基于遙感的濂江流域礦區(qū)土地利用變化研究

鄭上雄 楊惠晨 何輝豹

摘 要：礦產(chǎn)資源是國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要資源，同時也是人類物質(zhì)生活的基礎(chǔ)。 然而， 伴隨著礦產(chǎn)資源的大規(guī)模開采，越來越多的問題也會隨之而來。而如何對礦山開采區(qū)土地利用狀況進(jìn)行監(jiān)測，就是一個首當(dāng)其沖的問題。本文利用三期遙感影像進(jìn)行解譯。采用監(jiān)督分類方法對研究區(qū)土地利用信息進(jìn)行提取，評價分類方法的精度，借助三期影像分類成果，分析濂江流域土地利用類型面積隨時間變化情況。

關(guān)鍵詞：土地利用；遙感；礦區(qū)；監(jiān)督分類

礦產(chǎn)資源給人類社會帶來了很多便利，但資源開采也產(chǎn)生許多問題，而如何對礦山開采區(qū)土地利用狀況進(jìn)行監(jiān)測，就是一個首當(dāng)其沖的問題?？焖俚墨@取礦山開采區(qū)土地利用的信息，可以采用遙感對礦山開采區(qū)土地利用狀況進(jìn)行監(jiān)測。王瑜玲[1]結(jié)合非監(jiān)督分類和監(jiān)督分類兩種方法，對江西省定南縣北部稀土礦區(qū)進(jìn)行信息提取。姚靜[ 2 ]將TM影像進(jìn)行監(jiān)督分類，而后提取影像中綠地信息。陳利[ 3 ]以湖南株洲為研究區(qū)，采用決策樹分類法，對研究區(qū)森林信息進(jìn)行提取。

1 技術(shù)路線

首先借助相關(guān)資料對研究區(qū)進(jìn)行理論研究，接著收集研究區(qū)影像，包括2000、2006和2013影像，將最初獲得的影像展開預(yù)處理，步驟有大氣校正、影像裁剪和幾何校正。對預(yù)處理后的影像進(jìn)行監(jiān)督分類，隨后對取得的分類成果進(jìn)行精度評定，通過獲得的三期分類結(jié)果，運用RS動態(tài)監(jiān)測技術(shù)，研究濂江流域內(nèi)土地利用類型變化情況。

2 研究區(qū)概況

濂江流域位于龍南、定南、信豐三縣相接處。流域內(nèi)礦區(qū)主要分布在東北角，屬于定南縣境內(nèi)的嶺北稀土礦。稀土開采的進(jìn)程中的浸礦工藝經(jīng)歷了三個階段的技術(shù)演變：分別是池浸法、堆浸法和原地浸礦法。由于前兩種浸礦工藝需要對礦區(qū)表層植被進(jìn)行剝離，接著再將含有稀土元素的土取走，對環(huán)境的破壞很嚴(yán)重。而原地浸礦法不需要將表層植被剝離，直接在礦區(qū)打孔注液，對地表環(huán)境的破壞程度也明顯降低。

3 研究區(qū)土地利用變化分類

3.1 土地利用分類處理

本文選用Landsat系列衛(wèi)星2000、2006、2013年遙感影像作為數(shù)據(jù)源。在對本文中原始數(shù)據(jù)預(yù)處理時，主要的過程包含數(shù)據(jù)裁剪、幾何校正、大氣校正。結(jié)合目視解譯與地物光譜曲線分析的結(jié)果，最終可將研究區(qū)地物分為林地、耕地及其他用地、水域、城鎮(zhèn)村及交通運輸用地和采礦用地五類。通過合適的波段組合使得需要進(jìn)行分類的遙感影像色彩變得飽和，然后依據(jù)本文制定的研究區(qū)分類體系創(chuàng)建訓(xùn)練樣本，這一步是之后關(guān)系到執(zhí)行監(jiān)督分類的精度，因此需要格外的注意，訓(xùn)練樣本的選取一定要正確，選取的數(shù)量適中并盡量均勻的散步于整個影像中。創(chuàng)建好訓(xùn)練樣本后，需要對其分離性做出評價，再執(zhí)行采用監(jiān)督法將濂江流域的遙感圖像進(jìn)行信息提取，得到三期分類結(jié)果圖。

3.2 精度評價

通過監(jiān)督分類后的成果，對各期分類結(jié)果進(jìn)行精度評價，得出2000年、2006年、2013年各分類總精度分別為88.3411%、89.3231%、86.5892%。Kappa系數(shù)分別為0.8234、0.8458、0.8012。

3.3土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

依次將所選濂江流域的三期分類結(jié)果的相鄰兩個時期的結(jié)果做變化檢測，得到三個土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，轉(zhuǎn)移矩陣中從像元值、百分比和面積三方面的描述土地類別的轉(zhuǎn)移情況， 三者都能用較為直觀的表示土地轉(zhuǎn)移情況。

3.4 結(jié)果分析

從表格中可以發(fā)現(xiàn)，2000年至2006年間，林地有89.357%未發(fā)生變化，2006-2013年未發(fā)生變化的林地分別為93.704%，因此說明在2000-2006這段時間，林地被破壞的最為嚴(yán)重。 除林地之外，其它地類也發(fā)生了不同程度的變化，其中變化最明顯的地類為采礦用地，這是由于研究區(qū)的礦區(qū)始終在持續(xù)開采，并且政府出于對環(huán)境保護(hù)方面的考慮，在礦區(qū)開采復(fù)墾工作等一系列措施，使得采礦用地的土地利用變化一直在發(fā)生較為明顯的改變。

4 結(jié)論

通過研究區(qū)三期影像分類成果圖以及相關(guān)的統(tǒng)計結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在2006年前后，研究區(qū)采礦用地面積達(dá)到最大峰值，到2013年采礦用地面積有所降低。而林地近15年來的面積變化趨勢與采礦用地的面積變化趨勢剛好相反。其原因與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和政府的相關(guān)政策有直接聯(lián)系，在遙感土地利用監(jiān)測中可以發(fā)現(xiàn)，近15年來土地利用類型變化最大的是林地和耕地及其它用地兩種地類，2006年前后是土地利用類型改變最為明顯的一段時期。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王瑜玲.江西定南北部地區(qū)稀土礦礦山開發(fā)狀況與環(huán)境效應(yīng)遙感研究[D].中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2007.

[2] 姚靜，武文波，康停軍.基于TM影像的城市綠地信息提取方法研究 [J].測繪科學(xué)，2010，01：113-115.

[3] 陳利，林輝，孫華等. 基于決策樹分類的森林信息提取研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報，2013，01：46-51.