1987-2014年納帕海流域土地利用時(shí)空變化分析

王小蓮

【摘 要】研究納帕海流域土地利用變化情況能有效揭示人與自然和諧發(fā)展問(wèn)題。論文在采用1987-2014年Landsat影像的基礎(chǔ)上，利用支持向量機(jī)得到納帕海流域六類(lèi)土地利用類(lèi)型變化。結(jié)果顯示，納帕海流域近30年來(lái)草地面積不斷減少，水域面積有較小波動(dòng)，林地與灌木林地之間相互轉(zhuǎn)化，林地呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，建設(shè)用地面積不斷增加，主要集中在納曲河南岸地區(qū)。

【Abstract】The study of land use change in the Napa sea basin can effectively reveal the harmonious development of human and nature. Based on the Landsat images from 1987 to 2014， this paper uses the support vector machine to obtain the changes of six land use types in the Napa sea basin. The results show that in the past 30 years， the grassland area in the Napa sea basin has been decreasing， the water area has a small fluctuation， the woodland and shrub woodland transform each other， the woodland shows a growing trend， and the construction land area has been increasing， which ?mainly concentrated in the south bank of the Napa river.

【關(guān)鍵詞】土地利用;動(dòng)態(tài)變化;遙感監(jiān)測(cè);納帕海流域

【Keywords】 land use; dynamic change; remote sensing monitoring; Napa sea basin

【中圖分類(lèi)號(hào)】P963 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2019）03-0087-02

1 引言

土地利用的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)影響到氣候變化、生態(tài)平衡與人類(lèi)活動(dòng)等全球性的核心問(wèn)題[1]。20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著全球性問(wèn)題關(guān)注度的提高及3S技術(shù)的高速發(fā)展，促使土地利用變化的研究力度不斷加大，方法更加多樣化[2]。當(dāng)前研究土地利用變化的常用技術(shù)是RS和GIS，其涉及的數(shù)據(jù)信息源中，Landsat影像的最小空間分辨率為30m，幾何精度較高，數(shù)據(jù)易于獲取。因此，在提取土地利用信息時(shí)可采用Landsat影像。

納帕海濕地地處青藏高原東南緣，由于其對(duì)氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)擾動(dòng)響應(yīng)的高度敏感，開(kāi)展其土地利用時(shí)空變化研究，對(duì)區(qū)域生態(tài)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著重要意義[3]。但現(xiàn)已開(kāi)展的研究距今較為久遠(yuǎn)[4，5]，因此，本文將利用支持向量機(jī)，提取納帕海流域1987、1996、2005和2014年的土地利用分類(lèi)信息，分析研究區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化，以反映近30年境內(nèi)土地利用的時(shí)空演變過(guò)程，為促進(jìn)滇西北高原濕地區(qū)域的植被建設(shè)、土地資源開(kāi)發(fā)利用與生態(tài)安全提升具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 研究區(qū)與數(shù)據(jù)

納帕海流域位于云南省香格里拉市西北角，地理位置為27°47′-27°55′N(xiāo)，99°35′-99°40′E，面積12046.51hm2，平均海拔3266m，屬低緯度高海拔，由草甸、沼澤、水面和湖周森林植被構(gòu)成的季節(jié)性高原淡水湖泊沼澤濕地。四周山嶺環(huán)繞，屬寒溫帶高原季風(fēng)氣候，受地形和大氣環(huán)流的影響，年平均降水量620mm，干濕季分明。1984年建立納帕海省級(jí)自然保護(hù)區(qū)，2005年被列入《國(guó)際重要濕地名錄》。

本文選用的遙感數(shù)據(jù)為1987年、1996年、2005年、2014年的Landsat影像，其數(shù)據(jù)均來(lái)自地理空間數(shù)據(jù)云。獲取4個(gè)時(shí)相Landsat影像后，借助ENVI 5.3軟件對(duì)其進(jìn)行圖像預(yù)處理。

3 研究方法

3.1 分類(lèi)方法

本文借助平臺(tái)ENVI，使用監(jiān)督分類(lèi)中的人工目視解譯分類(lèi)方法——支持向量機(jī)，提取土地利用類(lèi)型。

①支持向量機(jī)。首先通過(guò)自動(dòng)尋找能對(duì)分類(lèi)有較大區(qū)分能力的支持向量，其次構(gòu)造出分類(lèi)器，最后實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)別之間的間隔最大化。②建立分類(lèi)方案與規(guī)則集。結(jié)合實(shí)地勘察和與研究時(shí)間相近的Google Earth高分辨率影像進(jìn)行對(duì)比匹配地類(lèi)，在圖像上進(jìn)行目視判讀，選取具有代表性的典型感興趣區(qū)（ROIs），根據(jù)ROIs中已知的不同地物的光譜特征，通過(guò)訓(xùn)練計(jì)算機(jī)，進(jìn)行未知地物分類(lèi)到已知的地類(lèi)中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別的目的。③分類(lèi)后處理。分類(lèi)后的圖像存在較多小塊的圖斑，其在一定程度上干擾圖像的美感和地物面積計(jì)算結(jié)果。因此，使用Classification工具對(duì)小圖斑進(jìn)行處理。依照研究區(qū)植被覆蓋/土地利用的特征，將其土地類(lèi)型分為：林地、灌木林地、草地、耕地、建設(shè)用地和水域。