2015—2020年赤水市土地利用变化分析

安霞霞

(贵州省国土资源勘测规划研究院，贵州 贵阳 550008)

土地利用是人类按照一定的经济与社会目的，采取一系列技术手段，根据土地特点获得物质产品和服务的经济活动[1]。其既是全球及区域环境变化的主要影响因素，也是人类社会活动作用于陆地表层环境所呈现出的显著形式[2]。作为生态系统的空间载体，土地是人地关系的重要组成部分，土地利用变化对区域生态环境的可持续发展影响较大[3]。同时，随着城市化进程的加快，现有土地不断被占用，为了保证土地占补平衡，需要开发更多的土地满足人类食物生产需求。为此，各级政府都比较关心土地利用变化的情况，相关学者也做了大量的研究。胡杰华[4]利用TM遥感影像对武功县土地利用变化进行监测，采用最大似然法以及支持向量机法执行监督分类，得出支持向量机法的分类精度优于最大似然法的结论；岳秋丽等[5]以宿迁市城区2000年和2003年2个时相Landsat ETM+影像为空间数据源，研究了城区土地利用时空变化的驱动力；董莹等[6]以淮安市1998年、2006年、2018年3年的土地利用和覆被变化Landsat遥感数据为研究内容，从时间序列上探讨了淮安市近20年来的土地利用和覆被动态变化。

赤水市素有“千瀑之市”、“丹霞之冠”、“竹子之乡”、“桫椤王国”的美誉，近年城市化进程及旅游资源开发发展较快。因此，掌握赤水市近年土地利用变化情况，为未来区域土地资源管理、社会经济发展规划制定等利用土地提供决策依据具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 赤水市概况

赤水市(行政区划见图1)位于贵州省西北部，赤水河中下游，地处东经105°36′至106°14′、北纬28°15′至45′之间，东南与贵州习水县接壤，西北与四川省古蔺、叙永、合江三县交界，是黔北通往川渝的重要门户，也是贵州省最大的通江口岸，素有“川黔锁钥”、“黔北边城”之称[7]；土地总面积约1 852.01 km2，辖17个乡镇街道、129个行政村，总人口31.4万；属中亚热带湿润季风气候区，冬暖春早，夏季炎热多伏旱，年平均气温18.1℃，森林覆盖率居贵州省第一，达82.75%；境内拥有1个世界自然遗产、1个国家地质公园、2个国家级自然保护区、2个国家森林公园、5个国家4A级旅游景区等旅游资源，先后获得了“中国优秀旅游城市”“国家级生态示范区”“国家生态市”“中国长寿之乡”等殊荣；2019年地区生产总值100.55亿元，全面小康实现程度达99%，居贵州省第一。

1.2 数据来源

为确保调查成果精度的一致性、统一性和准确性，收集赤水市2015年和2020年两期第1季度资源三号(ZY3)全色分辨率2.1 m、多光谱分辨率5.8 m的高分辨率卫星影像，分别提取赤水市2015年和2020年地表覆盖数据。同时收集赤水市县级、乡镇级和村级行政界线，利用ArcGIS空间分析软件将三者要素类型转成一致，确保数据格式统一性。收集数据坐标系均为2000国家大地坐标系。

1.3 分析方法

1.3.1 影像预处理 利用ENVI遥感影像处理软件分别对2015年和2020年两期遥感影像进行几何精校正、影像融合、影像拼接和裁剪等一系列预处理，得到分辨率为2.1 m的多光谱高分辨率影像数据(图2)。

1.3.2 土地利用分类与精度评价 土地利用分类主要采用监督分类法[8]，以ENVI软件中Supervised工具对预处理后的两期遥感影像按以下步骤分别实现。第一步是进行类别定义：将赤水市地表覆盖物定义为耕地、园地、林地、草地、住宅用地、交通用地、水域和裸地8大类；第二步是根据各地类在遥感影像上呈现光谱特征的不同，结合目视判读与外业调查经验，对每一种类别在区域内均匀选取一定数量的训练样本；第三步是利用Supervised分类器、采用最大似然分类法，把选好的各地类样本应用于全图进行分类；第四步是利用Majority Analysis(主要分析方法)工具对分类结果进行后处理，去除斑点噪声，结合ArcGIS空间分析软件生成赤水市两期土地利用现状图(图3)；第五步是根据分类结果，按地类随机、均匀抽取部分图斑进行外业实地核实，利用外业调查数据对计算机自动分类结果进行精度验证。分类影像解译精度均在89%以上。

