內江市中心城區(qū)土地利用動態(tài)變化研究

李永平，趙曉燕

（內江師范學院 國際教育學院，四川 內江 641000）

0 引言

土地是人類賴以生存的基礎，是人類生存和發(fā)展必備的物質資源，隨著人類對土地資源屬性的開發(fā)和利用，土地利用類型不斷發(fā)生動態(tài)變化。為了更好地優(yōu)化土地資源，制定科學合理的土地利用總體規(guī)劃，研究多年來土地利用的空間結構變化顯得極為重要和迫切［1-3］。四川省內江市位于成渝經濟圈，受周邊環(huán)境和交通樞紐的影響，其經濟得到快速發(fā)展，尤其是內江市中心城區(qū)。本文主要選取2008 年和2018 年兩個時期的Landsat 遙感影像，采用監(jiān)督分類方法分析內江市中心城區(qū)近10 年來土地利用類型的變化規(guī)律及特征，主要涉及沱江以西城市聚集發(fā)展區(qū)、沱江以東城市聚集發(fā)展區(qū)、樂賢椑木和白馬等地區(qū)，并揭示其動態(tài)變化的驅動因素，其研究結果可為該地區(qū)的土地規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展提供科學依據。

1 數(shù)據處理

1.1 數(shù)據源及預處理

2008 年和2018 年的Landsat 遙感影像數(shù)據來源于地理空間數(shù)據云，分辨率為30 m，影像云層覆蓋少，質量好。采用ENVI 5.1 軟件對遙感影像進行融合、校正和裁剪等影像預處理，滿足土地利用分類的要求。

1.2 土地利用類型分類

以《土地利用現(xiàn)狀分類》（GB/T 21010-2017）為依據，本研究將土地利用類型劃分為耕地、林地、水域和城市建設用地。

1.3 遙感影像處理

采用ENVI 5.1 軟件對2008 年和2018 年遙感影像進行訓練樣本的選擇、可分離計算、分類處理和精度驗證。結果顯示，2008年和2018 年土地利用類型分類精度均達到94%，Kappa 系數(shù)均大于0.92，分類的準確性較高，能夠滿足研究需求。

2 土地利用類型動態(tài)變化的分析方法

本研究通過土地利用總量、動態(tài)度、轉移矩陣、土地利用程度綜合指數(shù)等方法分析2008—2018 年內江市中心城區(qū)土地利用類型變化情況。

2.1 土地利用動態(tài)度

（1）單一土地利用動態(tài)度。單一土地利用動態(tài)度是反映研究區(qū)某時間段內某種土地利用類型數(shù)量變化情況［4］，表達 式為：

式（1）中，Ua表示起始時間某一土地利用類型的數(shù)量，Ub表示截止時間某一土地利用類型的數(shù)量，T表示研究時間范圍，K表示某種土地利用類型年變化率。

（2）綜合土地利用動態(tài)度。綜合土地利用動態(tài)度反映的是研究區(qū)某研究時段內綜合土地利用類型年變化率，表達式為：

式（2）中，LIi表示起始時間第i類土地利用類型的面積，ΔLIi-j表示起始時間第i類土地利用類型的面積轉為截止時間非i類土地利用類型面積的絕對值，T表示研究的時間范圍，LC表示綜合土地利用年變化率。

2.2 土地利用轉移矩陣

土地利用轉移矩陣是指在研究時間范圍內反映各種土地類型之間的轉換情況和結構變化，表達式為：

式（3）中，n表示土地利用類型的數(shù)量，Sij表示第i類土地利用類型轉移到第j類土地利用類型的面積。

2.3 土地利用程度綜合指數(shù)

土地利用程度綜合指數(shù)反映的是人為因素對土地利用的影響程度，在研究土地利用程度前，需對研究區(qū)的土地利用類型量化分級，主要分為未利用土地、林草土地、農業(yè)用地、城市聚落用地4 級，分級指數(shù)越大，代表人為因素影響越強［5-6］。計算公式為：

式（4）中，Ai表示第i種土地利用類型分級指數(shù)，Ci表示第i種土地利用類型面積，H表示研究區(qū)土地總面積，F(xiàn)表示土地利用程度綜合指數(shù)。F的值越大，代表土地利用程度越高。

