哈爾濱市土地利用情況及變化分析

白 羽 軍

(哈爾濱市環(huán)境監(jiān)測中心站，哈爾濱 150076)

自然生態(tài)系統(tǒng)是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，因此，了解自然生態(tài)系統(tǒng)在被人類利用過程中的變化情況就顯得十分重要。筆者對2009—2010年哈爾濱市土地利用情況及其變化特征進行了分析，揭示了其中耕地流失的生態(tài)問題。

1 技術(shù)方法

生態(tài)環(huán)境衛(wèi)星遙感監(jiān)測主要采用遙感技術(shù)(RS)與地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)相結(jié)合的3S技術(shù)，并結(jié)合野外核查的技術(shù)方法，通過遙感技術(shù)獲得地球資源衛(wèi)星遙感影像，將其轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)投影和幾何糾正得到配準(zhǔn)后的圖像。然后根據(jù)土地利用數(shù)據(jù)的解譯原則，按照土地分類系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，利用ArcGIS軟件進行人工目視解譯。在解譯過程中，遇到因圖像信息不清而造成土地利用類型無法準(zhǔn)確識別的情況，或遇到兩年間同一位置土地利用類型變化較大等問題時，通過野外核查來解決。即選取典型的地物，制定具有代表性的路線，結(jié)合GPS導(dǎo)航定位等技術(shù)手段進行實地考察，獲得該地的土地利用類型信息，然后反饋修正圖像解譯信息。解譯完成后，提取2010年哈爾濱市土地利用/覆蓋現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、2009—2010年哈爾濱市土地利用/覆蓋動態(tài)變化數(shù)據(jù)，進行處理和分析。

2 質(zhì)量保證

2.1 影響遙感解譯數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的因素

受遙感影像分辨率、自然環(huán)境復(fù)雜性和解譯人員專業(yè)水平等因素的影響，遙感解譯數(shù)據(jù)不可能達到100%的準(zhǔn)確，主要有以下幾個方面的原因：第一，遙感影像分辨率的影響。本次生態(tài)遙感監(jiān)測解譯的遙感影像精度為30m×30m，可判讀的最小面狀斑塊為4×4個象元(120m×120m),最小線性斑塊為2×6個象元(60m×180m)。大量的小于可判讀標(biāo)準(zhǔn)的信息未被解譯，如農(nóng)田中大量存在的小于判讀標(biāo)準(zhǔn)的灌溉水渠、道路、林地以及城市中的綠化用地等等。這些細小斑塊影響著解譯得到的土地利用/覆蓋類型面積數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。第二，自然環(huán)境復(fù)雜性的影響。由于自然環(huán)境的變化，在遙感成像過程中會出現(xiàn)異物同譜、同物異譜的現(xiàn)象。異物同譜是指不同類型的地物由于在特定波段上的光譜反射率相同，造成在影像上顯示出相同的光譜特性。同物異譜是指同種地物具有不同的影像特征。另外，獲得的影像并不都能滿足單景影像平均云量小于10%的要求。這些都會影響遙感解譯數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。第三，解譯人員專業(yè)水平的影響。解譯人員的專業(yè)背景、實踐經(jīng)驗和應(yīng)用專業(yè)解譯軟件的能力等因素也會影響遙感解譯數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.2 質(zhì)量保證措施

為減少遙感解譯誤差，提高遙感解譯數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率，本次遙感解譯工作嚴(yán)格按照《2010年全國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評價實施方案》中規(guī)定的技術(shù)方法和技術(shù)流程進行。質(zhì)量保證和質(zhì)量控制嚴(yán)格執(zhí)行《生態(tài)遙感監(jiān)測質(zhì)量保證與質(zhì)量控制暫行技術(shù)要求》。針對影響遙感數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的因素，主要做了兩方面的工作：一是對解譯工作成果進行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查。解譯人員完成對影像的解譯后，先對自己的工作成果進行自檢，然后不同解譯人員之間進行互檢，檢查合格后報質(zhì)檢員檢查。質(zhì)檢員檢查合格，接受數(shù)據(jù)；檢查不合格，則返回修改直至合格。通過質(zhì)檢和抽檢，上報數(shù)據(jù)達到了一級分類>95%，二級分類>80%，三級分類>70%的精度要求。二是加大野外核查力度。通過野外核查，實地確認(rèn)核查點的土地利用/覆蓋類型，反饋修正由于自然環(huán)境復(fù)雜性帶來的解譯誤差，提高解譯數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3 監(jiān)測結(jié)果

3.1 土地利用情況

從監(jiān)測結(jié)果看(見表1)，2010年哈爾濱市土地總面積為53 095km2。其中，耕地面積為24 406.14km2，占46.0%；林地面積為22 732.42km2，占42.8%；草地面積為1 328.98km2，占2.5%；水域面積為1 021.11km2，占1.9%；建設(shè)用地面積為2 129.25km2，占4.0%；未利用地面積為1 477.13km2，占2.8%。哈爾濱市轄區(qū)主要土地利用類型為耕地和林地，并且林地覆蓋率達到40%多，遠遠高于全國平均水平。

