土地是人类生存的基础,人类的生活生产方式在不断影响着生态环境,而生态环境的改变包括土地资源的变化又会作用于人类社会。随着社会经济的飞速发展和人口不断增长,众多生态环境问题暴露出来,比如水资源危机、土壤侵蚀、生物多样性减少等。国内外学者对于土地利用覆被变化的关注使其成为国众多研究中最为活跃的领域,而土地利用格局的研究显然已经成为重点研究对象。且正在加速发展的全球城市化进程,使得区域社会、经济和环境发生着剧烈的变化,并因此造成更加复杂的土地与生态环境的变化,如水土流失、土壤退化、森林减少等多种复合性问题。因此,从各个方面对研究区的土地利用进行分析后,并对其驱动力进行探讨,最终构建土地利用格局的模拟模型,对区域未来土地利用格局进行模拟预测,这对于准确把握未来地区的土地动态变化趋势,制定地区土地生态建设和土地可持续发展等具有现实指导意义。本研究以昆明市的五区即五华区、盘龙区、西山区、官渡区和呈贡区作为研究区域,以地理空间数据云获取的2005、2010、2015三期TM/ETM(30*30m)遥感影像、DEM数据、行政区划图、地形图、交通图等作为数据来源,对其进行几何校正、辐射校正后利用ENVI软件监督分类得到三期昆明市影像,通过土地利用结构变化、动态度变化以及各个地类之间互相转移等方法对昆明市2005-2015年间的土地利用变化分别进行定量分析。通过对其影响因素的分析,具体包括地形坡度、距离变量以及政策这三个方面进行分析,最后构建CA-Markov-Ann模型,对昆明市的土地利用格局进行模拟和预测,主要包括以下结论:(1)通过对昆明市三期的用地结构和动态度进行探究,并对各地类之间互相转移的程度进行研究,以上分析表明昆明市的主要地类以林地、建设用地为主,2005-2015年间建设用地面积持续增长且增速最快,而耕地面积则迅速下降,水域面积变化较小。从土地利用类型转移分析可以看出建设用地增长的来源是以耕地和未利用地作为补给源。(2)根据昆明市的土地利用情况对影响其变化的驱动因子进行探究,发现建设用地、耕地和水域一般分布在坡度较为平缓的地区,经过数据分析这三种地类分布在坡度15度以内的区域占比很大,这也符合该地类扩展的自身特性;距离行政中心的远近对建设用地表现出较大的影响力,但对于耕地和林地则没有较大的影响;交通道路距离变量对建设用地和耕地也变现出强烈的吸引力,而对林地相反,随着距离的增加,林地面积增加的速度越快;从水域的分析数据表明,各个时期距离水域的远近对于各个地类的吸引力比较均等,随着缓冲距离的增加,耕地和林地的吸引力更大。(3)通过耦合CA-Markov-Ann模型模拟2015年昆明市的土地利用格局变化,并通过于实际解译图进行对比验证,结果表明Kappa综合指数为0.87,大于0.75,说明该模型的应用较好的实现了昆明市的用地模拟,可信度较好,能够较为精准的对昆明市2020年的土地利用格局进行模拟,基本上满足了研究的精度需求。(4)根据昆明市2020年的模拟图显示,2015-2020年昆明市各土地利用类型变化较为明显,在整体的格局上,昆明市建设用地主要向东南部的呈贡区进行发展,不适合建设在昆明北部以及西部等低丘缓坡的地方,而且昆明城区建设用地密度已经达到饱和状态,所以城市主要是向东南方向发展。主要的建设用地扩展方向是呈贡区的发展,由于呈贡区面积相对较大,且开发程度较其他几个城区密度较小,有可开发的空间,加上呈贡区近几年的经济发展,会促进未来呈贡区在整体土地格局上的调整,除此之外,昆明市郊区以及东北机场附近会随着城市化的不断发展,其土地利用格局会进一步改变。2015-2020这一阶段,建设用地和林地面积比例不断上升,而其他地类的面积比例则在持续下降,从土地利用转移矩阵分析得出耕地和未利用地主要向建设用地和林地转移,但未利用地的主要转移去向是林地,水域总体变化不大,只有小幅度增加。未来昆明市的土地利用类型变化幅度都有所下降,建设用地的主要扩展方向是呈贡区,该地区耕地也会随着转移有减少的趋势,但减少趋势较2005-2015年有所下降,林地面积的增加幅度较上期有明显的减缓趋势,未利用地面积在未来这个时期有较多的减少,这也将会成为未来建设用地和林地的补给源。