土地利用轉移矩陣製作

1 馬爾可夫模型（Markov）1.1馬爾可夫模型

馬爾科夫模型（Markov）是俄國數學家安德烈·馬爾科夫提出來的一種隨機過程的研究，隨機過程具有無後效性（即在系統狀態轉移過程中，系統將來的狀態只與現在的狀態有關，而與過去的狀態無關），該方法通過對各個時刻事件不同狀態的初始概率及狀態之間的轉移關係來預測事件下一步發生的狀態及其變化趨勢，是預測土地利用變化趨勢的好方法，在土地利用變化預測方面得到了廣泛應用。其模型公式為：

式中：和分別是第t+1期和第t期的土地利用狀態；為i類土地利用類型轉化為j類土地利用類型的轉移概率，其數學表達式一般為：

式中：n為土地利用類型個數，並且滿足和。

1.2轉移矩陣

土地利用轉移矩陣能夠反映土地利用的結構特徵和各類型之間的轉化情況和方向，揭示各類型轉入轉出信息，轉移矩陣的數學形式為：

式中：為i類轉化成j類的面積；n為土地利用類型的數量；i和j分別為轉移前後的土地利用類型。

2 數據來源與轉移矩陣構建2.1數據來源與處理

本文土地利用轉移矩陣構建以四川2000年、2010年土地利用數據為例，空間解析度1km，數據來源:資源環境數據云平臺。此次研究的土地利用數據的分類體系是中國科學院土地資源分類系統，土地利用分類到二級，本文知識分析一級分類土地利用轉移，首先對土地利用數據進行重分類（SpatialAnalyst Tools→Reclass→Reclassify），具體見圖1，其次利用裁剪工具（Data Management Tools→Raster→Raster Processing→Clip）得到四川省土地利用數據，具體操作圖2。

圖1 土地利用二級分類轉一級處理

圖2 四川省土地利用數據提取

2.2土地利用轉移矩陣

本次轉移矩陣利用利用ArcGIS進行製作，首先將四川省2000、2010年土地利用數據轉成矢量（CoversionTools→From Raster→Raster to Polygon），具體操作見圖3；然後對四川省2000和2010年矢量數據添加一個欄位，分別是DL2000和DL2010，並賦值為gridcode的值；最後利用相交工具（AnalysisTools→Overlay→Intersect），具體操作見圖4，導出屬性表，利用Excel表格製作轉移矩陣，具體操作見圖5，轉移矩陣見表1。

圖3 四川省土地利用數據矢量數據

圖4 四川省土地利用數據疊加分析（相交）

圖5 轉移矩陣製作

圖6  四川省2000-2010年土地利用景觀轉移矩陣（km²） 

2.3土地利用轉移概率矩陣與面積預測

圖6 土地利用轉移概率矩陣與面積預測截圖

    由於時間有限，關於馬爾可夫模型面積預測的具體操作未進行具體操作說明，將在後期推出具體的操作。百度雲將會分享四川省2000、2010年土地利用數據和土地利用轉移概率矩陣與面積預測的表格，可以直接根據表格模板自己運用。

四川省2000-2015年土地利用轉移矩陣百度雲分享連結：

https://pan.baidu.com/s/1FQZfSWV4mArzN7ns39AyZg    

 提取碼：ympx

後臺回覆：轉移矩陣，獲取百度雲連結