表1 2010年土地利用變化情況 單位：km2、%

3.2 土地利用變化情況

由于各種原因，哈爾濱每年土地利用情況都會發(fā)生一些變化。從表1可以看出，2009—2010年，哈爾濱市耕地減少了19.84km2，變化率為-0.08%；林地減少了3.47km2，變化率為-0.02%；草地減少了12.65km2，變化率為-0.94%；水域增加了51.19，變化率為5.28%；建設(shè)用地增加了1.07km2，變化率為0.05%；未利用地減少了16.28km2，變化率為-1.09%。

3.3 不同土地利用類型間的轉(zhuǎn)化情況

不同土地利用/覆蓋類型面積的變化，只能總體上反映土地利用方式的改變情況，而不能揭示不同土地利用類型相互間的轉(zhuǎn)化情況。我們通過建立轉(zhuǎn)移矩陣來解決這個問題。用2009年和2010年的土地利用圖進行空間疊加分析，可以求出不同土地利用類型的轉(zhuǎn)移矩陣(見表2)。它可以描述土地利用類型之間的轉(zhuǎn)化情況。

表2 2009—2010年哈爾濱市土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 單位：km2

4 土地利用類型轉(zhuǎn)化的特點

分析哈爾濱市土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，從各土地利用/覆蓋類型的轉(zhuǎn)化去向和來源上分析，哈爾濱市2009—2010年土地利用類型的轉(zhuǎn)化表現(xiàn)出以下幾個特點：

4.1 耕地面積有所減少

耕地轉(zhuǎn)化為其他用地類型的面積為20.09km2，分別轉(zhuǎn)化為水域、建設(shè)用地和未利用地，占耕地轉(zhuǎn)化面積的89.9%、5.3%和4.8%。新增耕地面積為0.25km2，全部由林地轉(zhuǎn)化而來。

4.2 林地和草地面積均有所減少

林地轉(zhuǎn)化為其他用地類型的面積為3.48km2，其中3.23km2轉(zhuǎn)化為水域，占林地轉(zhuǎn)化面積的92.8%。草地轉(zhuǎn)化為其他用地類型的面積為13.63km2，均轉(zhuǎn)化為水域，其中8.92km2轉(zhuǎn)化為河流，4.71km2轉(zhuǎn)化為水庫。新增草地面積為0.97km2，全部由水庫轉(zhuǎn)化而來。

4.3 水域面積明顯增加

水域轉(zhuǎn)化為其他用地類型的面積為17.28km2，其中16.31km2轉(zhuǎn)化為未利用地，占水域轉(zhuǎn)化面積的94.4%。新增水域面積為67.37km2，主要是由未利用地中的沼澤地、耕地中的旱地、草地中的高覆蓋草地轉(zhuǎn)化而來，面積分別為32.45km2、17.02km2、13.41km2。

4.4 建設(shè)用地面積微幅增加，未利用地面積明顯減少

新增建設(shè)用地面積為1.07km2，且全部來自耕地。未利用地轉(zhuǎn)化為其他用地類型的面積為32.45km2，全部轉(zhuǎn)化為水域，其中21.02km2轉(zhuǎn)化為河流，11.43km2轉(zhuǎn)化為水庫。新增未利用地面積為17.27km2，其中16.31km2來自于水域，占新增面積的94.4%。

通過以上分析可以看出，2010年哈爾濱市土地利用類型相互轉(zhuǎn)化面積較大的是耕地、水域和未利用地。進一步分析土地利用二級類型相互轉(zhuǎn)化情況，可以看出部分未利用地中的沼澤地、耕地中的旱地和草地中的高覆蓋草地轉(zhuǎn)化為水域中的河流、水庫、坑塘。我們分析主要有兩方面的原因，一是松花江大頂子山航電樞紐工程2008年底建成后，蓄水的持續(xù)影響使松花江哈爾濱市區(qū)段兩岸間行洪灘地上的部分沼澤地和高覆蓋草地被江水淹沒。二是豐沛的降水使部分旱地、草地淹沒為水庫、坑塘。另外，建設(shè)用地面積微幅增加，全部來自于耕地，而這種轉(zhuǎn)化往往是不可逆的，這種現(xiàn)象應(yīng)當(dāng)引起有關(guān)管理部門重視。

參考文獻：

[1]鄭洪萍.福建省環(huán)境質(zhì)量評價及動態(tài)分析[J].能源與環(huán)境，2006，(3)：6～7.

[2]郝桂媛.基于RS和GIS的哈爾濱市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價[J].黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院學(xué)報，2009，(2)：1～3.