为 郑州 市未 来几 年发 展规 划 提供科 学依 据 ．
的转 移 概 率 ． 矩 阵 的每 一 项 元 素 需 满 足 ２个 该
条件 ：
１ 研 究 区 概 况
郑 州 市 介 于 东 经 １ ２ ４ ～１ ４ １ 北 纬 １。２ １ 。 ，， ４
３ 。 ６ ３ 。８ ， 西 长 １ ６ ｋ 南 北 宽 ７ ｍ， ４ １ ～ ４ ５ 东 ６ ｍ， ５ ｋ 现
∑Ｐ １（ ， …， ； ≤Ｐ ≤１ ＝ ， ，＝１ ， ｎ ０ ２ ）
Ｊ １
（） ２ （） ２ 假定 土 地利用 系 统 中 ｎ＝０时所 处 的初 始
辖 ６区 ５市 １县 ． 势西 高 东低 ， 地 西部 多 山地 丘 陵 ， 占总面 积 的 ２ ３ 东 部平原 占总面 积 的 １３ 本 研究 ／， ／． 以郑 州 市 的 ６区 ５市 １ （ 县 包括 中原 区 、 二七 区 、 管 城 回族 区 、 水 区 、 街 区 、 金 上 惠济 区 ； 郑 市 、 封 新 登 市 、 密 市 、 义市 、 阳市 ； 新 巩 荥 中牟 县 ） 为研 究 区域 ．
关 键 词 ： 地 利 用 ； 态演 变预 测 ； 尔科 夫 过 程 ； 州 市 土 动 马 郑 中 图分 类 号 ： １ ９ Ｓ５ 文 献 标 志 码 ： Ａ
Ｐｒ ｄ ｃ ｉ ｎ ｏ ａ ｄ ｕ ｅ ｄ ｎａ ｉ ｈ ｎ ｅ ｉ ｅ ｉｔｏ ｆ ｌ ｎ ｓ ｙ ｍ ｃ ｃ ａ ｇ ｎ Ｚｈｅ ｇ ｈ ｕ ｕ ｉ ａ ｋｏ ｒ ｃ ｓ ｎ ｚ ｏ ｓｎｇ Ｍ ｒ ｖ ｐ ｏ ｅ ｓ
但 并 未对 土 地 利 用 变 化 进 行 预 测 ． 轩 等 利 用 宋 元胞 自动 机预测 了郑 州 市土 地利 用 变化 ， 由于影 但 响元胞 自动机 的 因素较 多 ， 预测 结果 的变 化 幅度 其 较大． 目前 ， 马尔 科 夫 过 程 与 地 理 信 息 系统 和遥 感 技 术相 结合 广泛 应 用 于 土 地 利 用 变化 动 态 监 测 和 分 析 中， 本研 究 运用 该 方 法 和 技 术 从 新 的 角
Ａ ｓ ａｔ Ｔ ｋｎ ｈｎ ｚｏ ｓｈ ｓａｃ ｂｅｔ ａｅ ｎＥ Ｍ ｉ ｇ ０ ６ａ ｄ ０ ９ ｔｅｓｕ ・ ｂ ｔ ｃ： ａ ｉ Ｚ ｅ ｇｈｕａ ｅｒ ｅｒｈｏｊｃ ｂ ｓｄｏ Ｔ ｒ ｇ ｔ ｅ ｍａｅｉ ２ ０ ｎ ０ ，ｈ ｔａ ｎ ２ ｉ
ｔ ｎ ｏ ｈ ｒ ａ ｆｖ ｒｏ ｓｌ ｎ ｓ ｙ ｓｔａ ｓｏ ｍａ ｉｎ ｈａ ｅ ｎ ａ ａｙ ｅ ｉ ｇ ＲＳ ａ ｄ ＧＩ ｏ ｌ ｎ ｉ ｆｔ ｅ ａｅ ｓｏ ａ ｉｕ ａ ｄ ｕ ｅ ｔｐｅ ｒ ｎ ｆｒ ｔ ｓｂ ｅ ｎ ｌ ｚ ｄ ｕｓｎ ｎ Ｓ ｔｏｓ ａ ｄ ｏ ｏ ｔ ｅ ｔａ ｓｔ ｎ ｐ ｏ ａ ｌｔ ａｒｘ ｗａ ａｃ ｌｔ ｄ．Ｔｈ ｎ ｔ ｅ ｄ ｎ ｍ ｉ ｈａ ｇ ｅ ｄ ｎ ｙ ｏ ｈ ｅ ｉｎａ ａ ｄ ｈ ｒ ｎ ｉｉ ｒ ｂ ｂｉ ｙ ｍ ｔｉ ｓｃ ｌｕ ａｅ ｏ ｉ ｅ ｈ ｙ ａ ｃ ｃ ｎ ｅｔ ｎ ｅ ｃ ｆｔ ｅ ｒ ｇｏ ｌｌｎ Ｈ ｅ ｗａ ｒ ｄ ｃｅ ｓｎ ｈｅ Ｍａ ｋｏ ｒ ｃ ｓ ． Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈａ ｎ ｓ ｖ ｒ ｌｙ ａ ｓ ｉ ｈｅ ｆ ｔ ｒ ｔ ｅ ｓ ｓ ｐ ｅ ｉｔ ｄ ｕ ｉ ｇ ｔ ｒ ｖ ｐ ｏ ｅ ｓ ｅ ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｏ ｔ ｔｉ ｅ ｅａ ｅ ｒ ｎ ｔ ｕ ｕ ｅ， ｈ
