基于3S技術的隆昌縣土地利用/覆被動態監測

周 丹，楊武年

（1. 成都理工大學 地學空間信息技術國土資源部重點實驗室，四川 成都 610059）

土地利用/覆蓋變化(LUCC)作為全球變化的一個重要內容，對全球生態環境有巨大影響。應用3S技術可以研究LUCC現狀及其動態變化，為調查土地利用結構、合理規劃和管理土地資源指明方向，已經成為區域可持續發展的一項重要工作。本文采用最大似然法與人機交互目視解譯相結合的方法對隆昌縣兩期遙感影像進行土地利用分類，并對其結果進行分析，實現對隆昌縣2000～2010年的土地利用/覆被變化動態監測。

1 研究區概況

隆昌縣地處四川盆地東南部、川渝兩省市交界處（圖1），面積794 km2，其中耕地面積381.4 km2，基本農田320 km2，森林覆蓋率13.01%。隆昌縣屬亞熱帶濕潤季風氣候，受盆地和本地自然環境影響，具有氣候溫和、降雨量豐沛、光熱充足、無霜期長的特點。

圖1 隆昌位置圖

2 研究內容與技術路線

2.1 數據源

本研究采用2000年9月和2010年5月、軌道號為128-040的Landsat5遙感影像，空間分辨率為30 m，圖像質量優良，并已經過預處理。基礎地理信息數據包括隆昌縣行政區劃圖和社會經濟統計資料等。

2.2 數據處理

利用行政區劃圖對已經過輻射校正和幾何精校正的遙感影像進行裁剪，獲得相應區域的地理底圖。首先根據TM圖像各波段特征，采用4（近紅外）、3（紅）、2（綠）波段組合，得標準假彩色圖像；然后用隆昌縣行政區劃圖對遙感影像進行裁剪，經過預處理后的遙感圖像見圖1。

圖2 隆昌縣Landsat5 TM4，3，2波段假彩色合成圖像（分辨率30 m）

2.3 LUCC土地分類

結合研究區實際，將土地利用分為水庫、水田、河流、道路、旱地、疏林地、灌木林、有林地、城鎮用地、未利用地等10類。在統計分析時，將水庫和河流合并為水域，水田和旱地合并為耕地，疏林地、灌木林和有林地合并為林地。采用最大似然法與人機交互目視解譯相結合的方法,再結合輔助資料，獲得精度較高的分類圖，見圖3。2期影像最終解譯精度均達到85%以上。

圖3 隆昌縣土地利用分類圖

3 土地利用/覆被變化動態監測分析

3.1 土地利用變化研究方法

單一土地利用/土地覆蓋類型動態度表示某研究區域一定時間范圍內某土地利用/土地覆蓋類型的數量變化情況。單一土地利用類型變化強度為：

區域LUCC綜合變化強度為：

式中，?Ui是研究時段內類型i的凈增加量；?Uai、?Ubi分別是研究初期和末期類型i的面積；S是區域總面積；T為研究時段，其單位一般為a；n為土地利用類型數。

單一土地利用類型變化趨勢和狀態指數為：

區域土地利用/覆被變化趨勢和狀態指數為：

式中，?Uout-i為研究時段內類型i轉變為其他類型的面積之和；?Uin-i為其他類型轉變為第i種類型的面積之和。

3.2 LUCC分析

對隆昌縣作進一步的土地利用/覆被變化特征分析和結構變化分析。該縣各地類土地利用變化、轉移矩陣分別見表1、表2。

表1 隆昌縣土地利用變化

表2 隆昌縣2000～2010年LUCC轉移矩陣/km2

1）耕地：2000年，耕地面積403.20 km2，占總面積51.17%；2010年，耕地面積394.44 km2，占總面積50.06%。10 a間，耕地面積減少1.11%。由兩期分類圖像可以看出，大部分減少的耕地被城鎮用地侵占。

2）城鎮用地：2000～2010年，居民建設、工礦用地等從67.04 km2增加到81.01 km2，增長1.77%。其中，城鎮用地主要在城鄉接合部沿交通干線向兩邊擴張，邊遠地區的農村居民紛紛向鄉、鎮靠攏。

3） 林地：2000～2010年，隆昌以縣域西南部為重點，鞏固退耕還林成果。10 a間，林地（包括有林地、疏林地、灌木林等）面積從239.22 km2增加到239.91 km2，林地保護取得明顯成果。

4）交通用地：10 a中，隆昌縣交通用地由23.02 km2增加到24.65 km2。

5）水域：2000年，水域面積21.17 km2，而2010 年已減少到15.54 km2。同時，干涸的水域逐漸轉型為耕地或其他土地。

6）未利用地：2000～2010年，隆昌縣未利用地（包括待開發地、草地等）面積從34.38 km2減少到32.43 km2，主要轉型為城鎮用地和林地。

3.3 土地利用變化狀態及趨勢分析

由表1、表2以及式（1）～（4）計算隆昌縣LUCC變化強度、變化趨勢和狀態指數，得到表3和表4。由表3可知，耕地和城鎮用地的變化強度最大，對區域的影響最大；其次為水域，林地、交通用地和未利用地的變化強度最小。隆昌縣的LUCC變化強度為0.413，在LUCC變化強度分級標準中屬于變化強度較弱的（0.1

由表4可知，隆昌縣水域、交通用地和城鎮用地的變化極不平衡，Pi分別為-0.928、0.965、0.812；耕地、林地和未利用地Pi指數均在0.35以下，變化相對較平衡。該縣LUCC變化綜合趨勢和指數為0.359，屬于準平衡（0.25

表3 隆昌縣LUCC變化強度指數

表4 隆昌縣LUCC變化趨勢指數

4 隆昌縣土地利用驅動力分析

4.1 人口因素

在土地利用/覆蓋變化的諸多因素中，人口增長和消費方式的改變是土地利用變化的重要驅動力。2000～2010年，隆昌縣全縣總人口從74.50萬人增長到77.73萬人。人是生產者，同時也是消費者，人口的增多，增加了對土地的壓力，而且生活質量的提高必然導致土地輸出壓力加大，導致城鎮周邊的耕地和未利用地向建筑用地和交通用地轉化。

4.2 社會經濟因素

2010年以來，隆昌縣全力狠抓園區企業生產經營和項目投資工作，效果明顯。各項主要經濟指標完成較好，1～11月，實現規模以上工業總產值102.6億元，同比增長46.7%，超進度目標7個百分點，提前實現“百億”園區目標，成為內江市第二個百億產業園區。

4.3 城市化因素

城市化速度的加快，使工業企業數量不斷增加，城市規模不斷擴大，導致企業、城市建設及交通用地需求不斷增加。2000年至2010年，隆昌縣耕地減少主要是因為城鄉居民點用地擴大，10 a間建成區面積增加12.13 km2。經計算，該研究區2000年、2010年的土地利用城鎮化指數分別為0.31、0.34，其值隨時間的變化迅速增加，表明土地利用的城鎮化是以耕地喪失為代價的。

4.4 政策導向

政策因素引導社會經濟的發展，從而影響土地利用方式和強度的變化，如修建高速公路、水利工程等與民生相關的社會基礎設施。在本縣推行退耕還林、還草工程可以改善生態環境，同時可有效擴大農村需求，推動經濟增長，也可能改變土地利用的格局。

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