals. American Sociological Review, 1950,15 (3): 351-357.
[10] 张希彪, 周天林, 上官周平, 等. 黄土高原耕地变化趋势 及驱动力研究: 以甘肃陇东地区为例. 干旱区地理, 2006, 29(5): 731-735.
[11] 高啸峰, 王树德, 宫阿都, 等. 基于主成分分析法的土地 利用/覆被变化驱动力研究. 地理与地理信息科学, 2009, 25(1): 36-39.
[12] 郭杰, 欧名豪, 刘琼, 等. 江苏省耕地资源动态变化及驱 动力研究. 长江流域资源与环境, 2009, 18(2): 139-145.
[13] 李月臣, 刘春霞. 1987-2006 年北方13 省土地利用/覆盖 变化驱动力分析. 干旱区地理, 2009, 32(1): 37-46.
[14] 马礼, 唐毅, 牛东宇. 北方农牧交错带耕地面积变化驱动 力研究: 以沽源县近15 年为例. 人文地理, 2008, 23(5): 17-21.
[15] 谢花林, 李波. 基于logistic 回归模型的农牧交错区土地 利用变化驱动力分析: 以内蒙古翁牛特旗为例. 地理研 究, 2008, 27(2): 296-306.
[16] Overmars K P, de Koning G H J, Veldkamp A. Spatial autocorrelation in multi-scale land use models. Ecological Modelling, 2003, 164(2-3): 257-270.
[17] 谢花林, 刘黎明, 李波, 等. 土地利用变化的多尺度空间 自相关分析: 以内蒙古翁牛特旗为例. 地理学报, 2006, 61(4): 390-411.
[18] 邱炳文, 王钦敏, 陈崇成, 等. 福建省土地利用多尺度空 间自相关分析. 自然资源学报, 2007, 22(2): 311-322.
[19] 朱闪闪, 赵言文. 浙江省土地利用变化及社会经济驱动 因素. 长江流域资源与环境, 2008, 17(A1): 1-7.
[20] 唐菊华, 吕昌河, 杨续超. 苏锡常地区1995 年至2005 年 城市用地扩展的驱动力分析. 资源科学, 2009, 31(5): 801-806.
[21] 焦锋, 秦伯强. GIS 支持下的小尺度土地驱动力研究: 以 宜兴市湖滏小流域为例. 长江流域资源与环境, 2003, 12 (3): 205-210.
[22] 郝兴明, 李卫红, 陈亚宁, 等. 塔里木河干流土地利用/覆 盖变化的社会经济驱动力分析. 中国沙漠, 2007, 27(3): 405-411.
[23] 张勃, 毛彦成, 柳景峰. 黑河中游土地利用/覆盖变化驱 动力的定量分析. 干旱区地理, 2006, 29(5): 726-731.
[24] 邱炳文. 福建省龙海市土地利用空间分布影响因子的尺 度效应分析. 自然资源学报, 2007, 22(1): 70-78.
[25] 邓祥征, 战金艳. 中国北方农牧交错带土地利用变化驱 动力的尺度效应分析. 地理与地理信息科学, 2004, 20 (3): 64-69.
[26] 陈佑启, Verburg P. 中国土地利用/土地覆盖的多尺度空 间分布特征分析. 地理科学, 2000, 20(3): 197-202.
[27] 邵景安, 李阳兵, 魏朝富, 等. 区域土地利用变化驱动力 研究前景展望. 地球科学进展, 2007, 22(8):798-809.
[28] Conway T M. The impact of class resolution in land use change models. Computers Environment and Urban Systems, 2009, 33(4): 269-277.
[29] 邬建国. 景观生态学: 格局、过程、尺度与等级. 北京: 高 等教育出版社, 2000: 142-150.
[30] Marceau D J. The scale issue in social and natural sciences. Canadian Journal of Remote Sensing, 1999, 25(4): 347-356.
[31] Dark S J, Bram D. The modifiable areal unit problem (MAUP) in physical geography. Progress in Physical Geography, 2007, 31(5): 471-479.
[32] Gehlke C E, Biehl K. Certain Effects of Grouping Upon the Size of the Correlation Coefficient in Census Tract Material. Journal of the American Statistical Association, 1934, 29(185): 169-170.
[33] Robinson W S. Ecological correlations and the behavior of individuals. American Sociological Review, 1950,15 (3): 351-357.
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