内江市中心城区土地利用动态变化研究

李永平，赵晓燕

（内江师范学院 国际教育学院，四川 内江 641000）

0 引言

土地是人类赖以生存的基础，是人类生存和发展必备的物质资源，随着人类对土地资源属性的开发和利用，土地利用类型不断发生动态变化。为了更好地优化土地资源，制定科学合理的土地利用总体规划，研究多年来土地利用的空间结构变化显得极为重要和迫切［1-3］。四川省内江市位于成渝经济圈，受周边环境和交通枢纽的影响，其经济得到快速发展，尤其是内江市中心城区。本文主要选取2008 年和2018 年两个时期的Landsat 遥感影像，采用监督分类方法分析内江市中心城区近10 年来土地利用类型的变化规律及特征，主要涉及沱江以西城市聚集发展区、沱江以东城市聚集发展区、乐贤椑木和白马等地区，并揭示其动态变化的驱动因素，其研究结果可为该地区的土地规划和可持续发展提供科学依据。

1 数据处理

1.1 数据源及预处理

2008 年和2018 年的Landsat 遥感影像数据来源于地理空间数据云，分辨率为30 m，影像云层覆盖少，质量好。采用ENVI 5.1 软件对遥感影像进行融合、校正和裁剪等影像预处理，满足土地利用分类的要求。

1.2 土地利用类型分类

以《土地利用现状分类》（GB/T 21010-2017）为依据，本研究将土地利用类型划分为耕地、林地、水域和城市建设用地。

1.3 遥感影像处理

采用ENVI 5.1 软件对2008 年和2018 年遥感影像进行训练样本的选择、可分离计算、分类处理和精度验证。结果显示，2008年和2018 年土地利用类型分类精度均达到94%，Kappa 系数均大于0.92，分类的准确性较高，能够满足研究需求。

2 土地利用类型动态变化的分析方法

本研究通过土地利用总量、动态度、转移矩阵、土地利用程度综合指数等方法分析2008—2018 年内江市中心城区土地利用类型变化情况。

2.1 土地利用动态度

（1）单一土地利用动态度。单一土地利用动态度是反映研究区某时间段内某种土地利用类型数量变化情况［4］，表达 式为：

式（1）中，Ua表示起始时间某一土地利用类型的数量，Ub表示截止时间某一土地利用类型的数量，T表示研究时间范围，K表示某种土地利用类型年变化率。

（2）综合土地利用动态度。综合土地利用动态度反映的是研究区某研究时段内综合土地利用类型年变化率，表达式为：

式（2）中，LIi表示起始时间第i类土地利用类型的面积，ΔLIi-j表示起始时间第i类土地利用类型的面积转为截止时间非i类土地利用类型面积的绝对值，T表示研究的时间范围，LC表示综合土地利用年变化率。

2.2 土地利用转移矩阵

土地利用转移矩阵是指在研究时间范围内反映各种土地类型之间的转换情况和结构变化，表达式为：

式（3）中，n表示土地利用类型的数量，Sij表示第i类土地利用类型转移到第j类土地利用类型的面积。

2.3 土地利用程度综合指数

土地利用程度综合指数反映的是人为因素对土地利用的影响程度，在研究土地利用程度前，需对研究区的土地利用类型量化分级，主要分为未利用土地、林草土地、农业用地、城市聚落用地4 级，分级指数越大，代表人为因素影响越强［5-6］。计算公式为：

式（4）中，Ai表示第i种土地利用类型分级指数，Ci表示第i种土地利用类型面积，H表示研究区土地总面积，F表示土地利用程度综合指数。F的值越大，代表土地利用程度越高。

3 内江市中心城区土地利用类型动态变化分析

3.1 土地利用总量变化分析

运用ArcGIS 软件对研究区2008 年和2018 年两期土地利用类型面积及其占比进行统计，得出研究区的土地利用类型以耕地为主。2008—2018 年间，耕地面积由197.1 km2减少到120.83 km2；林地面积由42.62 km2增加到104.79 km2；建设用地面积增加了18.85 km2，增加到55.14 km2；水域面积减少了 4.75 km2，减至14.88 km2，耕地和林地变化最为明显。

3.2 土地利用动态度分析

根据式（1）和（2）计算研究区4 类土地利用类型的动态度，得出10 年间内江市中心城区土地利用动态度为2.74%。单一土地利用动态率的绝对值从大到小为林地（14.59%）＞建设用地（5.19%）＞耕地（3.87%）＞水域（2.42%），其中林地面积增长比例最大，这与经济发展、城市人口增加的社会经济因素和退耕还林、植被覆盖率提高的政策等因素紧密相连。

3.3 土地利用面积转移分析

运用ArcGIS 软件将两期影像分类结果进行叠加分析，得出2008—2018 年的土地利用面积转出总量由大到小为耕地（103.53 km2）＞林地（21.46 km2）＞建设用地（9.89 km2）＞水域（6.55 km2），转入面积总量由大到小为林地（84.06 km2）＞ 建设用地（28.76 km2）＞耕地（26.81 km2）＞水域（1.80 km2）。其中，耕地主要转化成林地和建设用地，分别转入78.67 km2和24.03 km2；建设用地主要转化成耕地，转移了6.28 km2；林地主要转化成耕地，转移了18.16 km2；水域分别转换成林地、耕地和建设用地，各自转移了2.41 km2、2.37 km2、1.77 km2，水域转出面积较少，相对稳定。数据表明各类土地利用类型并非单向转变，而是相互转变，以实现城市土地的高效利用。

3.4 土地利用程度分析

根据式（4）可得到内江市中心城区土地利用程度指数。在2008—2018 年间，林地和建设用地的利用程度增加，耕地和水域减小，土地利用程度综合指数从284.58 下降到273.14。城市的发展推动了城市建设用地增加，植树造林和退耕还林使得土地利用综合指数下降。

3.5 土地利用变化的驱动力分析

研究区优越的自然环境决定了城市用地的宏观格局，社会经济因素决定了土地利用结构的微观布局［7］。内江市位于成渝经济圈，成渝高铁和成渝高速的开通带动了内江市经济的发展，近10 年来，内江市国内生产总值（Gross Domestic Product，GDP）增长了近1 411.75亿元。政府主要开发高新技术产业园区，推动了交通、教育和经济中心北移，是推动研究区建设用地增加的主要驱动因素。

4 结语

本文基于地理信息系统（Geographic Information System，GIS）技术平台，以Landsat 遥感影像数据为基础，对2008—2018 年间内江市中心城区土地利用结构变化进行分析，得出以下结论。①2018 年内江市中心城区总面积为295.64 km2，土地利用类型以耕地与林地为主，分别占总面积的40.87%和35.45%；其次是建设用地，占总面积的18.65%；水域面积占总面积的5.03%。②2008—2018 年土地利用结构变化明显，林地由42.62 km2增加到104.79 km2，耕地由197.1 km2减少到120.83 km2，其中高新技术产业园区的建设推动了内江市中心城区建设用地增加，沱江流域湿地的建设使水域变成建设用地。③成渝经济圈的带动、交通条件的改善以及政府的政策是内江市中心城区土地利用类型变化的主要驱动因素。