3 內江市中心城區(qū)土地利用類型動態(tài)變化分析

3.1 土地利用總量變化分析

運用ArcGIS 軟件對研究區(qū)2008 年和2018 年兩期土地利用類型面積及其占比進行統(tǒng)計，得出研究區(qū)的土地利用類型以耕地為主。2008—2018 年間，耕地面積由197.1 km2減少到120.83 km2；林地面積由42.62 km2增加到104.79 km2；建設用地面積增加了18.85 km2，增加到55.14 km2；水域面積減少了 4.75 km2，減至14.88 km2，耕地和林地變化最為明顯。

3.2 土地利用動態(tài)度分析

根據式（1）和（2）計算研究區(qū)4 類土地利用類型的動態(tài)度，得出10 年間內江市中心城區(qū)土地利用動態(tài)度為2.74%。單一土地利用動態(tài)率的絕對值從大到小為林地（14.59%）＞建設用地（5.19%）＞耕地（3.87%）＞水域（2.42%），其中林地面積增長比例最大，這與經濟發(fā)展、城市人口增加的社會經濟因素和退耕還林、植被覆蓋率提高的政策等因素緊密相連。

3.3 土地利用面積轉移分析

運用ArcGIS 軟件將兩期影像分類結果進行疊加分析，得出2008—2018 年的土地利用面積轉出總量由大到小為耕地（103.53 km2）＞林地（21.46 km2）＞建設用地（9.89 km2）＞水域（6.55 km2），轉入面積總量由大到小為林地（84.06 km2）＞ 建設用地（28.76 km2）＞耕地（26.81 km2）＞水域（1.80 km2）。其中，耕地主要轉化成林地和建設用地，分別轉入78.67 km2和24.03 km2；建設用地主要轉化成耕地，轉移了6.28 km2；林地主要轉化成耕地，轉移了18.16 km2；水域分別轉換成林地、耕地和建設用地，各自轉移了2.41 km2、2.37 km2、1.77 km2，水域轉出面積較少，相對穩(wěn)定。數(shù)據表明各類土地利用類型并非單向轉變，而是相互轉變，以實現(xiàn)城市土地的高效利用。

3.4 土地利用程度分析

根據式（4）可得到內江市中心城區(qū)土地利用程度指數(shù)。在2008—2018 年間，林地和建設用地的利用程度增加，耕地和水域減小，土地利用程度綜合指數(shù)從284.58 下降到273.14。城市的發(fā)展推動了城市建設用地增加，植樹造林和退耕還林使得土地利用綜合指數(shù)下降。

3.5 土地利用變化的驅動力分析

研究區(qū)優(yōu)越的自然環(huán)境決定了城市用地的宏觀格局，社會經濟因素決定了土地利用結構的微觀布局［7］。內江市位于成渝經濟圈，成渝高鐵和成渝高速的開通帶動了內江市經濟的發(fā)展，近10 年來，內江市國內生產總值（Gross Domestic Product，GDP）增長了近1 411.75億元。政府主要開發(fā)高新技術產業(yè)園區(qū)，推動了交通、教育和經濟中心北移，是推動研究區(qū)建設用地增加的主要驅動因素。

4 結語

本文基于地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）技術平臺，以Landsat 遙感影像數(shù)據為基礎，對2008—2018 年間內江市中心城區(qū)土地利用結構變化進行分析，得出以下結論。①2018 年內江市中心城區(qū)總面積為295.64 km2，土地利用類型以耕地與林地為主，分別占總面積的40.87%和35.45%；其次是建設用地，占總面積的18.65%；水域面積占總面積的5.03%。②2008—2018 年土地利用結構變化明顯，林地由42.62 km2增加到104.79 km2，耕地由197.1 km2減少到120.83 km2，其中高新技術產業(yè)園區(qū)的建設推動了內江市中心城區(qū)建設用地增加，沱江流域濕地的建設使水域變成建設用地。③成渝經濟圈的帶動、交通條件的改善以及政府的政策是內江市中心城區(qū)土地利用類型變化的主要驅動因素。