基于遙感影像的運城市土地利用動態變化分析

【摘要】：結合運城市近10年土地利用開發等政策分析各類型土地間相互轉化關系和各類土地轉移和新增變化情況，分析得出隨著經濟社會的迅速發展，運城市作為傳統的農耕種植比較發達的區域，耕地的面積銳減，越來越多的人涌入城市，使城市建設用地不斷擴大，人口分布密集，水體和林地面積均有減少，城市生態環境受到影響。為后期運城市土地利用規劃，合理進行利用，提供了簡單的建議。

【關鍵詞】：土地利用 圖像預處理 監督分類

一、研究背景與意義

運城市隨著區域人口的增加和社會經濟的快速發展，土地利用類型發生了很直觀的變化，尤其是城市土地利用類型變化非常大。結合國內外研究現狀綜合分析可以看出，國內外近幾年來的關于土地利用的研究主要集中于發生土地利用變化的各種轉化機制的模型研究，類似于關于生態環境效益評估模型等，而且這些模型的研究也大部分集中于生態環境方面。但如果具體到以某一城市為背景的土地利用科研相當缺乏，尤其是在我國城市化速度變化較快的城鎮，土地利用動態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的研究分析運城市從2007年到2017年，十年間土地利用發生的變化情況。

二、研究內容與方法

本文利用從地理空間數據云獲取的設計去的TM和Landsat8的遙感影像作為研究的數據源，對運城市十年來的土地利用情況進行調查，通過將數據進行分類和統計分析，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）圖像預處理，本設計所用的TM影像已經過初步的粗校正，但還達不到設計需要的精度要求，故需要對數據進行預處理，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計區的影像圖 （3）按照實際調查，結合國家土地規劃建立運城市土地利用分類體系，綜合考慮選擇監督分類中的最大似然法對設計區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系數就作為分類精度評價的因子。分類精度及Kappa系數為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果統計運城市土地利用數據，得到兩期的運城市土地利用現狀圖。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變化包括設計去面積的變化和所占比例的變化，在此基礎上結合運城市近年來頒布的一些關于土地資源規劃方面的文獻規定，分析10年來運城市每種類型土地利用面積變化情況，以及相互之間的轉移情況，最后分析總結。

三、結果分析

利用土地利用分類數據，根據每類型的土地利用的面積變化通過土地轉移矩陣析各類型土地間相互轉化關系和各類土地轉移和新增變化情況，揭示土地利用變化的空間分布及其變化規律。

（一）三期土地利用類型情況

（1）建設用地，從2007年到2017年建設用地面積增長了133329.2公頃，整體所占面積比例不大，運城市所處地勢和傳統的農業種植比較發達的緣故，但隨著經濟的迅猛發展建設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現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規劃有關，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。

（二）各類型土地轉移分析

（1）建設用地既有轉入也有轉出，轉入133329.2公頃，轉出99867.8公頃，轉入大于轉出，建設用地面積凈增33461.4公頃，轉入的主要是未利用地和耕地，轉出土地主要流向林地。十年間，運城市經濟發展較快，耕地退化，未利用地得到有效開發和利用 （2）耕地也是轉入和轉出并存，轉出280830.7公頃，轉入220374.4公頃，轉出大于轉入，面積凈減少60456.3公頃。轉出主要流向是建設用地和林地，轉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達的農業經濟 （3）林地有較大幅度的轉入和轉出，轉出119654.2公頃，轉入218459.5公頃，轉入大于轉出，凈面積增加了98805.3公頃。轉出主要流向是耕地，轉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劃，林地的轉入比例大于轉出比例，生態有所改善 （4）未利用地與其他土地類型相似，轉入和轉出同時具備，轉出274107.4公頃，轉入112280.3公頃，轉出大于轉入，未利用地面積減少161007.1公頃。轉入土地主要來源于建設用地和耕地。轉出主要是建設用地和林地，運城市土地利用規劃，多未利用地得到有效的開發利用。

【參考文獻】：

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作者簡介：王娜（1994—），女，漢族，山西呂梁人，碩士，單位：成都理工大學地球科學學院地圖學與地理信息系統，研究方向：信息技術及其在地學中的應用。