基于RS与GIS的宁东能源重化工基地土地利用变化分析

徐志友，张永庭，卜崇德，马 斌，闫 军

(1.宁夏水利厅水土保持局，宁夏 银川 750001;2.宁夏遥感测绘勘查院，宁夏 银川 750021)

土地利用是指土地的使用状况，土地的利用方式、程度、结构及地域分布和效益既受到自然条件的影响，又受到各种社会、经济、技术条件的制约，尤其是社会生产方式对土地利用起着决定性的作用。土地利用动态变化的实质是人类为满足社会经济发展需要不断调配各种土地利用的过程，它反映了人类利用土地进行生产、生活活动的发展趋势[1]。随着遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术的不断发展和完善，借助RS和GIS研究区域土地利用及其结构变化的形成规律和机制，是当前国内外在土地利用变化领域研究的主要趋势[2]。

为了全面、及时地掌握宁东能源重化工基地(以下简称宁东基地)在开发建设和生产运行过程中土地利用的动态变化，利用RS与GIS技术，充分发挥R S动态、快速和宏观的优势以及 GIS强大的空间分析功能，结合实地调查，对宁东基地开发建设初(2000年)和建设过程中(2007年)两期土地利用的变化情况进行了监测和研究，以期为宁东基地的开发建设决策提供科学依据，为实现宁东基地可持续发展服务。

1 研究区概况

宁东基地位于陕、甘、宁、内蒙古毗邻地区，地处鄂尔多斯台地西缘，地理坐标介于 E106°21′39″—106°56′34″、 N37°04′48″—38°17′41″之间 ，规划面积3483.70km2;属低缓半沙漠丘陵地带，海拔在1200—1450m之间，总体地形由东向西、由北向南倾斜，地势开阔，为基地建设提供了广阔的土地资源;属中温带半干旱沙漠大陆性季风气候区，干旱少雨，冬长夏短，春秋季多风沙、冷热多变。宁东基地所在区域煤炭资源储量丰富，现已探明煤炭资源储量为270多亿t，占宁夏全区煤炭资源储量的 87%以上，是国家13个亿吨级煤炭基地之一;建设总投资规模超过3170亿元，预计到2020年全部建成后每年可新增工业产值近 765亿元，将成为推动宁夏经济社会全面发展的重要力量。

2 数据获取与处理

2.1 数据源及数据处理

本研究采用的遥感数据是美国陆地卫星(LAND SAT)的ETM+和TM影像。根据研究内容和地表景观的季相差异，选取了 2000年 7月19日(ETM+影像)和2007年 7月 9日(TM影像)两个时段的数据，数据景号为129/34，研究中用到了1—5和7波段。非遥感信息源主要包括地形图(1∶5万)、行政区划图、水系图以及各种社会经济统计资料和数据。采用专业遥感图像处理软件PCI8.2、ERDAS9.1对数据进行处理，包括几何精校正和波段合成、融合、镶嵌等，制成基础卫星影像图。本研究采用的遥感数据为经过几何粗校正的二级产品，故只需对数据进行几何精校正处理。TM影像数据纠正控制点在1∶5万地形图上量取获得，每景卫星影像平均选取30个GCP点。校正后的多光谱影像配准后精度控制在1个像元以内，满足了研究需要。经不同波段数据合成对比试验，本研究图像的合成波段为7(R)4(G)1(B)，合成后的影像色彩真实、纹理清楚，能够清晰反映地物状况。

2.2 土地利用信息提取

土地利用状况调查采用全国土地利用分类系统，根据宁东基地的实际情况对部分地类进行了归并与调整，为了便于对比，将未利用土地细分到三级类，其他地类分到二级类。土地利用信息提取采用室内遥感解译与野外实地调查相结合的方法。影像判读采用人工目视解译方法。解译时，采用ETM+、TM的 7、4、1假彩色合成图像，根据影像的色调、形状、纹理结构、位置等解译要素判读影像，并建立解译标志。

3 土地利用变化与分析

根据提取出的结果，宁东基地的土地利用类型主要由农业用地、建设用地和未利用地组成，2000年与 2007年土地利用面积对比见表1。

表1 2000年与 2007年宁东基地土地利用面积对比

3.1 2000年土地利用状况

2000年农业用地中天然草地分布面积最大，占土地总面积的 52.82%;其次为耕地，占17.22%，主要分布在基地中部的马家滩、冯记沟和南部的甘沟一带;再次为林地，占0.38%。建设用地中居民点及独立工矿用地占土地总面积的1.81%，其中居民点在基地内从南到北均有分布，独立工矿用地则主要分布在北部的磁窑堡附近。未利用地中以裸地分布面积最大，面积为680.63km2，占土地总面积的19.54%，主要分布在基地北端和南部地区;其次是沙地，面积为225.32km2，占6.47%，主要分布在磁窑堡一带。

3.2 2007年土地利用状况

2007年宁东基地各土地利用类型中农业用地、建设用地和未利用地分别占土地总面积的 88.01%、4.64%和7.35%。农业用地中仍以天然草地分布面积最大，占土地总面积的64.36%;其次为耕地，占14.51%，主要分布在基地南部的孙庄子与何庄子一带;再次是林地，占9.06%;分布面积最小的是园地，占0.08%。建设用地中居民点及独立工矿用地占土地总面积的3.80%，主要分布在基地北部的宁东工业园区和南部的太阳山能源新材料基地。未利用地中以沙地分布面积最大，面积为130.93km2，占土地总面积的3.75%，主要分布在磁窑堡附近;其次是裸地，面积为79.99km2，占2.30%，在宁东基地南部零星分布。

3.3 2000—2007年土地利用变化分析

与 2000年相比，2007年宁东基地裸地、沙地、耕地、盐沼面积减少，其中裸地减少 600.64km2，减少了88.25%;沙地减少94.39km2，减 少了41.89%;耕地减少94.16km2，减少了15.70%;盐沼减少 6.65个 m2，减少了18.29%。这要归功于封山禁牧和退耕还林还草的有效实施使得林草覆盖度增加，将裸地、沙地和耕地逐渐转变为天然草地和林地。因此，天然草地、林地、居民点及独立工矿用地等面积增加，其中天然草地增加402.01km2，较2000年增加了21.85%;林地增加302.43km2，增加了 2301.60%;居民点及独立工矿用地增加 69.21km2，增加了109.77%。

4 结 语

据 2000—2007年宁东基地遥感调查结果，土地利用变化的主要趋势为天然草地、林地、居民点及独立工矿用地等面积增加，而裸地、沙地、耕地、盐沼面积则减少了。出现上述变化的原因是:第一，近年来当地政府实施了封山禁牧、草原围栏等措施，使天然草地得到了休养生息，植被恢复速度明显加快;第二，退耕还林还草措施的实施和在城镇、工矿企业周边及高速公路沿线大量植树造林，以及大中型生产建设项目单位认真落实水土保持方案等。上述结果表明宁东基地土地利用结构和生态环境正向着良性方向发展，也说明在宁东基地这种资源丰富但生态环境脆弱的地区进行大规模开发建设活动，必须正确处理好资源开发与生态保护的关系、实施有效的生态环境保护措施，这样才能够实现经济发展与生态保护双赢的目标。

[1]史培军，宫鹏，李小兵，等.土地利用/覆盖变化研究的方法与实践[M].北京:科学出版社，2000.

[2]李忠峰，王一谋，冯毓荪，等.基于RS与GIS的榆林地区土地利用变化分析[J].水土保持学报，2003，17(2):97-99.