基于Google Earth影像的平潭岛土地利用类型及地形分布遥感分析

高伟，乐通潮，聂森，林捷，叶功富(福建省林业科学研究院，福建省木麻黄工程技术研究中心，福建 福州 350012)

通信作者：叶功富(1966-)，男，福建政和人，教授级高级工程师，主要从事沿海防护林生态系统管理研究，E-mail：yegognfu@126.com

平潭岛由于特殊的地理位置，是福建省受风沙危害较为严重的地区之一。全岛存在长江澳、流西、流东、燕下埔和远中洋5大风口，气候条件恶劣，沿海基岩海岸山体景观效果差，与开发中的平潭综合实验区发展极不协调[1-3]。因此，开展平潭岛基岩海岸裸露山体的植被恢复研究，具有重大的现实意义。但开展植被恢复的前提是对全岛进行土地利用类型分析，确定裸露山体在平潭岛的分布情况，把握整治重点。由于平潭全岛面积较大，进行实地踏查费时费力，且难以保证精度，因此，借助卫星影像进行遥感监测是行之有效的方法。Google Earth数据库服务器拥有海量高分辨率遥感影像，并且更新频繁，其影像数据已经被广泛应用于影像制图、资产评估、规划设计和地表监测等方面，是开展大面积监测的有力工具[4-6]。基于此，本文采用Google Earth的历史影像库数据来研究平潭岛基岩海岸裸露山体的分布，并对全岛的土地利用类型和坡度、坡向等地形因子进行了一并提取。研究结果对指导平潭岛基岩海岸的生态修复具有重要的指导意义。

1 研究区域概况

研究区域为福建省平潭综合实验区，位于福建省东部沿海海域，东濒台湾海峡，西临海坛海峡，与长乐、福清二市相望。南至石塘岩与莆田的南日岛只隔兴化水道，北至笠屿海坛石与白犬岛相对峙，素有“千礁岛县”之称，由126个岛屿和近千个岩礁组成。海坛岛是平潭综合实验区的主岛，亦称平潭岛，位于119°32′—120°10′ E，25°15′—25°45′ N，全区陆域面积392.92 km2，海域面积6 064 km2。其主岛海坛岛面积324.13 km2，为全国第五大岛，福建第一大岛。

2 材料与方法

2.1 数据资料

遥感数据来自Google Earth历史影像库的高分辨率遥感影像和高程数据，其中影像的空间分辨率为1 mpiexl-1，成像时间为2014年3月27日，高程的空间分辨率为9 mpixel-1，影像和高程数据均用ArcGIS软件投影转换成北京54系40度带投影坐标系。因为平潭岛的基岩海岸裸露山体主要分布在全岛中部及东部沿海，因此利用91卫图助手软件查找并下载了平潭岛的Google Earth卫星影像和高程数据，并截取了中东部119°44′34.415″—119°54′35.093″ E的范围作为研究区域。

2.2 数据处理方法

图像解译：采用目视解译勾绘影像中的土地利用类型，划分为耕地、建设用地、林地、裸露山地、养殖塘、水域、沙滩等类型。

坡度分类：按照7级标准进行分类，0°～5°为平坡，6°～15°为缓坡，16°～25°为斜坡，26°～35°为陡坡，36°～40°为急陡坡，41°～45°为急坡，46°以上为险坡。

坡向分类：根据坡面朝向划分为平面坡、北向坡、东北向坡、东向坡、东南向坡、南向坡、西南向坡、西向坡、西北向坡、北向坡。

采用ArcGis 软件制图和分析，应用Excel 2003进行数据整理，采用Origin 8.5作图。

3 结果与分析

3.1 遥感影像解译与数据信息提取

对平潭岛中东部地区遥感影像进行了解译，提取了重要土地利用类型图、坡度分布图和坡向分布图。表1显示，平潭岛中东部地区主要土地利用类型有耕地、建设用地、林地、沙滩、裸露山地、水产养殖地和水域等7种类型，总面积约18 541 hm2，其中面积最大的为林地，为6 449.1 hm2，占中东部总面积的34.85%，其次为耕地和建设用地，分别为5 526.8 hm2和4 731.4 hm2，占29.87%和25.57%，裸露山地面积为815.9 hm2，占4.41%，沙滩面积为212.5 hm2，占1.14%，水产养殖面积为232.5 hm2，占1.26%，水域面积为537.7 hm2，占2.91%。

