基于RS和GIS的贛州市章貢區(qū)土地利用變化研究

鄭翮 朱劍鋒 顏昌文 江瑋

摘 要 基于RS和GIS技術(shù)，獲取贛州市章貢區(qū)2001年、2008年、2016年三期的LANDSAT遙感影像，通過監(jiān)督分類算法，提取研究區(qū)域土地利用類別，并建立土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，分析章貢區(qū)近16年來的土地利用動態(tài)變化特征。結(jié)果表明：贛州市章貢區(qū)土地利用在2001年到2016年間發(fā)生巨大變化，耕地面積從148.34 km?大量減少到43.33 km?、建設(shè)用地從48.12 km?持續(xù)增加到148.85 km?。隨著贛州市城市化的擴張，大量耕地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地，保護耕地面積已迫在眉睫。

關(guān)鍵詞 RS;GIS;監(jiān)督分類;土地利用變化

土地的合理規(guī)劃與利用，對城市建設(shè)發(fā)展具有重要影響。而缺乏科學規(guī)劃的快速城市化擴張將導致土地被粗放利用，特別是對耕地無節(jié)制的侵占，在城市耕地總量保持動態(tài)平衡的前提下，實現(xiàn)城市化擴張和緩解用地矛盾已成為贛州市發(fā)展的重中之重[1]。

1研究區(qū)域與方法

1.1 區(qū)域概況

贛州市章貢區(qū)是全市政治、經(jīng)濟、文化、交通和信息中心。地理位置處于江西省南部，贛州市中偏西北部，北緯25°40′16″～25°58′56″、東經(jīng)114°46′44″～115°

03′40″之間。章貢區(qū)作為贛州市老城區(qū)，在贛州市城市化飛速發(fā)展的進程中，最能反映近16年城區(qū)土地利用的翻天覆地變化。

1.2 研究方法

本研究采用三期LANDSAT中分辨率遙感影像，原始分辨率為30m，經(jīng)過投影轉(zhuǎn)換、圖像校正等圖像預(yù)處理、圖像增強、圖像鑲嵌和裁剪、確定分類模板、監(jiān)督分類、精度評價、分類后處理、分類結(jié)果分析等步驟得到土地利用變化數(shù)據(jù)。最后，通過構(gòu)建土地利用轉(zhuǎn)移矩陣對章貢區(qū)16年間土地利用情況作進一步的評價與分析。

在ENVI環(huán)境下進行土地利用分類，主要有監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類法。后者并無先驗類別，僅根據(jù)不同地物本身的光譜特征差別通過計算機對圖像進行集聚統(tǒng)計，其精度主要取決于選取的非監(jiān)督分類算法與影像間的匹配性;后者引入訓練樣本，以先驗類別配合監(jiān)督分類算法進行分類，其受訓練樣本的精度影響較大。

2數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)處理

2.1 數(shù)據(jù)來源

本研究選取2001年、2008年和2016年3個時間段共3景遙感影像數(shù)據(jù)，為保證地物特征在分類時的一致性，選擇各年度相近季節(jié)時的影像，具體信息為：2001年11月20日Landsat7 ETM獲取的研究區(qū)域影像、2008年12月1日Landsat5 MSS/TM影像、2016年12月07日的Land8 OLI影像，各影像空間分辨率都為30m，軌道號122-43。

2.2 數(shù)據(jù)處理

本研究以獲取的2016年Landsat8遙感影像為基準，以2000國家大地坐標系為參考系，對三期遙感影像進行配準、校正、波段融合等后處理操作。

提取TM和ETM傳感器獲取的紅、近紅外、短波紅外和OLI傳感器的紅、近紅外、短波紅外波段進行影像融合，選取監(jiān)督分類法[2]對土地利用進行分類，定義分類模板包括水體、林地、耕地、裸地和建設(shè)用地5類能反映研究區(qū)域地類情況且兼顧本研究需求[3]的地類。

3地類分析

3.1 地類總體狀況分析

通過ENVI和ArcGIS環(huán)境中的技術(shù)處理，得到三期地類所占面積與百分比。2001年林地占比最高，達到48.2%，面積為48.2km?;其次是耕地，二者用地面積占整個章貢區(qū)81.8%，而建設(shè)用地僅占10.9%，可見2001年傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)仍是章貢區(qū)的重要經(jīng)濟來源;2008年，林地面積進一步提高，主要是城區(qū)綠化面積加大，耕地面積大幅下降，占比僅為17.0%，而建設(shè)用地占比21.2%，面積達21.2km?，表明章貢區(qū)在此期間城鎮(zhèn)化的發(fā)展迅速;2016年，林地面積減少，耕地面積進一步大幅降低，而建設(shè)用地繼續(xù)增加。在此16年間，章貢區(qū)的建設(shè)用地從老城區(qū)向周邊飛速擴張，耕地及林地面積在城市化的進程中逐年減少，水體和裸地面積占比較為穩(wěn)定。

3.2 土地利用變化分析

為進一步反應(yīng)研究區(qū)域的土地利用變化過程，建立土地利用轉(zhuǎn)移矩陣[4]來研究監(jiān)測章貢區(qū)土地利用的動態(tài)變化。地類的相互轉(zhuǎn)化是相對的，某一地類可轉(zhuǎn)化為其他多種地類，也可由其他地類轉(zhuǎn)入[5]。結(jié)果表明，2001年到2008年間，水體面積基本保持平穩(wěn)，部分轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地;林地面積增加，主要由建設(shè)用地中綠化部分構(gòu)成;耕地面積大幅減少，轉(zhuǎn)化為林地和建設(shè)用地;建設(shè)用地大幅增加，其主要轉(zhuǎn)化來源包括所有其他地類。2008年到2016年間，各地類轉(zhuǎn)化關(guān)系與前8年類似，值得注意的是，林地面積在此期間也大量轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，表明從2001年到2016年來，贛州市章貢區(qū)的建設(shè)用地變化極為活，從側(cè)面凸顯了研究區(qū)的用地矛盾，城鎮(zhèn)建設(shè)和工業(yè)化發(fā)展對建設(shè)用地的需求持續(xù)上漲，而耕地、林地等關(guān)系農(nóng)業(yè)、環(huán)境因素的地類面積不斷減少。

4結(jié)束語

本文通過RS與GIS技術(shù)手段對贛州市章貢區(qū)土地利用進行了動態(tài)變化監(jiān)測，結(jié)果表明：贛州市章貢區(qū)土地利用類型在2001年到2016年間發(fā)生巨大變化，耕地面積從148.34 km?大量減少到43.33 km?、建設(shè)用地從48.12 km?持續(xù)增加到148.85 km?。隨著贛州市城市化的擴張，除了建設(shè)用地，其他地類的面積都有不同程度的減少，特別是大量耕地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地，保護耕地面積已迫在眉睫。近年來，城市用地矛盾愈發(fā)凸顯，城市化進程和經(jīng)濟發(fā)展是導致土地利用變化的主要因素，如何兼顧城市發(fā)展與環(huán)境保護已經(jīng)成為各級政府的難題，本文所述方法可提供政府部門科學合理的對土地利用進行規(guī)劃和動態(tài)監(jiān)測實施措施是否得以有效貫徹。

參考文獻

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[5] 梁守真，李仁東，許國鵬.洞庭湖區(qū)濕地景觀變化分析[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2017，15（6）：171-174.

作者簡介

鄭翮（1989-），男，學歷：碩士研究生，助教，現(xiàn)就職單位：江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院，研究方向：攝影測量與遙感。