基于監督分類法處理的縣域遙感影像土地利用分析

周景波

摘 要：該文利用ENVI軟件為載體，采用當下相對方便的計算機自動解譯遙感影像，利用監督分類方法提取資中縣縣域土地利用覆被情況，探討研究區3個不同的時期的土地利用情況。并對縣域土地利用情況進行詳細的對比合分析，探討資中縣土地利用變化情況。最后對當地的土地利用類型變化狀況進行驅動力分析。

關鍵詞：監督分類；土地利用；資中縣

中圖分類號 P237 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）24-0125-02

土地利用/土地覆蓋變化（LUCC）是由國際地圈-生物圈計劃和全球環境變化的人文因素計劃共同發起的研究計劃，主要研究土地利用和土地覆蓋變化的機制以及區域和全球尺度的綜合模型[1]。建立土地利用/土地覆蓋（LUCC）模型是深入了解土地利用/覆蓋變化成因、過程，預測未來土地利用變化發展趨勢的重要手段，也是全球變化研究的主要方法[2]。本文以內江市資中縣不同時期的遙感影像作為研究對象，通過對遙感影像的分類，研究資中縣的土地利用狀況及變化情況，為整個四川省乃至全國土地節約利用土地和可持續發展提供有效的監測支持。

1 研究區概況

資中縣隸屬于四川省內江市，東鄰東興區和安岳縣，南接威遠縣，西連仁壽縣，北靠資陽市。屬中亞熱帶濕潤季風氣候，年均降雨量996mm，年均氣溫17.5℃。資中面積173515hm2，占內江市總面積的32.2%，為內江市面積最大的區縣。資中縣經濟發展迅速，工業、農業、第三產業和其他產業綜合性建設都呈穩步上升的趨勢。資中縣實施城鄉生態綠化233.33hm2，鞏固退耕還林成果8026.67hm2，全縣森林覆蓋率33.7%，綜合治理水土流失面積31.5km2，生態環境建設顯著提升。

2 數據來源、研究方法與技術路線

2.1 數據來源 本次研究的數據來源于地理空間數據云平臺（http：//www.gscloud.cn）。分別下載2002、2009和2013年3個不同時期的Landsat TM多光譜、ETM+數據、OLI陸地成像儀數據，多光譜波段地面分辨率為30m，研究區域云量小于0.01%，地物特征明顯。并以內江市行政區劃圖、Google Earth軟件等輔助分析研究區；其他自然、社會和經濟統計數據來自內江統計年鑒。

2.2 研究方法和技術路線 基于光譜的影像分類主要分為監督與非監督分類。利用ENVI，采用監督分類，分類器選擇支持向量機（Support Vector Machine Classification）。遙感影像的監督分類一般可以分為以下6個步驟，如圖1所示：

3 遙感圖像處理

3.1 遙感影像預處理 利用輻射定標工具自動從元數據文件中讀取參數[3]，得到各個時期的輻射定標結果，其數值主要集中在0～10范圍內[單位是μW/（cm2×sr×nm）]。利用K-T反演算法大氣模型參數，得到反演的能見度和水汽柱含量分別為40km和2.8529cm。采用西安80坐標系進行坐標轉換，投影坐標系統采用3度分帶的高斯—克呂格投影。

3.2 土地利用分類體系 根據土地利用現狀分類標準（GB-T21010-2015）的規定進行劃分，共包括12個一級類、57個二級類。結合內江市資中縣的土地利用現狀，把研究區土地覆被系統為以下8個部分[4]：耕地、園地、林地、草地、城鎮/工礦建設用地、道路/交通運輸用地、水域/水利設施用地和未利用地。

3.3 遙感圖像分類 參照李德熊和韓麗君等[5]對TM影像的波段最優組合的研究對不同傳感器波段組合進行地物光譜判別，為解譯各地物類型選擇最佳波段組合。并結合資中的地形地貌圖、植被圖、當地作物生長特點和規律，以及和圖像上同名地物對比分析，確立各地類解譯標志。分類樣本的可分離性Transformed-Divergence參數值為1.91，可分離性好，所選分類樣本屬于合格樣品。

4 分類統計

分類統計可以基于分類結果計算始分類圖像的統計信息。在獲得土地利用現狀圖后，結合其他輔助資料和野外資料，對分類數據進行小斑塊去除和對個別地物類別做適當的修改等后處理，得到3個時期的土地利用/覆被圖。最后利用ENVI統計功能，獲取資中縣各年份的土地利用面積及比重，結果如表1所示。

經計算得2002年Kappa系數為0.7547，驗證精度為78.9928%；2009年Kappa系數為0.8296，驗證精度為85.1942%；2013年kappa系數和精度分別為0.8329和85.5789%。通過統計分析，表明資中縣10年來耕地、林地、城鎮/工礦建設用地和未利用地面積變化趨勢較大。

5 土地利用變化原因

土地利用變化是一定地域內各種自然因素和社會因素（人對土地的開發利用）共同作用的結果。其作用并不直接作用于土地類型，而是通過影響土地利用主體—人的決策并通過土地利用實踐活動[6]實現，從而導致土地利用的變化。是自然因素社會因素總體作用的結果。

（1）2002—2013年資中縣人口呈上升的趨勢，人口的增長對糧食需求的增加也造成了農業用地的過度開發利用，引起了土地質量退化、土壤肥力下降等問題；由于人類不合理利用土地資源，造成了資中縣乃至整個內江市的一系列生態環境惡化等問題。人地矛盾突出是引起土地利用格局的變化的重要體現。

（2）從土地利用結構變化來看，資中縣近期土地經濟發展過程主要表現在土地利用結構的優化調整與土地利用集約化水平的提高。資中縣的城鎮建設用地和道路交通運輸用地以及未利用地面積的相對減少；經濟的增長速度也決定土地利用變化速度，資中縣土地利用變化速度與當地經濟的增長速度不協調。

（3）內江市出臺的關于2006—2020年的《內江市土地利用總體規劃》為各區縣的土地利用做預期性的規劃。《規劃》結合當地的土地利用狀況，確定每個階段的土地整體變化度，對區域的土地資源進行結構調整和布局優化，并實施嚴格的土地變更管理制度。

參考文獻

[1]李秀彬.全球環境變化研究的核心領域——土地利用/土地覆被變化的國際研究動向[J].地理學報，1996，51（6）：553-558.

[2]Turner BL，Moss R H，Skole D.Relating land use and global land cover change[R].International Geosphere-Biosphere program Report，24/Human Dimensions of Global Environmental Change Programme，Barcelona，1993.

[3]鄧書斌.ENVI遙感圖像處理方法[M].北京：科學出版社，2012.

[4]申麗瓊.基于“3S”技術的汝川縣土地利用/覆被變化動態監測及分析[D].成都：成都理工大學，2013.

[5]李德熊.TM合成圖像波段組合的選擇[J].遙感信息，1989（4）：19-22.

[6]殷祥林.資中縣土地利用變化及其驅動力研究[D].雅安：四川農業大學，2009. （責編：張宏民）endprint