地质资源利用格局动态演变及其驱动力研究

杨益军，李文鹏，李天兰

（昆明理工金图科技有限公司，云南 昆明 650031）

1 实验数据

贵阳位于贵州省中部，它与黔南布依族苗族自治州翁安县、龙里县、回水县、长顺县接壤，西与安顺平坝县、毕节织金县接壤，北与毕节黔西、金沙、遵义县接壤。

本文以贵阳市为例的研究时间跨越30年，采用3个时相的遥感数据，分别为：1995年、2005年、2015年，采用Landsat陆地卫星TM遥感影像，分辨率为30m，波段为4、3、2。

2 数据处理

2.1 自定义坐标系

为了避免坐标转换中出现较大误差，首先应统一控制点坐标系和正射影像坐标系。研究区数据来源为Landsat TM遥感影像。该区域使用的标准数据为北京54坐标系，因此自定义椭球面为Krasovsky，6378245.0，基准面为D_Beijing_1954，Krasovsky，-12，-113，-41，坐标系为北京54坐标系。

2.2 辐射矫正、大气矫正

在遥感图像的采集过程中，遥感器会受到大气，辐射强度的影响，会导致遥感定量分析变得不准确，在遥感影像的获取中，大气的影响，太阳的辐射等多方面因素对于遥感分析的精度造成了影响，在随着高光谱技术的发展，又加强了对高光谱影像的分辨率要求，所以为了获取更为详细的数据结果，避免一些误差影响，要进行校正。

2.3 影像合成

2.3.1 影像融合

下载的Landsat4-5有七幅影像，融合所有的7幅图像，Landsat8系列影像有11幅，融合用前七副图像，融合之后利用RGB展示，Landsat4-5系列组合后的影像，将4，3，2波段分别选用红，绿，蓝三种颜色波段来合成标准假彩色合成，获得的影像中展示出植被为红色，Landsat8系列融合后的影像应用波段5，4，3，也组成出标准假彩色合成的图像，这种组合下植被也显示为红色，标准假彩色组合是用来动态监测最为广泛的组合方法。

2.3.2 影像镶嵌和影像裁剪

由于获取的贵阳市影像是由两景遥感影像组合而成，所以在下载后的影像数据要进行两幅影像的组合，将两幅三个阶段的场景图像通过色调调整和去重叠等处理嵌入到大背景图像中。

影像像裁剪意图是把观测地面以外未达到指标的地面删除，存下要求的地面。这里探讨的即ENVI软件内来操作影像之规律裁剪并且通过使用矢量数据进行图像的不规则裁剪。规则裁剪即使用指导指标把影像裁剪成目标的图型且按指标要求进行裁剪，规则图形之标定办法是以下四种：行列号、指定坐标点、图像文件、ROI的矢量文件。不规则裁剪指的是裁剪影像之界限即一个多边形要不然是依据施测指标规定的范围。该多边形即一个完整的闭合范围，有情况也用手动划定多边形，亦或通过ENVI软件下的矢量文件。

3 监督分类

3.1 类别定义

分类系统是根据分类的目的、图像数据的特点以及分类区域所收集到的信息确定的。对图像特征进行判断，对图像质量进行评价，需要进行图像增强等预处理。这个过程主要是一个视觉检查过程。我们用标准的假颜色组合来显示它们。六种土地特征的视觉识别：林地、草地、可耕地、城市用地、水域、未利用地[2]。

3.2 监督分类方式

监督分类，又被称作为训练分类法，是用先确定的一个土地类型的标志，来去寻找其余同类标志的土地，从而总结出这一类型的土地，在这识别过程中都是用像元作为基本单位来进行识别。本文利用了感兴趣区进行样本分类，选择分类器作为最大似然法。假设每个频带的每一类统计量均为正态分布，计算给定像素属于训练样本的概率，最终将该像素合并到概率最大的类中。

4 地质资源利用动态度、地质资源利用耗减度

单一地质资源利用的动态态度反映了一段时间内各类地质资源利用年际变化的速度和幅度，对预测未来地质资源利用的变化趋势具有积极的指导作用，其公式为：

式中，LUDI代表单一地质资源利用动态度；Ua、Ub分别表示研究期初及研究期末区域某种地质资源利用类型的面积；T表示研究时段长度，以年为单位。

式中，RZ表示综合地质资源利用动态度；LUi为研究开始时I型用地面积；第一节课我Δ他的研究为其他地质资源类型土地利用类型的面积绝对值；T是学习时间的长度。地质资源耗竭是指某一类地质资源在单位时间内的实际消耗。

式中，LUC表示地质资源利用耗减度；Cab为由a时刻到b时刻某种土地类型转变为其他地质资源利用类型的面积总和；Ua为a时刻该土地类型的面积；T为研究时段长度。

5 结论

基于1995、2006、2010、3 TM/ETM+数据，借助RS和GIS软件，利用监督分类和非监督分类，辅助传递矩阵，一个单一的地质资源使用动态，综合地质资源使用动态和地质资源利用程度的损耗的量化指标，贵阳市的地质资源1995年～2015年20年使用时间和空间动态变化的细节，分析了贵阳市地质资源利用变化的驱动机制及其驱动力，得出以下结论：

（1）1995年至2015年的20年间，贵阳市地质资源利用结构发生了巨大变化，耕地减少，建设用地不断增加。原因是城市化的快速发展。贵阳市地质资源利用的时空演变具有速度加快、强度显著、建设用地快速扩张、林地减少、占用大量耕地等特点。

（2）通过GIS的空间叠加，发现贵阳市近20年来地质资源利用的空间格局发生了很大的变化。随着时间的推移，高新区和开发区的发展带动了贵阳周边餐饮、娱乐、房地产等服务业的快速发展。

（3）20年间各种地质资源利用类型发生了比较复杂的相互转化，地质资源利用类型的保持率不高，各种地质资源利用类型的转出量增加，其空间稳定性有所降低，尤其是2005年～2015年间各地类动态变化整体加快，综合年变化率很大，呈现出不稳定的特征。

（4）综合分析影响贵阳市地质资源利用类型变化的各种因素，发现在政策引导下，经济增长、城镇化、人口增长等主要因素是城市地质资源利用变化的主要驱动力。