基于RS和GIS的贛州市章貢區土地利用變化研究

鄭翮 朱劍鋒 顏昌文 江瑋

摘 要 基于RS和GIS技術，獲取贛州市章貢區2001年、2008年、2016年三期的LANDSAT遙感影像，通過監督分類算法，提取研究區域土地利用類別，并建立土地利用轉移矩陣，分析章貢區近16年來的土地利用動態變化特征。結果表明：贛州市章貢區土地利用在2001年到2016年間發生巨大變化，耕地面積從148.34 km?大量減少到43.33 km?、建設用地從48.12 km?持續增加到148.85 km?。隨著贛州市城市化的擴張，大量耕地轉變為建設用地，保護耕地面積已迫在眉睫。

關鍵詞 RS;GIS;監督分類;土地利用變化

土地的合理規劃與利用，對城市建設發展具有重要影響。而缺乏科學規劃的快速城市化擴張將導致土地被粗放利用，特別是對耕地無節制的侵占，在城市耕地總量保持動態平衡的前提下，實現城市化擴張和緩解用地矛盾已成為贛州市發展的重中之重[1]。

1研究區域與方法

1.1 區域概況

贛州市章貢區是全市政治、經濟、文化、交通和信息中心。地理位置處于江西省南部，贛州市中偏西北部，北緯25°40′16″～25°58′56″、東經114°46′44″～115°

03′40″之間。章貢區作為贛州市老城區，在贛州市城市化飛速發展的進程中，最能反映近16年城區土地利用的翻天覆地變化。

1.2 研究方法

本研究采用三期LANDSAT中分辨率遙感影像，原始分辨率為30m，經過投影轉換、圖像校正等圖像預處理、圖像增強、圖像鑲嵌和裁剪、確定分類模板、監督分類、精度評價、分類后處理、分類結果分析等步驟得到土地利用變化數據。最后，通過構建土地利用轉移矩陣對章貢區16年間土地利用情況作進一步的評價與分析。

在ENVI環境下進行土地利用分類，主要有監督分類和非監督分類法。后者并無先驗類別，僅根據不同地物本身的光譜特征差別通過計算機對圖像進行集聚統計，其精度主要取決于選取的非監督分類算法與影像間的匹配性;后者引入訓練樣本，以先驗類別配合監督分類算法進行分類，其受訓練樣本的精度影響較大。

2數據來源與數據處理

2.1 數據來源

本研究選取2001年、2008年和2016年3個時間段共3景遙感影像數據，為保證地物特征在分類時的一致性，選擇各年度相近季節時的影像，具體信息為：2001年11月20日Landsat7 ETM獲取的研究區域影像、2008年12月1日Landsat5 MSS/TM影像、2016年12月07日的Land8 OLI影像，各影像空間分辨率都為30m，軌道號122-43。

2.2 數據處理

本研究以獲取的2016年Landsat8遙感影像為基準，以2000國家大地坐標系為參考系，對三期遙感影像進行配準、校正、波段融合等后處理操作。

提取TM和ETM傳感器獲取的紅、近紅外、短波紅外和OLI傳感器的紅、近紅外、短波紅外波段進行影像融合，選取監督分類法[2]對土地利用進行分類，定義分類模板包括水體、林地、耕地、裸地和建設用地5類能反映研究區域地類情況且兼顧本研究需求[3]的地類。

3地類分析

3.1 地類總體狀況分析

通過ENVI和ArcGIS環境中的技術處理，得到三期地類所占面積與百分比。2001年林地占比最高，達到48.2%，面積為48.2km?;其次是耕地，二者用地面積占整個章貢區81.8%，而建設用地僅占10.9%，可見2001年傳統農業仍是章貢區的重要經濟來源;2008年，林地面積進一步提高，主要是城區綠化面積加大，耕地面積大幅下降，占比僅為17.0%，而建設用地占比21.2%，面積達21.2km?，表明章貢區在此期間城鎮化的發展迅速;2016年，林地面積減少，耕地面積進一步大幅降低，而建設用地繼續增加。在此16年間，章貢區的建設用地從老城區向周邊飛速擴張，耕地及林地面積在城市化的進程中逐年減少，水體和裸地面積占比較為穩定。

3.2 土地利用變化分析

為進一步反應研究區域的土地利用變化過程，建立土地利用轉移矩陣[4]來研究監測章貢區土地利用的動態變化。地類的相互轉化是相對的，某一地類可轉化為其他多種地類，也可由其他地類轉入[5]。結果表明，2001年到2008年間，水體面積基本保持平穩，部分轉化為建設用地;林地面積增加，主要由建設用地中綠化部分構成;耕地面積大幅減少，轉化為林地和建設用地;建設用地大幅增加，其主要轉化來源包括所有其他地類。2008年到2016年間，各地類轉化關系與前8年類似，值得注意的是，林地面積在此期間也大量轉化為建設用地，表明從2001年到2016年來，贛州市章貢區的建設用地變化極為活，從側面凸顯了研究區的用地矛盾，城鎮建設和工業化發展對建設用地的需求持續上漲，而耕地、林地等關系農業、環境因素的地類面積不斷減少。

4結束語

本文通過RS與GIS技術手段對贛州市章貢區土地利用進行了動態變化監測，結果表明：贛州市章貢區土地利用類型在2001年到2016年間發生巨大變化，耕地面積從148.34 km?大量減少到43.33 km?、建設用地從48.12 km?持續增加到148.85 km?。隨著贛州市城市化的擴張，除了建設用地，其他地類的面積都有不同程度的減少，特別是大量耕地轉變為建設用地，保護耕地面積已迫在眉睫。近年來，城市用地矛盾愈發凸顯，城市化進程和經濟發展是導致土地利用變化的主要因素，如何兼顧城市發展與環境保護已經成為各級政府的難題，本文所述方法可提供政府部門科學合理的對土地利用進行規劃和動態監測實施措施是否得以有效貫徹。

參考文獻

[1] 張超，余樹全，李土生.基于多時相Landsat影像的慶元縣植被覆蓋變化研究[J].浙江農林大學學報，2011，28（1）：72-79.

[2] 姚靜林.廣西北部灣經濟區土地利用變化及其驅動力研究[D].南寧：廣西師范學院，2012.

[3] 李成范，劉嵐，張力.高分辨率遙感影像中的土地利用分類研究[J].測繪與空間地理信息，2008，31（4）：48-51.

[4] 孫璐，劉艷芳.基于RS和GIS的武漢市土地利用變化研究[J].國土與自然資源研究，2017，（1）：41-44.

[5] 梁守真，李仁東，許國鵬.洞庭湖區濕地景觀變化分析[J].中國生態農業學報，2017，15（6）：171-174.

作者簡介

鄭翮（1989-），男，學歷：碩士研究生，助教，現就職單位：江西應用技術職業學院，研究方向：攝影測量與遙感。