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在城市化发展中所面临的诸多土地环境问题,其核心是土地利用的问题,且涉及到土地利用演变的自然、经济、社会和技术等要素。近年来,通过3S技术与土地利用演变驱动机制的融合,土地利用演变进入了空间尺度的研究阶段。然而,目前研究多注重区域土地利用时空格局的变化与过程的分析,缺乏对土地利用演变的深层次时空数据驱动机理的探讨。 因此,本文结合土地利用演变的时空特性,将土地利用演变的驱动要素分为具有三维空间特性的天、地、生三个方面;通过GIS时空数据组织方法,构建对象化的土地利用演变天地生驱动模型,研究土地利用演变的天地生驱动要素数据组织方法,分析基于天地生驱动模型的土地利用演变过程。具体研究内容如下: (1)分析了土地利用演变的天地生要素分类与定义。研究土地利用演变的时间、空间以及多属性特征,在传统驱动要素总结的基础上,定义涵盖资源、环境、社会、经济等方面且具有时空特性的天、地、生驱动要素,语义化阐述土地利用演变的天地生驱动概念框架,对土地利用演变天地生要素的复杂时空信息进行分析。 (2)构建了基于天地生的土地利用演变驱动模型。结合天、地、生语义和土地利用演变的时空关系,基于面向对象时空信息抽象机制,构建土地利用演变天地生驱动概念模型和逻辑模型,探讨了GIS时空分析下的土地利用演变驱动模型的构建方法,从时间、空间与属性一体化角度,分析土地利用演变天地生驱动要素的复杂时空关系。 (3)探讨了天地生要素的时空数据组织方法。以对象化土地利用演变的天地生驱动模型为基础,分析了土地利用演变天地生时空数据结构和存储管理,对天地生时空数据库进行设计,探讨土地利用演变的天、地、生驱动要素的数据存储和管理方法,以有效组织和管理土地利用演变天、地、生驱动要素的复杂时空信息。 (4)研究了基于天地生的土地利用演变驱动作用。全面分析土地利用这一复杂演变过程,提取影响土地利用演变的主要天、地、生影响指标,结合改进后的天、地、生动态度分析方法,探讨天、地、生要素对土地利用演变的驱动作用。 本文从天、地、生要素时空语义出发,构建了基于天地生的土地利用演变模型,描述了土地利用地块对象演变的驱动要素和驱动机制,解决了土地利用演变天地生驱动要素数据的时空关系分析和动态演变数据的组织问题,为土地利用演变驱动模型的构建提供新思路。