基于遙感與GIS的土地利用變化研究

(1青海省地礦測繪院 青海西寧810012；2青海省高原測繪地理信息新技術重點實驗室 青海西寧810012）

(1青海省地礦測繪院 青海西寧810012；2青海省高原測繪地理信息新技術重點實驗室 青海西寧810012）

通過引入土地利用變化指數模型、轉移矩陣模型及轉化傾向性模型，分析了該區域土地利用變化的時空特征，并對其驅動力進行了初步探討。結果表明：11年間土地利用處于穩定發展時期，受政策、經濟等人為因素的影響，并考慮了自然因素的限制，其利用方式逐漸走向生態、集約；通過挖掘土地類型間的轉化傾向，尋求土地利用變化驅動力，更好地闡明了土地景觀空間發展的內在規律，為土地資源的可持續利用提供了有效的決策支持。

遙感GIS土地利用研究

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

剛察縣是青海省海北藏族自治州轄縣，省環湖重點牧區之一。位于州境西部，青海湖北岸，地理坐標東經99°20′44″～100° 37′24″、北緯36°58′6″～38°04′04″?？h境北部高山連綿、南部低緩，地域寬廣，平均海拔在3300m以上，屬典型的高原大陸性氣候，年均溫度－0.6℃，年降水量370mm?？h內有豐富的畜牧業資源、高原野生動植物資源、水能資源和旅游資源，是重要的祁連山水源涵養地和青海湖流域生態功能區。2005年全縣常住人口4.01萬，其中，少數民族2.87萬；GDP為2.9億元，城鎮化水平為28.43%。該縣土地總面積9575.91km2，生態用地的比重很大，土地類型以草地為主，其次是水域和林地，耕地和建設用地比重不足1.6%。

1.2 數據來源與處理

采用的遙感數據源于國際科學數據服務平臺提供的1995年、2006年兩期TM遙感影像。經過幾何糾正，對圖像進行鑲嵌、裁剪、整飾等預處理，然后結合野外實地考察資料進行人機交互監督分類，將研究區的土地景觀類型進行歸并，最終確立了耕地、林地、草地、水域、建設用地和未利用地6種土地景觀類型，并建立了1995年、2006年土地利用信息數據庫。依據2006年土地利用現狀圖和野外勘查的結果建立訓練樣區，通過檢驗樣本的誤差矩

陣和精度分析，其精度為87.32%，符合要求。

2 研究方法與模型含義

2.1 土地利用變化指數模型

為了從整體上把握土地景觀類型的變化強度與速度，在研究中構造了一些簡單的定量參數來探究區域土地利用特征，從而得到準確的土地利用變化定量信息?；谇叭说难芯砍晒?，本文用到的土地利用變化計算參數主要為土地利用動態度指數和土地利用程度指數。

2.1.1 動態度指數

絕對和相對土地利用動態度均可用來表達一定時間范圍內，研究區各種土地類型的數量變化情況。其不同之處是：前者只能從絕對變化量上來描述土地利用變化強度，而后者可以很好地模擬各種地類間的交互轉化情況，體現土地利用變化的過程。

2.1.2 程度指數

土地利用程度指數不僅能反映土地本身自然屬性，而且能較好地體現人類活動的效用，其變化參數可以用來反映區域土地利用程度的變化，根據劉紀遠先生等提出的土地利用程度綜合分析方法，將土地利用程度分為4級：未利用地程度指數為1；林地、草地、水域利用程度指數為2；耕地利用程度指數為3；建設用地利用程度指數為4。

2.2 土地景觀轉化傾向模型

土地景觀類型轉化傾向即某兩種景觀類型屬性轉化程度值，它用來表示兩種景觀類型之間發生交換的能力大小，取值范圍為0~1，該值的大小能夠體現區域土地利用變化趨勢和強度。

3 土地利用變化分析

3.1 指數分布

6種土地景觀類型中，耕地和建設用地的絕對土地利用動態度最大，絕對值均超過3.0%；其次是未利用地和林地，絕對動態度分別為－2.81%和1.97%；草地和水域的絕對土地利用動態度最小，絕對值均為0.04%。就其變化原因分析：①耕地和建設用地是人為作用地類，往往受人類活動影響其絕對動態度最高；②由于政府對生態環境建設的重視，未利用地開發速度和林地增長速度也較快；③盡管草地和水域的面積在11年間有顯著變化，但考慮其初始面積基數很大，其絕對動態度偏低。

3.2 景觀轉化傾向分析

林地和未利用地的面積變化較大，其中林地增加了33367．11hm2，主要來源是草地、未利用地和耕地；未利用地面積減少了

29465．53hm2，其主要流向為草地、林地，分別占初始面積的28.93%和20.07%。草地面積亦增加明顯，其中轉入54991.25hm2，轉出52779.87hm2，凈增加2211.38hm2，補給來源主要是未利用地。耕地面積減少6125.47hm2，其中，轉出10101.43hm2，占初始耕地面積的68.46%，其主要流向是林地以及草地。水域和建設用地面積變化不大，其中水域面積減少661.96hm2；建設用地面積增加了374.47hm2，增量雖小，但相對增長率最高。

上述土地利用變化主要是由社會、經濟、政策等人為因素造成的，自然因素作為土地利用變化的背景條件，對變化起到一定的限制作用。在1995-2006年間，受國家退耕還林還草、天然林保護等重點工程實施的影響，大部分耕地及部分宜林地、未利用地、草地變為林地，使林地面積大量增加；同時，未利用地的開墾利用的力度不斷加大，大量未利用地開墾為草地、林地，從而使剛察的生態環境得到有效改善；研究期間森林生態旅游產業逐步發展，城鎮化進程速度逐漸加快，使得建設用地面積增速明顯。由此可見，人為因素是短期內剛察縣土地利用變化的主要動力。

3.3 景觀轉化傾向分析

從土地景觀類型轉化入手，引入景觀生態學中的景觀共生概率矩陣，將之與土地景觀轉移矩陣結合，建立起地類轉化傾向性模型，進而從空間上分析剛察縣土地利用變化。根據地類轉化傾向性模型，將Qij值小于1的采用倒數替換，使對轉化傾向的值，即優勢傾向指數均大于1，這樣有利于探討各景觀類型在空間相鄰的情況下不同的轉化傾向。

4 結語

綜上所述，可以看出剛察縣在研究期間呈現出較快的發展趨勢。其土地利用變化以林地、建設用地的空間擴張，耕地和未利用地的大量減少最為明顯。其中，生態退耕還林政策的實施、荒地開發等人為因素的主導使生態用地擴張，起到一定的積極意義；但是，建設占用耕地、水域等用地類型的比例也在逐年提高，這種不良的用地發展模式同樣會造成土地資源的污染和浪費。因此，在剛察縣土地利用的過程中，必須對各用地類型進行科學的規劃，在合理配置用地結構，實現耕地占補平衡的同時，加強對水源地等生態服務用地的保護，避免城鎮、旅游、工礦無序擴張帶來的環境問題，實現區域土地資源的可持續利用。

基于遙感與GIS的土地利用變化研究

■蘇啟邦1，2

P271[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-159-1