随机森林驱动的福建平潭土地变迁与景观格局深度分析

本文主要探讨了基于随机森林的遥感技术在福建平潭综合实验区土地利用分类和景观格局分析中的应用。平潭综合实验区作为一个重要的闽台合作和对外开放平台，其土地利用的变化深受社会经济因素和自然地理条件的影响，这些变化对于区域规划具有重要意义。研究者利用了1990、2000、2010和2017年四期Landsat遥感影像数据，通过随机森林算法进行土地利用分类，以评估近27年来土地利用变迁对景观格局的影响。 首先，研究发现，在选取适当的训练样本下，随机森林算法展现出高精度的土地利用分类能力，四个时期的遥感影像分类总体精度均保持在87%以上，Kappa系数均超过0.84，这证明了该方法的有效性和可靠性。这意味着通过这种方法可以准确识别和区分不同类型的土地利用，如耕地、建设用地、林地等。 其次，研究揭示了具体的变化趋势。1990年至2017年间，实验区的水域面积大幅减少了31.04平方千米，大部分流失的水域转为了建设用地和林地。建设用地的增长更为明显，增加了40.98平方千米，其中近十年内增长速度加快，年均增长率达到了1.52平方千米，尤其是近十年来呈快速增长，年均增长高达3.87平方千米。这反映了城市化进程对土地利用的影响以及对生态环境可能带来的挑战。 在斑块类型级别上，随着建设用地的逐年增加，最大斑块占景观面积的比例（LPI）、斑块聚合度（AI）和边缘密度（ED）均有上升趋势，其中LPI对建设用地增长最为敏感。这表明随着城市扩张，土地集中度提高，景观破碎化程度也随之加剧。 在景观类型级别上，多样性指数（SHDI）和景观形状指数（LSI）呈现下降趋势，这可能意味着生态系统复杂性降低，景观结构趋向于简单化，这对生态系统的稳定性提出了挑战。这样的变化趋势需要在未来的土地利用规划中予以关注，以确保可持续发展。 本研究利用随机森林方法对海坛岛（平潭综合实验区）的土地利用变化进行了深入的定量分析，为理解土地利用对景观格局的影响提供了有价值的参考，对于制定合理的土地管理和生态保护策略具有重要的实践指导意义。