表1 平潭岛中东部土地利用类型统计结果 hm2

对平潭岛中东部主要土地利用类型在各乡镇的分布面积及所占比例进行了分别统计，见图1，平潭岛中东部的耕地主要分布在流水镇、中楼乡、岚城乡和澳前镇，面积分别为1 181.4 hm2、939 hm2和876.1 hm2；建设用地主要分布在澳前镇、岚城乡、流水镇和潭城镇，面积分别为1 039.6 hm2、872.2 hm2、754.3 hm2和731.4 hm2；林地主要分布在流水镇、北厝镇、中楼乡、岚城乡和芦洋乡，面积分别为1 941.2 hm2、685.8 hm2、645.1 hm2、631.1 hm2和643.1 hm2；沙滩主要分布在白青乡、敖东镇、潭城镇、流水镇、北厝镇和澳前镇；水产养殖主要分布在岚城乡、中楼乡、流水镇和澳前镇；水域主要分布在岚城乡、北厝镇和流水镇。

平潭岛基岩海岸裸露山地主要分布在澳前镇、东庠岛、流水镇和敖东镇等地区，面积分别为324.8 hm2、158.4 hm2、118.5 hm2和109.4 hm2，分别占各地区面积的13.04%、33.18%、2.83%和12.04%；此外，白青乡、岚城乡、卢洋乡和北厝镇也有分布，面积分别为77.8 hm2、15.1 hm2、7.3 hm2和3.8 hm2。

图1平潭岛中东部主要土地利用类型在各乡镇的分布面积及所占比例

3.2 平潭岛中东部不同坡度陆地的空间分布

表2 平潭岛中东部不同坡度陆地的空间分布

由表2可知，平潭岛中东部地区地形坡度以平坡和缓坡为主，其中0°～15°的坡面面积为17 111 hm2，占总坡面面积的92.28%；其次为16°～25°的斜坡，面积为1 286 hm2，占总坡面面积的6.94%，36°以上坡面不多，共有2.9 hm2，其中36°～40°的坡面有2.4 hm2，41°～45°的坡面有0.48 hm2，45°以上的坡面有412m2。

3.3 平潭岛中东部坡向的空间分布

由表3可知，平潭岛中东部地区地形坡向以平面坡为主，占总坡面面积的26.39%，其次为东南向、西北向、东向和西向，分别占总坡面面积的12.71%、11.19%、9.86%和9.25%；南向和北向的坡面较少，分别为7.06%和7.38%。

表3 平潭岛中东部坡向的空间分布

4 结论

采用Google Earth的历史影像库数据研究了平潭岛基岩海岸裸露山体的分布，并对全岛的土地利用类型和坡度、坡向等地形因子进行提取。

平潭岛中东部地区主要土地利用类型有耕地、建设用地、林地、沙滩、裸露山地、水产养殖地和水域等7种类型，总面积约18 541 hm2，其中面积最大的为林地，其次为耕地和建设用地。

平潭岛中东部的耕地主要分布在流水镇、中楼乡、岚城乡和澳前镇；建设用地主要分布在澳前镇、岚城乡、流水镇和潭城镇；林地主要分布在流水镇、北厝镇、中楼乡、岚城乡和芦洋乡；沙滩主要分布在白青乡、敖东镇、潭城镇、流水镇、北厝镇和澳前镇；水产养殖主要分布在岚城乡、中楼乡、流水镇和澳前镇；水域主要分布在岚城乡、北厝镇和流水镇。

平潭岛基岩海岸裸露山地主要分布在澳前镇、东庠岛、流水镇和敖东镇等地区，面积分别为324.8 hm2、158.4 hm2、118.5 hm2和109.4 hm2，此外，白青乡、岚城乡、卢洋乡和北厝镇也有分布，面积分别为77.8 hm2、15.1 hm2、7.3 hm2和3.8 hm2。

平潭岛中东部地区地形坡度以平坡和缓坡为主，其中0°～15°的坡面面积为17 111 hm2，占总坡面面积为92.28%；坡向以平面坡为主，占总坡面面积的26.39%，其次为东南向、西北向、东向和西向，分别占总坡面面积的12.71%、11.19%、9.86%和9.25%；南向和北向的坡面面积较少，分别只占7.06%和7.38%。