武汉市古田老工业区地表覆盖类型变化遥感监测

陈姣姣

（兰州交通大学 甘肃，兰州 730070）

城区老工业区在我国历史上有着重要地位，曾为我国的经济发展做出了重要贡献。但随着经济改革的进行，城区老工业区却出现了设施老化、落后产能集中、环境污染等问题，老工业区改革迫在眉睫。党的十八大、十九大以及城市中央工作会议均指出了当前我国城镇化发展过程中的问题，并针对这些问题提出了具体的要求，其中包括加快城区老工业区搬迁改造、优化城市空间结构和全面改善人居环境。2003年武汉市古田就开始了搬迁改造。工业区搬迁改造必然会造成城市地表覆被变化。

本文利用GIS 技术，以2014 年、2017 年两期World-View影像通过转移矩阵对武汉古田老工业区的地表覆盖变化进行分析，为新型城镇化政策的制定提供数据支撑、决策依据。

1 研究地区概况

武汉市古田老工业区位于硚口区，总面积为6.2km。东起古里五路，西至长丰大道，南至汉江湾，北至南泥湾大道，规划如图1所示。

图1 武汉市古田老工业区搬迁改造范围

2 影像分类与矢量化

根据武汉市古田地区实际情况，将古田地区的地表覆盖分为：林草覆盖地、铁路与道路、构筑物、房屋建筑区和人工堆掘地五种地表覆盖类型，对2014 年5 月和2017年7 月两期WorldView 影像进行监督分类以及小图斑处理后，重新组合两期古田地区的地表覆盖分类结果，将其导入GIS 中处理得到武汉市古田地区地表覆盖遥感影像分类图。影像受辐射强度、拍摄角度等影响，会限制监督分类的精度，需要借助外业调查数据进行手动修改。因为遥感影像分类图是栅格图，无法直接在图上修改。因此需要借助GIS对地表覆盖分类图进行矢量化，然后结合遥感影像和外业调查数据对监督分类结果进行矢量化修补，降低监督分类的误差。最后得到精度较高的2014 年5月和2017年7月武汉市古田地区的地表覆盖分类图层，如图2、图3所示。

3 地表覆盖变化分析

3.1 古田地区地表覆盖总量变化分析

借助GIS软件将图2、图3所示的2014年和2017年的地表覆盖分类结果进行空间叠置分析，统计分析得到2014 年和2017 年武汉市古田的地表覆盖面积及所占比例，如表1所示。

图2 武汉市古田2014年地表覆盖类型分布

图3 武汉市古田2017年地表覆盖类型分布图

由表1可知，2014～2017年武汉市古田的地表覆盖类型以房屋建筑区为主，2014 年房屋建筑区的总面积为2.821km，2017 年 房 屋 建 筑 区 的 总 面 积 为2.373km。2014～2017 年武汉市古田的地表覆盖类型所占比重从高到低排序依次为：房屋建筑区、人工堆掘地、铁路与道路、构筑物和林草覆盖。2014～2017 年武汉市古田的地表覆盖类型变化为：林草覆盖、房屋建筑区和铁路与道路呈减少趋势；构筑物和人工堆掘地呈增加趋势。

表1 武汉市古田地表覆盖面积及占比统计表

3.2 地表覆盖变化特征分析

将2014 年和2017 年的地表覆盖类型图进行叠置分析，然后建立分析结果图层，利用Excel 软件进行透视分析生成古田地表覆盖类型转移矩阵，如表2 所示。通过表2、表3可以分析古田林草覆盖、房屋建筑、铁路与道路、构筑物和人工堆掘地的变化特征。

表2 武汉古田地表覆盖类型转移矩阵 单位：m2

表3 2014～2017年地表覆盖转入转出表 单位：m2

3.2.1 林草覆盖变化特征 2014年的林草覆盖面积中457209.819m未发生变化，共转出230263.2m，转出的部分有四个方向：29151.312m转为了房屋建筑区、10050.364m转为了铁路与道路、102652.857m转为了构筑物、88408.667m转为了人工堆掘地。2017 年的林草覆盖面积为613313.64m，其中22859.828m由房屋建筑区转入，49512.052m由铁路与道路转入，12673.824m由构筑物转入，71058.088m由人工堆掘地转入。

3.2.2 房屋建筑区变化特征 2014年的房屋建筑区面积为2847135.13m，共转出809259.494m，转出的部分有四个方向：22859.828m转为了林草覆盖，6901.187m转为了铁路与道路，51858.616m转为了构筑物，727639.853m转为了人工堆掘地。2017 年的房屋建筑区面积为2318533.944m，其中22859.828m由林草覆盖转入，6901.197m由铁路与道路转入，51858.616m由构筑物转入，727639.853m由人工堆掘地转入。

3.2.3 铁路与道路变化特征 2014年的铁路与道路面积为872509.739m，共转出54824.787m，转出的部分有四个方向：49512.052m转为了林草覆盖，2463.668m转为了房屋建筑区，1378.427m转为了构筑物，1470.64m转为了人工堆掘地。 2017 年的铁路与道路面积为866512.833m，其中10050.364m由林草覆盖转入，6901.197m由房屋建筑区转入，5318.789m由构筑物转入，26557.591m由人工堆掘地转入。

3.2.4 构筑物变化特征 2014 年的构筑物面积为744235.869m，共转出131534.479m，转出的部分有四个方向：12673.824m转为了林草覆盖，29105.758m转为了房屋建筑区，1378.427m转为了铁路与道路，84436.128m转为了人工堆掘地。 2017 年的构筑物面积为867241.626m，其中102652.857m由林草覆盖转入，51858.616m由房屋建筑区转入，1378.427m由铁路与道路转入，98650.236m由人工堆掘地转入。

3.2.5 人工堆掘地变化特征 2014年的人工堆地面积为1111462.096m，共转出416203.516m，转出的部分有四个方向：71058.068m转为了林草覆盖，219937.621m转为了房屋建筑区，26557.591m转为了铁路与道路，98650.236m转为了构筑物。2017 年的人工堆地面积为1597213.946m，其中88408.667m由林草覆盖转入，727639.853m由房屋建筑区转入，1470.64m由铁路与道路转入，84436.128m由人工堆掘地转入。

4 结论

本文利用2014年和2017年两期WorldView影像研究了武汉市古田3 年间的地表覆盖变化情况。研究结果表明：2014～2017年，林草覆盖、房屋建筑区和铁路与道路的面积在不断减少，构筑物和人工堆掘地面积在不断增加；2014年房屋建筑区转出面积最多，转出了809259.494m，转出方向为林草覆盖、铁路与道路、构筑物和人工堆掘地，其中转为人工堆地面积最多。2014 年铁路与道路转出面积最少，主要转为了林草覆盖；2017年人工堆掘地转入面积最多，主要来自于房屋建筑区，2017年铁路与道路转出入最少，主要来自于林草覆盖。