基于遥感影像的运城市土地利用动态变化分析

【摘要】：结合运城市近10年土地利用开发等政策分析各类型土地间相互转化关系和各类土地转移和新增变化情况，分析得出随着经济社会的迅速发展，运城市作为传统的农耕种植比较发达的区域，耕地的面积锐减，越来越多的人涌入城市，使城市建设用地不断扩大，人口分布密集，水体和林地面积均有减少，城市生态环境受到影响。为后期运城市土地利用规划，合理进行利用，提供了简单的建议。

【关键词】：土地利用 图像预处理 监督分类

一、研究背景与意义

运城市随着区域人口的增加和社会经济的快速发展，土地利用类型发生了很直观的变化，尤其是城市土地利用类型变化非常大。结合国内外研究现状综合分析可以看出，国内外近几年来的关于土地利用的研究主要集中于发生土地利用变化的各种转化机制的模型研究，类似于关于生态环境效益评估模型等，而且这些模型的研究也大部分集中于生态环境方面。但如果具体到以某一城市为背景的土地利用科研相当缺乏，尤其是在我国城市化速度变化较快的城镇，土地利用动态变化的研究十分匮乏，本文为着眼点就是在这种紧缺的背景下，以运城市的耕地和建设用地等土地资源利用变化面积变化为着眼点，为了可以合理较为科学的研究分析运城市从2007年到2017年，十年间土地利用发生的变化情况。

二、研究内容与方法

本文利用从地理空间数据云获取的设计去的TM和Landsat8的遥感影像作为研究的数据源，对运城市十年来的土地利用情况进行调查，通过将数据进行分类和统计分析，可以对运城市近年来土地利用变化的情况有进一步的了解：

（1）图像预处理，本设计所用的TM影像已经过初步的粗校正，但还达不到设计需要的精度要求，故需要对数据进行预处理，包括大气校正、几何精校正、增强以及融合处理等，以达到使用要求 （2）对完成图像预处理工作后，需对影像进行拼接裁剪。在ENVI5.2中先将每期的四张影像完成拼接工作，再利用从已有的全国行政区划的1∶5万的矢量图，对拼接好的每期过于運城市的影像进行裁剪，最后得到裁剪后的设计区的影像图 （3）按照实际调查，结合国家土地规划建立运城市土地利用分类体系，综合考虑选择监督分类中的最大似然法对设计区域的遥感影像进行分类，分类完成后做分类后处理，包括聚类分析，主次分析和过滤等，最后对分类结果做好精度评价。本文的分类精度的评价是用混淆矩阵来评价，从混淆矩阵中算出总精度和Kappa系数就作为分类精度评价的因子。分类精度及Kappa系数为9.37，分类精度遥感图像分类满足要求，可进行下一步的分析操作 （4）将两期土地利用类型分类结果统计运城市土地利用数据，得到两期的运城市土地利用现状图。再利用ArcGIS分析模块中的空间分析功能对运城市土地利用动态变化包括设计去面积的变化和所占比例的变化，在此基础上结合运城市近年来颁布的一些关于土地资源规划方面的文献规定，分析10年来运城市每种类型土地利用面积变化情况，以及相互之间的转移情况，最后分析总结。

三、结果分析

利用土地利用分类数据，根据每类型的土地利用的面积变化通过土地转移矩阵析各类型土地间相互转化关系和各类土地转移和新增变化情况，揭示土地利用变化的空间分布及其变化规律。

（一）三期土地利用类型情况

（1）建设用地，从2007年到2017年建设用地面积增长了133329.2公顷，整体所占面积比例不大，运城市所处地势和传统的农业种植比较发达的缘故，但随着经济的迅猛发展建设用地所占面积将成上升趋势 （2）林地，最初总面积在研究期初所占的比例不大的，但却是变化最为明显的。随着时间的推移，林地的面积有所增加，从2007年到2017年的时间共增长了98805.3公顷，占运城市总体面积的比例明显增加。由此得出，国家提倡的退耕换林，植树造林是有所成效的 （3）耕地，由于运城市地势平坦，土壤肥沃等的缘故。耕地面积一直占据运城市土地总面积的70%以上，从2007年到2017年耕地面积变化不大，减少了60456.3公顷 （4）水体，面积最小，十年间占地面积减少了10671.1公顷，初步分析可能是由于环境污染等问题是的水体面积减少 （5）未利用地，从柱状图中可以明显发现未利用地的面积变化比其他土地利用类型变化幅度都大，从2007年到2017年未利用地面积减少了161007.1公顷。这与近年来运城市合理建设规划有关，因为其他类型土地面积的增加都与未利用地面积减少密切相关。

（二）各类型土地转移分析

（1）建设用地既有转入也有转出，转入133329.2公顷，转出99867.8公顷，转入大于转出，建设用地面积净增33461.4公顷，转入的主要是未利用地和耕地，转出土地主要流向林地。十年间，运城市经济发展较快，耕地退化，未利用地得到有效开发和利用 （2）耕地也是转入和转出并存，转出280830.7公顷，转入220374.4公顷，转出大于转入，面积净减少60456.3公顷。转出主要流向是建设用地和林地，转入源主要是未利用地和林地。但整体变化幅度并不大，取决于运城市几百年来发达的农业经济 （3）林地有较大幅度的转入和转出，转出119654.2公顷，转入218459.5公顷，转入大于转出，净面积增加了98805.3公顷。转出主要流向是耕地，转入源主要是未利用地和耕地。由于国家大力提倡的退耕还林政策和政府合理放入规划，林地的转入比例大于转出比例，生态有所改善 （4）未利用地与其他土地类型相似，转入和转出同时具备，转出274107.4公顷，转入112280.3公顷，转出大于转入，未利用地面积减少161007.1公顷。转入土地主要来源于建设用地和耕地。转出主要是建设用地和林地，运城市土地利用规划，多未利用地得到有效的开发利用。

【参考文献】：

【1】张兵，秦元萍，韦锐，赵晴.基于IRS-P6遥感影像的高原区土地利用动态变化监测[J].水土保持通报，2017，37（01）：118-122.

【2】马玉秀.遥感影像在土地利用现状调查与动态监测应用探讨[J].中外企业家，2016（08）：139-140.

【3】李扬，杜军，刘彦彦，鲁坤.浅析西安城区土地利用动态变化监测[J].陕西炭，2015，34（05）：69-73.

作者简介：王娜（1994—），女，汉族，山西吕梁人，硕士，单位：成都理工大学地球科学学院地图学与地理信息系统，研究方向：信息技术及其在地学中的应用。