基于遙感影像的贛州市主城區(qū)土地利用動(dòng)態(tài)變化分析

查得利 張遠(yuǎn) 楊倩

（江西理工大學(xué)建筑與測(cè)繪工程學(xué)院 江西贛州 341000）

1 引言

土地利用變化反映了土地利用目的與利用方式在驅(qū)動(dòng)因素作用下產(chǎn)生改變的特點(diǎn)［1-2］。城市化進(jìn)程導(dǎo)致耕地減少、植被破壞、水土流失等，引起城市土地利用變化。監(jiān)測(cè)城市土地利用的動(dòng)態(tài)變化情況，便于從宏觀(guān)上把握城市土地利用的變化規(guī)律，對(duì)城市空間的科學(xué)規(guī)劃具有一定的借鑒意義。本文以贛州市主城區(qū)為研究對(duì)象，分析其自1987年以來(lái)近30年的土地利用動(dòng)態(tài)變化情況，總結(jié)變化規(guī)律，以便為城市土地資源的集約利用提供依據(jù)，減緩人地資源矛盾。

2 研究區(qū)域及方法

2.1 研究區(qū)概況

以贛州市主城區(qū)為研究區(qū)，該區(qū)地處江西省南部，贛州市中偏西北部，位于 25°40′16″～25°58′56″N、114°46′44″～115°03′40″E 之間。 東、南、北與贛縣接壤，西與南康區(qū)、贛州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)毗鄰，總面積375.52km2。下轄水東鎮(zhèn)、水南鎮(zhèn)、水西鎮(zhèn)、沙石鎮(zhèn)、沙河鎮(zhèn)和贛江街道、解放街道、南外街道、東外街道。2016年底，戶(hù)籍總?cè)丝?95024人，其中城鎮(zhèn)人口450915人，占總?cè)丝跀?shù)的91.09%。

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文使用的遙感影像數(shù)據(jù)源信息如表1所示。

2.3 研究方法

本文技術(shù)路線(xiàn)如圖1所示：首先進(jìn)行幾何校正、圖像增強(qiáng)、影像裁剪等預(yù)處理；然后利用支持向量機(jī)分類(lèi)方法對(duì)影像信息進(jìn)行提取，得到各研究時(shí)段土地利用分類(lèi)圖［3］；最后對(duì)不同時(shí)期土地利用分類(lèi)圖不同土地利用類(lèi)型面積進(jìn)行提取，分析各時(shí)期土地利用動(dòng)態(tài)變化情況［4-6］。

表1 研究區(qū)遙感影像信息表

圖1 本文技術(shù)路線(xiàn)圖

3 研究結(jié)果分析

3.1 各研究時(shí)段土地利用分類(lèi)圖分析

通過(guò)預(yù)處理及信息提取，得到各研究時(shí)段土地利用分類(lèi)圖。

圖2 1987年贛州市主城區(qū)土地利用分類(lèi)圖

圖3 1995年贛州市主城區(qū)土地利用分類(lèi)圖

圖4 2003年贛州市主城區(qū)土地利用分類(lèi)圖

圖5 2013年贛州市主城區(qū)土地利用分類(lèi)圖

圖6 2017年贛州市主城區(qū)土地利用分類(lèi)圖

由上圖可知，贛州市主城區(qū)建筑用地面積增幅變動(dòng)較大，城市發(fā)展在河套老城區(qū)的基礎(chǔ)上向西南、西北方向擴(kuò)展。首先向西南方向擴(kuò)張，發(fā)展密度較集中，特別是章貢區(qū)的成立，成為城市政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，促進(jìn)城市發(fā)展，導(dǎo)致建筑用地需求量激增，植被、水體等面積減少。在西北方向的擴(kuò)張與經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)的建立密不可分，工業(yè)廠(chǎng)房、住宅、道路等開(kāi)發(fā)建設(shè)，導(dǎo)致植被、水體等土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生變動(dòng)，建筑用地面積增長(zhǎng)。

3.2 土地利用結(jié)構(gòu)變化情況分析

運(yùn)用ENVI對(duì)各種利用類(lèi)型的土地面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到各時(shí)期不同土地利用類(lèi)型的面積以及不同年份前后增減變化情況，如表2所示。

由表2可知，贛州市主城區(qū)建筑用地的面積自1987年以來(lái)在不斷增加，呈現(xiàn)穩(wěn)步上升態(tài)勢(shì)，而植被、水體的面積逐年減少，這從側(cè)面表明城市空間規(guī)模擴(kuò)大，城市建筑用地面積增長(zhǎng)，對(duì)土地需求量加大而導(dǎo)致植被、水體面積的減少，建筑用地與植被、水體間的面積增減此消彼長(zhǎng)的事實(shí)。其中建筑用地面積增長(zhǎng)110.83km2。本文將農(nóng)用地、林地及城市綠化地都劃分成植被類(lèi)，其面積減少114.20km2。水體面積整體以較小趨勢(shì)減少，減少量為6.5km2。其它類(lèi)主要為未利用的裸地或者荒地，雖然2003年至2013年面積減少1.61km2，但在總體上仍然是上升的，近30年增長(zhǎng)9.06km2。