2 结果与分析

2.1 赤水市土地利用变化特征

由表1可知，赤水市2015年与2020年两期土地利用覆盖类型主要以林地、耕地、住宅用地、交通用地和水域为主。2015年，林地面积1 446.36 km2，占总面积的78.1%；耕地面积299.94 km2，占总面积的16.2%；住宅用地面积35.25 km2，占总面积的1.9%。2020年，林地面积1 550.59 km2，林地占总面积的83.73%；耕地面积179.00 km2，占总面积的9.67%；住宅用地面积39.42 km2，占总面积的2.13%。

表1 赤水市2015—2020年各地类面积、比例与变化

由表1、图4可见，赤水市2020年土地利用各地类与2015年相比，园地、林地、住宅用地、交通用地和水域地类面积均有增加，耕地、草地和裸地类面积均有减少。从增加数量来看，增加量最大的是林地，增加了104.23 km2；交通用地次之，增加了10.7 km2；最小的是园地，增加了2.93 km2。从增加幅度来看，增幅最大的是交通用地，增幅为52.85%；园地次之，增幅为18.48%；最小的是林地，增幅7.21%。从减少数量来看，减少量最大的是耕地，减少了120.94 km2；草地次之，减少了4.74 km2；最小的是裸地，减少了0.40 km2。从减少幅度来看，减幅最大的是草地，减幅为76.9%；耕地次之，减幅为40.32%；最小的是裸地，减幅为24.65%。

2.2 赤水市土地利用转移特征

利用ArcGIS空间分析软件中叠加分析工具，对2015年和2020年两期土地利用数据进行叠加分析，结合SPSS统计分析软件生成赤水市两期土地利用类型转移矩阵(表2)。

由表2可见，2015—2020年耕地转为其他土地利用类型的面积为156.17 km2，其中，转为林地的面积最多，为128.94 km2，占所转化面积的82.56%，转为园地、住宅用地、交通用地和水域面积共26.17 km2，占所转化面积的16.76%，期间只有21.48 km2林地转化为耕地，耕地变化区域主要发生在中西部地区。园地转为其他地类面积为14.49 km2，主要转化为林地和住宅用地，转化面积为12.28 km2，占所转化面积的83.59%，园地变化区域主要发生在复兴镇、天台镇、旺隆镇、丙安镇与官渡镇。林地转为其他地类面积为60.29 km2，主要转换为耕地和交通用地，转化面积为39.99 km2，占所转化面积的66.33%，林地变化区域主要集中赤水河、习水河与大同河一带。住宅用地转化为其他地类面积为17.16 km2，主要转化为耕地和林地，转化面积为14.17 km2，占所转化面积的84.29%，期间有21.34 km2其他地类转化为住宅用地，随着经济快速发展，城市化进程加快，住宅用地变化主要发生在城市和乡镇所在区域。交通用地转出面积较少，主要是转入，期间有18.51 km2林地和6.97 km2耕地转为交通用地，截至2020年，交通用地增加了10.7 km2，主要是因为近两年脱贫攻坚项目修建了大量通村公路。其余地类包含草地、水域和裸地，在2015—2020年期间变化较小。

表2 赤水市2015—2020年土地利用类型转移矩阵 km2

3 结论

1) 赤水市地表覆盖主要以林地、耕地、住宅用地、交通用地和水域为主。其中林地面积最多，2020年覆盖率高达83.73%；

2) 赤水市土地利用2020年与2015年相比，园地、林地、住宅用地、交通用地和水域地类面积均增加，耕地、草地和裸地面积均减少。从数量看，增加最多的是林地、增加了104.23 km2，最少的是园地、仅增加了2.93 km2；减少最多的是耕地、减少了120.94 km2，最少的是裸地、仅减少了0.4 km2。从幅度看，增幅最大的是交通用地、增幅达52.85%，最小的是林地、增幅为7.21%；减幅最大的是草地、减幅达76.9%，最小的是裸地、减幅为24.65%。

3) 2015—2020年赤水市土地利用地类变化中，耕地、园地主要转化为林地；林地、住宅用地主要转化为耕地和交通用地；草地、水域和裸地变化幅度较小。