基于遙感影像的運城市土地利用動態(tài)變化分析

【摘要】：結(jié)合運城市近10年土地利用開發(fā)等政策分析各類型土地間相互轉(zhuǎn)化關(guān)系和各類土地轉(zhuǎn)移和新增變化情況，分析得出隨著經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展，運城市作為傳統(tǒng)的農(nóng)耕種植比較發(fā)達的區(qū)域，耕地的面積銳減，越來越多的人涌入城市，使城市建設(shè)用地不斷擴大，人口分布密集，水體和林地面積均有減少，城市生態(tài)環(huán)境受到影響。為后期運城市土地利用規(guī)劃，合理進行利用，提供了簡單的建議。

【關(guān)鍵詞】：土地利用 圖像預(yù)處理 監(jiān)督分類

一、研究背景與意義

運城市隨著區(qū)域人口的增加和社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，土地利用類型發(fā)生了很直觀的變化，尤其是城市土地利用類型變化非常大。結(jié)合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜合分析可以看出，國內(nèi)外近幾年來的關(guān)于土地利用的研究主要集中于發(fā)生土地利用變化的各種轉(zhuǎn)化機制的模型研究，類似于關(guān)于生態(tài)環(huán)境效益評估模型等，而且這些模型的研究也大部分集中于生態(tài)環(huán)境方面。但如果具體到以某一城市為背景的土地利用科研相當(dāng)缺乏，尤其是在我國城市化速度變化較快的城鎮(zhèn)，土地利用動態(tài)變化的研究十分匱乏，本文為著眼點就是在這種緊缺的背景下，以運城市的耕地和建設(shè)用地等土地資源利用變化面積變化為著眼點，為了可以合理較為科學(xué)的研究分析運城市從2007年到2017年，十年間土地利用發(fā)生的變化情況。

二、研究內(nèi)容與方法

本文利用從地理空間數(shù)據(jù)云獲取的設(shè)計去的TM和Landsat8的遙感影像作為研究的數(shù)據(jù)源，對運城市十年來的土地利用情況進行調(diào)查，通過將數(shù)據(jù)進行分類和統(tǒng)計分析，可以對運城市近年來土地利用變化的情況有進一步的了解：

（1）圖像預(yù)處理，本設(shè)計所用的TM影像已經(jīng)過初步的粗校正，但還達不到設(shè)計需要的精度要求，故需要對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，包括大氣校正、幾何精校正、增強以及融合處理等，以達到使用要求 （2）對完成圖像預(yù)處理工作后，需對影像進行拼接裁剪。在ENVI5.2中先將每期的四張影像完成拼接工作，再利用從已有的全國行政區(qū)劃的1∶5萬的矢量圖，對拼接好的每期過于運城市的影像進行裁剪，最后得到裁剪后的設(shè)計區(qū)的影像圖 （3）按照實際調(diào)查，結(jié)合國家土地規(guī)劃建立運城市土地利用分類體系，綜合考慮選擇監(jiān)督分類中的最大似然法對設(shè)計區(qū)域的遙感影像進行分類，分類完成后做分類后處理，包括聚類分析，主次分析和過濾等，最后對分類結(jié)果做好精度評價。本文的分類精度的評價是用混淆矩陣來評價，從混淆矩陣中算出總精度和Kappa系數(shù)就作為分類精度評價的因子。分類精度及Kappa系數(shù)為9.37，分類精度遙感圖像分類滿足要求，可進行下一步的分析操作 （4）將兩期土地利用類型分類結(jié)果統(tǒng)計運城市土地利用數(shù)據(jù)，得到兩期的運城市土地利用現(xiàn)狀圖。再利用ArcGIS分析模塊中的空間分析功能對運城市土地利用動態(tài)變化包括設(shè)計去面積的變化和所占比例的變化，在此基礎(chǔ)上結(jié)合運城市近年來頒布的一些關(guān)于土地資源規(guī)劃方面的文獻規(guī)定，分析10年來運城市每種類型土地利用面積變化情況，以及相互之間的轉(zhuǎn)移情況，最后分析總結(jié)。