表2 各時(shí)期不同利用類(lèi)別土地的面積及擴(kuò)展情況(km2)

3.3 土地利用轉(zhuǎn)移變化情況分析

通過(guò)ENVI分類(lèi)后處理，得到土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，見(jiàn)表3。

表3 各研究時(shí)段土地利用面積轉(zhuǎn)移矩陣(km2)

由表3可知，主要的土地轉(zhuǎn)移形式為建筑用地轉(zhuǎn)移為植被、植被轉(zhuǎn)移為建筑用地、水體轉(zhuǎn)移為建筑用地，各研究時(shí)段，轉(zhuǎn)移面積分別為5.37km2、27.40km2、4.76km2；22.43km2、40.70km2、10.31km2；22.17km2、57.83km2、16.58km2；11.98km2、30.77km2、15.33km2。從總體上來(lái)說(shuō)，植被、水體、建筑用地之間的轉(zhuǎn)移明顯，說(shuō)明地類(lèi)的轉(zhuǎn)移是相對(duì)的，一方面隨著城市發(fā)展，城市空間規(guī)模擴(kuò)大，為解決城市建筑用地需求量增長(zhǎng)這一現(xiàn)實(shí)，其它利用類(lèi)型的土地面積減少，轉(zhuǎn)移成建筑用地。另一方面，為合理優(yōu)化城市空間布局，增強(qiáng)土地資源的集約利用，美化城市環(huán)境，城市開(kāi)發(fā)活動(dòng)使得地表覆蓋情況發(fā)生變化，各種土地利用結(jié)構(gòu)之間發(fā)生轉(zhuǎn)移。

3.4 土地利用速度變化情況分析

以各土地利用類(lèi)型面積為基礎(chǔ)計(jì)算其速度變化情況，表達(dá)公式為：

其中，K表示某時(shí)間段內(nèi)某土地利用類(lèi)型動(dòng)態(tài)度；Uib表示某土地利用類(lèi)型在研究末期的面積；Uia表示某土地利用類(lèi)型在研究初期的面積；△T表示研究時(shí)段長(zhǎng)。結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 贛州市主城區(qū)各研究時(shí)段土地利用變化率

由表4可知，1987-2017年，建筑用地以年均19.12%的變化率增加，而各研究時(shí)段內(nèi)變化率降低則反映城市擴(kuò)展空間受到限制，部分土地利用結(jié)構(gòu)變動(dòng)，植被、水體轉(zhuǎn)移成建筑用地，自1995年以來(lái)，水體變動(dòng)差異逐年減弱，遞減變化率越來(lái)越小，表明在城市發(fā)展中注重生態(tài)保護(hù)。其它類(lèi)以年均18.08%的變化率增加，反映城市開(kāi)發(fā)活動(dòng)中，原始土地覆被被破壞，使得裸地、未利用地等增加，可以作為城市擴(kuò)展的儲(chǔ)備資源。

4 結(jié)束語(yǔ)

自1987年以來(lái)，贛州市主城區(qū)近30年土地利用動(dòng)態(tài)變化特征明顯，主要表現(xiàn)為：

(1)贛州市主城區(qū)建筑用地面積增加110.83km2；植被面積減少114.20km2；水體面積減少6.5km2；裸地等其它類(lèi)型則從1.67km2增長(zhǎng)到10.73km2，增加9.06km2。

(2)贛州市主城區(qū)主要土地轉(zhuǎn)移形式為建筑用地→植被、植被→建筑用地、水體→建筑用地，城市發(fā)展促使建筑用地需求量增加，直接導(dǎo)致土地利用結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移變化。

(3)贛州市主城區(qū)建筑用地增長(zhǎng)速度變化率逐年降低，裸地、未利用地增長(zhǎng)變動(dòng)較快，說(shuō)明城市發(fā)展空間受阻，植被、水體減幅降低的情況下，城市開(kāi)發(fā)活動(dòng)帶來(lái)土地利用結(jié)構(gòu)的改變，成為城市發(fā)展后備空間。

(4)贛州市主城區(qū)城市擴(kuò)展空間差異特征顯著，2003年以后主要向西南、西北擴(kuò)張。工業(yè)用地和住宅用地是城市建筑用地的主要表現(xiàn)形式。必須要科學(xué)規(guī)劃城市發(fā)展政策，保證植被、水體的合理面積，與贛州市山水園林城市的城市定位相符。

基于以上結(jié)論，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化建設(shè)是土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)移變化的主要原因，在人地資源矛盾日益嚴(yán)重的形勢(shì)下，贛州市主城區(qū)應(yīng)科學(xué)規(guī)劃城市發(fā)展方針，促進(jìn)土地資源的集約利用［7-9］，例如優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，控制各種地類(lèi)供應(yīng)量，加強(qiáng)土地法制管理，提高土地增產(chǎn)增收效益，合理利用閑置土地。