状态Ａ ’ ａ们， 们 …， ） 知， ＝（ ｌ Ａ ， Ａ 为已 经过ｎ 次 转移后所处的状态Ａ ＝（： Ａ ， ’ ， Ａ ， …， ）其
公式 为： Ａ‘ ＝Ａ‘ ｐ 。 ‘ ’ （） ３
２ 材 料 与 方 法
ｎ
式 中 ： 和 Ａ‘ 分别 为 ｍ种 土地利 用类 型 的初始 Ａ 状 态和 ／时刻后 的预测期 状态 ， ’ 初始状 态 土 Ｚ Ｐ 为
土地 利用 变化是 全球变 化 中的重要 组成 部分 ，
类面 临着 日益严 重 的土地 利 用 问题 ． 因此 ， 展 土 开 地利用 动态 演变 研究 ， 于加 强土地 利用规 划 和管 对
是短 期 内人类 活动 对 自然 环 境 资 源施 加 影 响 的显
著表 现形 式 ， 土地利 用变化 研究 已成 为 目前全 球 变
第 ４ ５卷 第 ６ 期
２ １芷 ０１
河 南 农 业 大 学 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｎ ｎ Ａｇ ｉ ｕ ｕ ａ ｉｅ ｓｔ ｏ ｒ ａ ｆＨｅ ａ ｒｃ ｈ ｒ ｌＵｎ ｖ ｒ ｉ ｙ
Ｖｏ ． Ｎｏ． １４５ ６
Ｄｅ ｃ． ２ Ｏｌ１
１ ２月
文 章 编 号 ：０ ０— ３０ ２ １ ）６— ６６— ５ １０ ２ ４ （０ １０ ０ ９ ０
理 、 善 生态环 境 、 理有 效 地 利用 有 限 土地 具 有 改 合 重要 意义 ． 郑州 市作 为人 口最多 的农业大 省 的省会
化研 究 的热 点之 一 引． 随着 社 会 经 济 的发 展 ， 人
收 稿 日期 ：０ １一 ７—１ ２１ Ｏ ６
基 金项 目 ： 国家 自然 科 学 基 金项 目 （ １７ １７ ４ １１７ ） 作 者 简 介 ： 国敏 ，９ ７年 生 ， ， 南 信 阳人 ， 士 研 究 生 ， 要 从 事 地 理信 息技 术 与 土 地 资 源评 价 方面 的研 究 钟 １８ 女 河 硕 主
通讯作者 ： 张学 雷 ，９０年 生 ， ， 苏 沛 县人 ， 授 ． １６ 男 江 教
第 ６期
钟 国敏 等 ： 用 马 尔 科 夫 过 程 预 测 郑 州 市 土 地 利 用 的动 态 演 变 利
６７ ９
城市 ， 土地供 求 矛 盾 和 人 地 矛 盾 尤 为尖 锐 ， 时 其 及
准确 地掌 握土 地 利用 的动 态 演 变 已成 为社 会 发 展 的必 要 ． 据 以 往 对 土 地 利 用 变 化 研 究 ， 克 宁 根 吴 等 在 基 于遥感 与 Ｇ Ｓ技 术 的郑 州 市郊 区 土地 利 Ｉ 用 动态 变 化研究 中 ， 变 化 原 因 进行 了深 人 分 析 ， 对
ｌ ｎ ｙ ｉ ｃ ｅ ｓ ｎ ａ ｌｒ ｅ ｓ ａｅ Ｉ ｓ ｐ ｅ ｉ ｔｄ ｔ ｔｂ ０１ ａ ｄ ｍａ ｎ ｒ ａ ｅ ｏ ａｇ ｃ ｌ ． ｔ ｗａ ｒ ｄ ｃｅ ｈａ ｙ ２ ８，ｃ ｌｉａｅ ａ ｄ ｗｏ ｌ ｒ ｄ ｃ ｏ ｕ ｔ ｔ ｄ ｌ ｎ ｕ ｄ ｅ ｕ ｅ ｔ ｖ ５ １ ％ ， ｆｒ ｓ ａ ｄ ｔ ３ ９． ０ ｏ ｅ ｔｌｎ ｏ８． ２％ ，ｇ ａ ｓｌ ｎ ｏ５． ０％ ，ｗａｅ ｒ ａ ｔ １ ％ ；ｂ ｔｃｔ ｎ ｏ ｎ ｒ ｓｄ ｒ ｓ ａ ｄ ｔ ７ ｔ ｒａ ｅ ｏ ２． １ ｕ ｉ ａ ｄ ｃ ｕ ｔ ｉｅ ｙ ｙ ｒ ｓｄ ｎ ｉｌａ ｅ ｎ ｎｄ ｓｒ ｎ ｎ ｎ ａ ｄ ｗｏ ｌ ｎ ｒ ａ ｅ ｔ ４． ９％ ． ｅ ｉ ｅ ｔ ｒ ａ ａ ｄ ｉ ｕ ｔ ａ ｄ ｍｉ ｉ ｇ ｌｎ ｕ ｄ ｉ ｃ ｅ ｓ ｏ ２ ６ ａ ｙ Ｋｅ ｒ ｓ：ａ ｄ ｕ ｅ；ｆ ｒ ｃ ｓ ｆｄ ｎ ｍ ｉ ｈａ ｇ ｓ；Ｍ ａ ｋ ｖ ｐ ｏ ｅ ｓ；Ｚ ｎ ｚ ｏ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ｌｎ ｓ ｏ ｅ ａ ｔｏ ｙ ａ ｃ ｃ ｎ ｅ ｒｏ ｒｃ ｓ ｈｅ ｇ ｈ ｕ Ｃｉ ｙ
摘要： 以郑 ｌ 市 为研 究对 象 ， 取 ２ ０ 州 选 ０６和 ２ ０ ０ ９年 ２个 时段 的 Ｅ Ｍ 影 像 ， 用 遥 感 和地 理 信 息 系统 技 术 分 析 了郑 Ｔ 运 州 市土 地 利 用各 类 型 面 积 及 地 类 转化 情 况 ， 定 研 究 区土 地 利 用 类 型 面积 转 移 概 率 矩 阵 ， 此 应 用 马 尔科 夫 过 确 据
利 用 马 尔 科 夫 过 程 预 测 郑 州 市 土 地 利 用 的 动 态 演 变
钟 国 敏 ， 学 雷 ， 金 龙 张 段
（ ． 州大 学水 利 与环境 学 院 ， 南 郑 州 ４ ０ ０ ； １郑 河 ５ ０ １
２ 郑 州 大学 自然资源 与生 态环境研 究所 ， ． 河南 郑 州 ４ ０ ０ ） ５ ０ １
利用马尔科夫 过程通过对 郑州市不 同土地利用 类型
的初始状态概 率矩阵 以及各 土地利用类 型之 间的转 移概率矩 阵的研 究来确定其 各土地利 用类型状 态演
变趋 势 ， 从而达 到对未来趋势 预测的 目的¨ ．
（） １ 转移 概率 矩 阵 ¨ 的数学 表达 式为
的确 定 是应 用 马 尔科
程 对 研 究 区土 地 利 用 动 态 演 变趋 势进 行 预 测 ． 果 表 明 ， 来 几 年 郑 州 市 土 地 利 用 将 呈 现 耕 地 、 地 、 地 和 水 结 未 林 草
域逐年减 少， 未利 用 土地 保 持 相 对 平 稳 ， 而城 乡居 民点 和 工 矿 用 地 将 大 幅 度 增 加 的 趋 势 ． ２ １ 到 ０ ８年 耕 地 面 积 比 例 将 减 少到 ５ ．Ｏ ， ９ １ ％ 林地 ８ ３ ％ ， 地 ５７ ％ ， ．２ 草 ．０ 水域 ２ １％ ； 而 城 乡居 民 点 和 工矿 用地 将 增 加 到 ２ ．９ ． ．１ 然 ４ ６％
Ｃ ｉａ ２ ｎｔｕ ｆ ａ ｒｌ ｅｏｒ ｓ ｎ ｃ－ｎｉ ｎ ｅｔ Ｚ ｅ ｇ ｏ ｎ ｅｓｙ Ｚ ｅｇｈｕ４００ ， ｈｎ ） ｈｎ ； ．Ｉｓｔｔ ｏ Ｎ ｔ ａ Ｒ ｓｕｃ ｄＥ ｏｅｖｒ ｍ ｎ， ｈ ｎｚ ｕＵ ｉ ｒｔ， ｈｎｚｏ ５０ １ Ｃ ｉａ ｉｅ ｕ ｅａ ｏ ｈ ｖ ｉ
Ｚ ＨＯＮ ｕ ． ｎ ，Ｚ Ｇ Ｇ ｏ ｍｉ ＨＡＮＧ Ｘｕ ． ｉ ｅ１ ｅ 一，ＤＵＡＮ Ｊｎ １ ｎ ‘ ｉ． ｇ＇ ｏ
（ ． ｏｌｇ ｆＷａｅ ｏ ｓｒａ ｃ ｎ ｎ ｉ ｎ ｎａ Ｅ ｇｎ ｅｉｇ ｈ ｎ ｚｏ ｉｅｓ ｙ ， ｈ ｎ ｚ ｏ ５ ０ ， １ Ｃ ｌ ｅｏ ｔｒＣ ｎ ｅｖ ｎ ｙ ａ ｄ Ｅ ｖｒ ｍｅ ｔｌ ｎ ｉｅ ｒ ，Ｚ ｅ ｇｈ ｕ Ｕｎｖ ｒｉ Ｚ ｅ ｇｈ ｕ４ ０ ０ ｅ ｏ ｎ ｔ １