基于RS 和GIS 土地利用資源動態變化的研究與分析——以哈爾濱市阿城區為例

張玉娟，劉丹丹

(黑龍江工程學院)

1 引 言

土地利用現狀及其變化影響著社會經濟發展和環境變化，而土地利用變化是全球環境變化的重要組成部分。應用RS 和GIS 技術，借助土地利用變化模型可深入了解其成因、過程以及其驅動機制。在ArcGIS9.2 的支持下，本文通過1995 和2007 年兩期地利用數據進行空間疊加運算，基于地利用動態的分析模型，完成哈爾濱市阿城區不同時期土地利用資源的定性和定量化分析，在此基礎上，研究該區域的土地利用現狀及其動態變化過程，以期為區域土地資源的開發和合理利用提供技術支撐和科學依據。

2 研究方法

2.1 數據處理

以1995 和2007 年的Landsat TM 遙感影像數據(8 和9月)為主要數據源，以1∶50 000 地形圖為地理參照，在遙感處理軟件ERDAS IMAGE 9.2 的支持下，完成對遙感數據進行幾何校正處理，并保證其校正誤差精度小于1 個像元，以波段4、5、3(RBG)進行假彩色合成。并在此基礎上，對遙感數據進行圖像增強和行政區界限裁剪等處理，參照國家土地利用分類體系和實際土地利用情況，利用監督分類并結合人機交互的方法，完成對遙感數據的分類解譯，采用隨機樣點抽取方法，并以部分參照區域的Google Earth 高分辨率衛星圖片為輔助數據，完成對解譯結果的精度驗證，解譯精度達到89.76%，進而獲取研究區域的土地利用現狀數據，其土地利用分類為:耕地、林地、草地、水域、居民點工礦用地和未利用土地。在ArcGIS9.2 的支持下，并對解譯后的數據進行處理，存儲為柵格格式(grid)，便于對數據進行統計分析

2.2 土地利用變化模型

本文借助土地利用開發度和耗減度兩個指數，研究土地利用實際新開發和實際被耗減的速率。

(1)土地利用開發度(LUD)

(2)土地利用耗減度(LUC)

式中:▽Uab為從a 時刻到b 時刻某種土地利用類型被消耗的面積，ΔUab為從a 時刻到b 時刻新開發的某類型土地利用的面積;Ua為a 時刻該土地利用類型的面積;T 為a 到b 時刻的研究期，以年為單位。

3 實驗結果與分析

3.1 土地利用總體特征

基于ArcGIS 對研究區域1995－2007 年12 年中土地利用數據進行統計分析可知(見表1)，耕地在該區域占據較大的優勢地位，其次是林地。1995 年水域所占的面積比例最小，而在2007 年未利用地的最小。12 年間，耕地面積和草地面積呈現減少的趨勢，其中耕地減少的面積最大;林地、水域、居民工礦用地和未利用地的面積呈現遞增的趨勢，其中居民工礦用地增加的面積最大，結果造成耕地面積不斷減少，林地增加的面積次之。未利用地增加很大程度上來源為坡度較陡區域的部分棄耕地和撂荒地，歸因于退耕還林等生態政策和受自然條件的限制，人類的開發利用和生產活動受到了一定的自然條件限制。

表1 研究區域土地利用變化特征

3.2 土地利用動態變化研究

在ArcGIS 的支持下，將1995－2007 年的兩期土地利用現狀圖進行空間疊加運算，并運用土地利用動態模型進行土地利用的開發和消耗情況，具體統計結果見表2。

表2 研究區域1995 ～2007 年土地利用開發利用統計

就開發度而言，耕地在12 年間得到了很好的開發，其次是居民工礦用地和草地，其中耕地的開發度最大，為8.32%，源于阿城區作為哈爾濱市的一個衛星城市，其經濟發展快速不斷受到哈爾濱市經濟發展的影響，致使城市化進程不斷加快且城市規模逐步擴大，部分耕地被開發和占用。水域的開發度最小，源于該地類對地形條件具有一定的選擇性，其開發程度往往受到一定的地域條件限制。在消耗度方面，耕地的最大，其次是草地和居民工礦用地，林地的最小。就各類土地利用的動態變化的總體而言，耕地和草地的開發度均小于其消耗度，林地、草地、水域和居民工礦用地各自的開發利用度要大于各自耗減度。

4 結 語

研究區域土地資源利用以區域以農林生產為主，耕地是面積分布最廣的土地利用類型，居民工礦用地也占據一定的比例，1995 年水域所占的面積比例最小，而在2007 年未利用地的最小。1995 ～2007 年間，耕地面積和草地面積呈現減少趨勢，其中耕地面積減少最大，為68.65 km2;林地、水域、居民工礦用地和未利用地面積呈現遞增的趨勢，其中居民工礦用地面積增加最大，為34.26 km2;林地面積的增加在一定程度上表明區域的生態環境有所改善。

在12 年間，耕地的開發度和消耗度都是最大，耕地和草地的開發度均小于其消耗度，林地、草地、水域和居民工礦用地各自的開發利用度要大于各自耗減度。

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