基于RS與GIS的土地覆被變化及生態環境評價

朱亞萍

摘要 本文以萬安縣為例，利用RS提取生態環境狀況評價信息，和GIS技術相結合，完成對萬安縣的土地覆被變化及生態環境綜合評價。研究結果表明，近幾年來，萬安縣部分區域生態質量極差，但整體水平較好，萬安縣林地面積和農用面積呈不斷減少趨勢，裸地面積呈不斷增加趨勢，建筑用地也呈快速增長趨勢。本研究中探究了RS與GIS技術相結合的土地生態環境和土地覆被變化，并對其進行評價，這具有較高的參考意義，對改善區域生態環境具有重要意義。

【關鍵詞】RS GIS生態環境 土地覆被變化

土地利用可導致許多生態過程和自然現象發生改變，土地利用/土地覆蓋變化也是全球環境變化的主要原因和重要組成部分之一。土地覆被變化己成為國際關注的熱點問題之一，但近年來對生態環境評價的研究傾向于從單一的角度看待問題，這使得評價生態環境的答案并不準確。隨著科學技術的不斷進步，RS和GIS技術在區域生態環境質量評價中的應用越來越廣泛，也得到了廣泛的好評價。基于此，本文在RS與GIS的技術支持下，對土地覆被變化及生態環境評價進行了探究，現報道如下。

1 數據與方法

1.1 研究區概況

萬安縣的位置處于江西省的中南方向，在整個吉安市的最南邊，地理坐標為北緯26°8′ 45″ -26°45′ 53″，東經114° 30′ 27″-115° 5′ 37″。從萬安縣的整體版圖來看，其東西方向較為窄而南北方向較長，數據顯示器地理面積為2047平方公里，其中丘陵在總面積的36%，山地占其總面積的59%，平地僅占總面積的2%。萬安縣具有明顯的亞熱帶風特點，全年日照充足，四季分明，夏季高溫多雨，冬季溫和少雨。

1.2 數據來源

1.2.1 遙感數據

（1）土地利用數據。根據1：5萬地形圖的地理參考，在使用ERDAS IMAGINE9.2遙感圖像處理軟件的基礎上，完成2011年LandastTM TM4遙感圖像。使用二次多項式幾何校正的方法，合成5和3的假彩色，使用高斯克呂格的投影方式，參考橢球為克拉索夫斯基橢球體，輸出大小30 mx30 m的像元，基準面使用北京1954，確保其方根誤差小于0.5個像元，最后在根據研究區域的實際范圍，對遙感圖像進行裁剪。以《中國土地分類系統》為參考資料，并查找所研究地區的土地利用現狀，在使用一些野外調查數據的基礎上，利用所研究區域的土地利用，使用人機交互的方式對該區域的遙感圖像進行分類監督，最后在ArcGISl0的基礎上使用空間拓撲關系處理數據。

（2）植被指數。對于存在植被區域的地表來說，都需要用一個獨立的參數來進行定義，尤其是一些比較大的區域更需要定義，簡而言之，植被覆蓋度就是用來說明去植被區域地表的重要數據。而參數中使用最多的就是歸一化植物指數，歸一化植物指數在消除了監測植被區域的部分附屬誤差之后，還能考慮地表、植物和陽光等各種因素，并對其進行監控，NDVI的計算公式為： NDVI= NIR-Red

NIR +Red

（3）社會經濟數據。通過對萬安縣統計年鑒的統計年鑒和其他統計資料的查閱和總結，對人口密度、人均GDP等其他數據進行編輯。

（4）土壤濕度指數。壤濕度指數是一種多光譜空間線性變化指數，它是根據纓帽變換（TC）得到的指數，它主要反映的是土壤中的水分含量。在計算土壤濕度指數時，使用遙感圖像技術抽取其突出背景，最終得出土壤濕度指數。

2 評價方法

在輸出評價結果的過程中，使用ArcGIS系統，輸入指標，從而得出評價數據庫，根據該評價數據庫對其各項指標進行評價。通過Spatial Analyst模塊中的Raster Calculator的應用，獲得了如下公式：

3 結果分析

依據上述公式求出的生態環境評價數值，評價指標被劃分成五個等級，分別為差、較差、一般、良、優，然后在生態環境綜合結果的基礎上覆蓋鄉鎮區域界限，最終得出萬安縣的生態環境分布圖。表l給出了萬安縣評價等級劃分標準。

生態質量分析：

在總面積中，生態環境不良約占3%，生態環境較為惡劣的土地面積約200 km2，占全縣總面積的9.63%，生態環境一般惡劣的土地面積總共為380.18 km2，占全縣總面積的18.60%，生態環境一般的土地面積為726.24km2，占全縣總面積的35.52%，生態環境優秀的土地面積為682.71km2，占全縣總面積的33.39%。生態環境較差的地區主要集中在萬安縣的五豐鎮、韶口鄉、百嘉鎮內的部分地區。這些地區大多是建設和生產區，開發力度大，生態環境破壞程度高，土地退化極為嚴重，幾乎沒有植被覆蓋，嚴重缺水，生態環境惡劣。這些地區生態質量差的原因是土壤利用率高。由于人為因素，這些地區的準備覆蓋面很小，生態環境較差。良好的生態環境群應分布在萬安縣西部五豐鎮、東部枧頭鎮，萬安水庫庫區周邊的寶山鄉、彈前鄉，這些地區由于人為因素影響較小，生態環境較好。生態環境質量區位于萬安縣西北部森林茂密的高坡鎮和萬安水庫上游的田健鄉、武德鄉。該區水資源豐富，植被覆蓋度好，受人類農業生產活動干擾弱，土地退化不嚴重，生態環境條件最好。總之，實驗結果與實際情況吻合較好。

4 結論

人類生存和發展的基礎就是土地，生態環境的好壞直接影響到社會的可持續發展。本文對萬安縣的土地利用變化和其生態環境進行了評價，得到了以下結論：近幾年，萬安縣的土地類型也發生了很大的變化，耕地面積一直呈現減少的趨勢;草地面積也有小幅度的減少;林地面積一直在增加，其中，后一個階段的增加速度明顯要大于前一個階段;居民用地面積一直處于增長的態勢。通過以上分析區域內土地類型的變化，可以看出萬安縣的部分區域生態質量極差，但整體水平較好。因此萬安縣政府應該合理規劃土地，加強監督，不得隨便使用生態用地。

參考文獻

[1]李銳，陳濤，何彤慧，基于RS與GIS的合陽縣土地利用/覆被變化分析[J].陜西農業科學，2012，58 （01）：188-191.

[2]陳紹軍，王磊.基于RS與GIS的資源型地區土地利用變化及驅動力分析以安徽省銅陵市為例[J].山西農業科學，2015， 43 （11）：1547-1552.

[3]裴杰，王力，柴子為，等，基于RS和GIS的深圳市土地利用/覆被變化及碳效應分析[J].水土保持研究，2017，24 （03）： 227-233.