摘要:以辛集市为例,采用2013年、2018年两期遥感影像为数据源,利用RS、GIS的信息获取技术和空间分析方法,分析研究区土地利用变化特征;通过土地利用/覆被变化转移矩阵,定量分析2013—2018年不同类型的土地利用覆被变化情况。研究结果表明,辛集市土地利用覆被变化最大的是耕地,其次是建设用地,变化最小的是草地。
关键字:RS;GIS;土地利用;覆被变化;
1、前言
近年来,由于人类生产、生活需要,快速的改变着国土利用结构,传统监测手段难以快速准确的监测到土地利用变化情况。随着RS(遥感)和GIS(地理信息系统)技术的快速发展,利用RS技术准确快速监测地表覆被变化,结合GIS技术研究分析地表覆被变化的方法得到广泛运用。本次研究以辛集市为例,利用2013年和2018年两期遥感影像,提取地表土地利用/覆被变化信息,分析研究区土地利用变化特征;通过土地利用/覆被变化转移矩阵,定量分析土地利用变化主要方向、数量和类型。
2、研究区概况
辛集市辖7乡8镇,344个行政村,位于华北平原腹地,河北省石家庄市东部,2013年辛集市被河北省确定为省直管市,2018年辛集市户籍人口64万,常住人口82万,完成地区生产总值496亿元,社会消费品零售总额343亿元。
3、地表覆被变化监测技术和方法
3.1数据来源
根据研究区特点,结合地表覆被变化区分度需要,选取2013年6月27日和2018年8月2日的GF-1影像作为研究对象。这两期影像时相接近,地表覆被区分度较高,适合用来进行地表植被监测和土地利用变化分析。
3.2 遥感影像处理和信息提取
遥感影像处理过程是分析、判读、理解和识别前的处理过程,主要包括图像校正、图像增强、图像变换、影像融合、影像镶嵌、裁剪等过程[1]。本次在ENVI软件中分别加载2013年和2018年两期影像,经过几何校正、多波段合成、影像融合、影像裁剪后得到研究区影像。随后对处理过的两期影像进行信息提取,首先分析和设定土地利用判读标志,通过图像判读并结合外业调查检验,采用监督分类及人机交互解译相结合的方法,得到研究区两期土地利用图。
3.3确立土地利用分类体系
结合《土地利用现状分类》(GB/T21010—2017)等有关规定,参考中科院土地利用覆被分类体系,对获取的遥感影像进行土地利用分类,共划分为耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用土地六种类型。
4、 土地利用变化分析
在ArcGIS10.2中加载两期土地利用图,使用summarize功能按照土地利用类型对解译影像图斑进行统计,提取各类土地利用图斑的数量和面积信息。辛集市2013年、2018年土地利用结构数据见表2。
表2 2013年、2018年土地利用结构表
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通过分析2013年、2018年土地利用结构表,土地利用面积变化最大的是耕地、建设用地,其次是林地、水域,变化最小的是未利用土地、草地。总体来看,耕地、草地和未利用土地面积减少,林地、水域和建设用地面积增加。
5、土地利用转移分析
在ArcGIS10.2中,使用arctoolbox—overlay—union工具叠加分析,依次统计各类土地利用变化面积,得到辛集市土地利用/覆被变化转移矩阵,统计数据详见表3。
表3 2013—2018年辛集市土地利用/覆被变化转移矩阵表
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从数量变化特征来看,辛集市耕地不断减少,其中转入8288.02公顷,转出11894.79公顷;转入地类主要为林地和建设用地,面积分别为7404.69和566.18公顷;转出地类主要为林地和建设用地,面积分别为8353.82和2916.22公顷。
林地呈现增加趋势,其中转入9389.68公顷,转出8849.46公顷;转入地类为耕地和建设用地,面积分别为8353.82和642.33公顷;转出地类主要为耕地和建设用地,面积分别为7404.69和1172.35公顷。
草地略有减少,其中转入159.19公顷,转出167.39公顷;转入地类主要为林地和建设用地,面积分别为59.36和52.72公顷;转出地类主要为耕地和林地,面积分别为82.79和55.42公顷。
水域增加较为显著,其中转入848.51公顷,转出441.76公顷;转入地类主要为耕地和林地,面积分别为581.26和188.00公顷;转出地类主要为林地和耕地,面积分别为200.89和132.42公顷。
建设用地增加最多,其中转入4217.13公顷,转出1384.01公顷;转入地类主要为耕地和林地,面积分别为2916.22和1172.35公顷;转出地类主要为林地和耕地,面积分别为642.33和566.18公顷。
未利用土地减少较多,其中转入94.10公顷,转出259.22公顷;转入地类主要为林地和耕地,面积分别为25.06和20.98公顷。转出地类主要为林地和耕地,面积分别为137.22和101.94公顷。
6、 结论
利用遥感监测地表覆被变化是地表监测发展的必然趋势[2]。本次研究将辛集市不同时期遥感影像解译的土地利用图进行叠加,分析了土地利用结构时空演变的动态过程。研究区土地利用类型以耕地、林地和建设用地为主,三者占土地总面积的95%以上。通过分析,研究区今后应保障耕地和永久基本农田数量,提升生态用地面积,严控农用地转为建设用地,提升建设用地节约集约水平。
[1]吴志杰. 基于RS和GIS的土地利用/覆盖变化及其驱动力研究[D].福建师范大学,2006.
[2]路云阁,许月卿,蔡运龙. 基于遥感技术和GIS的小流域土地利用/覆被变化分析[J].地理科学进展,2005,24(1) :79~85.