玛纳斯河流域绿洲区耕地扩张的CA-Markov 模型参数敏感性分析

摘要: 元胞自动机模型是土地利用变化模拟最有效和常用的方法之一，其模拟精度受元胞大小、时间间隔和邻域结构及大小等参数的影响。以玛纳斯河流域绿洲区耕地为研究对象，基于1975年、1995年、2005年、2010年及2015年土地利用数据构建耕地扩张CA模型，定量分析CA模型的参数敏感性。结果表明：（1）CA模型模拟精度具有时空尺度依赖性，时间间隔越短，精度越高，其中时间间隔为5 a的数量精度、位置精度及Kappa精度分别比时间间隔为20 a的高13.89%、2.63%和8.49%；空间尺度上，元胞大小越小，模拟精度越高，元胞大小为30 m的Kappa系数值（0.8671）高于120 m的模拟结果（0.8259）。（2）邻域结构及大小模拟结果表明，摩尔邻域模拟精度优于冯诺依曼邻域；同等邻域下，邻域大小为7×7模拟精度比3×3邻域模拟精度高，7×7摩尔邻域是模拟耕地的最优选择。（3）耕地模拟结果表明，2020年耕地面积较2015年相比减少149.29 km2，耕地占比已由2015年的67.40%降至66.18%，表现出因增长饱和而逐渐减缓的趋势。此研究可为全面了解元胞自动机模型敏感性提供一定的理论基础。