三、結(jié)果分析

利用土地利用分類數(shù)據(jù)，根據(jù)每類型的土地利用的面積變化通過土地轉(zhuǎn)移矩陣析各類型土地間相互轉(zhuǎn)化關(guān)系和各類土地轉(zhuǎn)移和新增變化情況，揭示土地利用變化的空間分布及其變化規(guī)律。

（一）三期土地利用類型情況

（1）建設(shè)用地，從2007年到2017年建設(shè)用地面積增長了133329.2公頃，整體所占面積比例不大，運城市所處地勢和傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植比較發(fā)達的緣故，但隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展建設(shè)用地所占面積將成上升趨勢 （2）林地，最初總面積在研究期初所占的比例不大的，但卻是變化最為明顯的。隨著時間的推移，林地的面積有所增加，從2007年到2017年的時間共增長了98805.3公頃，占運城市總體面積的比例明顯增加。由此得出，國家提倡的退耕換林，植樹造林是有所成效的 （3）耕地，由于運城市地勢平坦，土壤肥沃等的緣故。耕地面積一直占據(jù)運城市土地總面積的70%以上，從2007年到2017年耕地面積變化不大，減少了60456.3公頃 （4）水體，面積最小，十年間占地面積減少了10671.1公頃，初步分析可能是由于環(huán)境污染等問題是的水體面積減少 （5）未利用地，從柱狀圖中可以明顯發(fā)現(xiàn)未利用地的面積變化比其他土地利用類型變化幅度都大，從2007年到2017年未利用地面積減少了161007.1公頃。這與近年來運城市合理建設(shè)規(guī)劃有關(guān)，因為其他類型土地面積的增加都與未利用地面積減少密切相關(guān)。

（二）各類型土地轉(zhuǎn)移分析

（1）建設(shè)用地既有轉(zhuǎn)入也有轉(zhuǎn)出，轉(zhuǎn)入133329.2公頃，轉(zhuǎn)出99867.8公頃，轉(zhuǎn)入大于轉(zhuǎn)出，建設(shè)用地面積凈增33461.4公頃，轉(zhuǎn)入的主要是未利用地和耕地，轉(zhuǎn)出土地主要流向林地。十年間，運城市經(jīng)濟發(fā)展較快，耕地退化，未利用地得到有效開發(fā)和利用 （2）耕地也是轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出并存，轉(zhuǎn)出280830.7公頃，轉(zhuǎn)入220374.4公頃，轉(zhuǎn)出大于轉(zhuǎn)入，面積凈減少60456.3公頃。轉(zhuǎn)出主要流向是建設(shè)用地和林地，轉(zhuǎn)入源主要是未利用地和林地。但整體變化幅度并不大，取決于運城市幾百年來發(fā)達的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟 （3）林地有較大幅度的轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出，轉(zhuǎn)出119654.2公頃，轉(zhuǎn)入218459.5公頃，轉(zhuǎn)入大于轉(zhuǎn)出，凈面積增加了98805.3公頃。轉(zhuǎn)出主要流向是耕地，轉(zhuǎn)入源主要是未利用地和耕地。由于國家大力提倡的退耕還林政策和政府合理放入規(guī)劃，林地的轉(zhuǎn)入比例大于轉(zhuǎn)出比例，生態(tài)有所改善 （4）未利用地與其他土地類型相似，轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出同時具備，轉(zhuǎn)出274107.4公頃，轉(zhuǎn)入112280.3公頃，轉(zhuǎn)出大于轉(zhuǎn)入，未利用地面積減少161007.1公頃。轉(zhuǎn)入土地主要來源于建設(shè)用地和耕地。轉(zhuǎn)出主要是建設(shè)用地和林地，運城市土地利用規(guī)劃，多未利用地得到有效的開發(fā)利用。

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作者簡介：王娜（1994—），女，漢族，山西呂梁人，碩士，單位：成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)，研究方向：信息技術(shù)及其在地學(xué)中的應(yīng)用。