張玉娟，劉丹丹

(黑龍江工程學(xué)院)

1 引 言

土地利用現(xiàn)狀及其變化影響著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境變化，而土地利用變化是全球環(huán)境變化的重要組成部分。應(yīng)用RS 和GIS 技術(shù)，借助土地利用變化模型可深入了解其成因、過程以及其驅(qū)動機(jī)制。在ArcGIS9.2 的支持下，本文通過1995 和2007 年兩期地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊加運(yùn)算，基于地利用動態(tài)的分析模型，完成哈爾濱市阿城區(qū)不同時期土地利用資源的定性和定量化分析，在此基礎(chǔ)上，研究該區(qū)域的土地利用現(xiàn)狀及其動態(tài)變化過程，以期為區(qū)域土地資源的開發(fā)和合理利用提供技術(shù)支撐和科學(xué)依據(jù)。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)處理

以1995 和2007 年的Landsat TM 遙感影像數(shù)據(jù)(8 和9月)為主要數(shù)據(jù)源，以1∶50 000 地形圖為地理參照，在遙感處理軟件ERDAS IMAGE 9.2 的支持下，完成對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何校正處理，并保證其校正誤差精度小于1 個像元，以波段4、5、3(RBG)進(jìn)行假彩色合成。并在此基礎(chǔ)上，對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像增強(qiáng)和行政區(qū)界限裁剪等處理，參照國家土地利用分類體系和實際土地利用情況，利用監(jiān)督分類并結(jié)合人機(jī)交互的方法，完成對遙感數(shù)據(jù)的分類解譯，采用隨機(jī)樣點抽取方法，并以部分參照區(qū)域的Google Earth 高分辨率衛(wèi)星圖片為輔助數(shù)據(jù)，完成對解譯結(jié)果的精度驗證，解譯精度達(dá)到89.76%，進(jìn)而獲取研究區(qū)域的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，其土地利用分類為:耕地、林地、草地、水域、居民點工礦用地和未利用土地。在ArcGIS9.2 的支持下，并對解譯后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，存儲為柵格格式(grid)，便于對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析

2.2 土地利用變化模型

本文借助土地利用開發(fā)度和耗減度兩個指數(shù)，研究土地利用實際新開發(fā)和實際被耗減的速率。

(1)土地利用開發(fā)度(LUD)

(2)土地利用耗減度(LUC)

式中:▽Uab為從a 時刻到b 時刻某種土地利用類型被消耗的面積，ΔUab為從a 時刻到b 時刻新開發(fā)的某類型土地利用的面積;Ua為a 時刻該土地利用類型的面積;T 為a 到b 時刻的研究期，以年為單位。

3 實驗結(jié)果與分析

3.1 土地利用總體特征

基于ArcGIS 對研究區(qū)域1995－2007 年12 年中土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析可知(見表1)，耕地在該區(qū)域占據(jù)較大的優(yōu)勢地位，其次是林地。1995 年水域所占的面積比例最小，而在2007 年未利用地的最小。12 年間，耕地面積和草地面積呈現(xiàn)減少的趨勢，其中耕地減少的面積最大;林地、水域、居民工礦用地和未利用地的面積呈現(xiàn)遞增的趨勢，其中居民工礦用地增加的面積最大，結(jié)果造成耕地面積不斷減少，林地增加的面積次之。未利用地增加很大程度上來源為坡度較陡區(qū)域的部分棄耕地和撂荒地，歸因于退耕還林等生態(tài)政策和受自然條件的限制，人類的開發(fā)利用和生產(chǎn)活動受到了一定的自然條件限制。

表1 研究區(qū)域土地利用變化特征

3.2 土地利用動態(tài)變化研究

在ArcGIS 的支持下，將1995－2007 年的兩期土地利用現(xiàn)狀圖進(jìn)行空間疊加運(yùn)算，并運(yùn)用土地利用動態(tài)模型進(jìn)行土地利用的開發(fā)和消耗情況，具體統(tǒng)計結(jié)果見表2。

表2 研究區(qū)域1995 ～2007 年土地利用開發(fā)利用統(tǒng)計

就開發(fā)度而言，耕地在12 年間得到了很好的開發(fā)，其次是居民工礦用地和草地，其中耕地的開發(fā)度最大，為8.32%，源于阿城區(qū)作為哈爾濱市的一個衛(wèi)星城市，其經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速不斷受到哈爾濱市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，致使城市化進(jìn)程不斷加快且城市規(guī)模逐步擴(kuò)大，部分耕地被開發(fā)和占用。水域的開發(fā)度最小，源于該地類對地形條件具有一定的選擇性，其開發(fā)程度往往受到一定的地域條件限制。在消耗度方面，耕地的最大，其次是草地和居民工礦用地，林地的最小。就各類土地利用的動態(tài)變化的總體而言，耕地和草地的開發(fā)度均小于其消耗度，林地、草地、水域和居民工礦用地各自的開發(fā)利用度要大于各自耗減度。

4 結(jié) 語

研究區(qū)域土地資源利用以區(qū)域以農(nóng)林生產(chǎn)為主，耕地是面積分布最廣的土地利用類型，居民工礦用地也占據(jù)一定的比例，1995 年水域所占的面積比例最小，而在2007 年未利用地的最小。1995 ～2007 年間，耕地面積和草地面積呈現(xiàn)減少趨勢，其中耕地面積減少最大，為68.65 km2;林地、水域、居民工礦用地和未利用地面積呈現(xiàn)遞增的趨勢，其中居民工礦用地面積增加最大，為34.26 km2;林地面積的增加在一定程度上表明區(qū)域的生態(tài)環(huán)境有所改善。

在12 年間，耕地的開發(fā)度和消耗度都是最大，耕地和草地的開發(fā)度均小于其消耗度，林地、草地、水域和居民工礦用地各自的開發(fā)利用度要大于各自耗減度。

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