基于RS與GIS的石漠化土地適宜性評價研究

余毓先，黃義忠，尹紅梅

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基于RS與GIS的石漠化土地適宜性評價研究

余毓先1*，黃義忠2，尹紅梅3

（1. 昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650093；2. 昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650093； 3. 西南有色昆明勘察設(shè)計院，云南 昆明 650217）

由于石漠化致使土壤嚴(yán)重侵蝕，基巖大面積出露，土壤嚴(yán)重侵蝕，土地生產(chǎn)力嚴(yán)重下降，因此，對石漠化土地整治適宜性評價很有必要?；赗S和GIS技術(shù)，結(jié)合土地石漠化原因，選取石漠化發(fā)育區(qū)域土地整治適宜評價因子進(jìn)行劃分等級，構(gòu)建關(guān)于石漠化土地整治適宜性評價的方法體系。并以土地石漠化土地整治項(xiàng)目區(qū)西疇縣三個村為實(shí)例，運(yùn)用TM遙感影像技術(shù)和GIS技術(shù)進(jìn)行整理分析。對石漠化土地適宜性進(jìn)行評價，為石漠化土地整治項(xiàng)目提供理論依據(jù)和決策支撐。

RS；GIS；石漠化土地；適宜性評價

0 引言

近年來，喀斯特地區(qū)日趨嚴(yán)重的石漠化現(xiàn)象，對人們生產(chǎn)生活造成的影響不容忽視，在西南喀斯特地區(qū)由于生態(tài)環(huán)境脆弱，經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對落后[1]。石漠化地區(qū)人口密度大，水、土、人之間矛盾突出，引起國家以及相關(guān)部門的高度重視，因此，對石漠化地區(qū)的土地整治與適宜性評價勢在必行。關(guān)于治理與恢復(fù)石漠化土地的方法，國內(nèi)外學(xué)者做了許多研究：王德光基于WSR系統(tǒng)理論探討了治理石漠化方法，對廣西全境進(jìn)行小流域整治模式分區(qū)塊，基于CBR（案例推理）技術(shù)構(gòu)建了廣西石漠化治理的案例[2]。陳燕琴以黔南州為例，多角度解讀治理模式，為石漠化治理提供決策參考[3]。許可，莊亞飛，趙桔青等關(guān)于RS與GIS進(jìn)行相關(guān)的研究應(yīng)用[4-9]。尹紅梅通過對石漠化發(fā)育區(qū)域進(jìn)行分析，提出石漠化土地整治關(guān)鍵技術(shù)[10]，馬能，黃義忠等提出基于遙感與地理信息系統(tǒng)的石漠化發(fā)育區(qū)土地整治適宜性評價[11]。本文將建立石漠化土地適宜性評價體系，并選取西疇縣項(xiàng)目區(qū)作為研究區(qū)進(jìn)行實(shí)證研究分析。

1 石漠化土地適宜性評價特點(diǎn)及方法

1.1 石漠化土地適宜性評價特點(diǎn)

土地適宜性評價，即評定土地對于某種利用方式是否適宜以及適宜的程度，是土地利用決策，科學(xué)地編制土地利用規(guī)劃的基礎(chǔ)。本文綜合評價因子，確定權(quán)重，建立定量石漠化土地適宜性評價指標(biāo)體 系，為土地整治提供理論依據(jù)。并使用RS與GIS為工具的技術(shù)路線，建立模型，構(gòu)建定量評價指標(biāo)體系。采用文獻(xiàn)統(tǒng)計法、Delphi法和層次分析法，綜合確定評價指標(biāo)權(quán)重，最后得到石漠化土地適宜性綜合評價結(jié)果。

1.2 石漠化土地適宜性評價方法

1.2.1 石漠化土地適宜性評價標(biāo)準(zhǔn)

為建立石漠化土地適宜性評價指標(biāo)體系，本次評價采用土地適宜等級，石漠化土地整治適宜性評價可分為5級[10]。詳細(xì)見表1。

表1 石漠化土地整治適宜性評價標(biāo)準(zhǔn)表

1.2.2 評價指標(biāo)選取和評價指標(biāo)得分確定

根據(jù)構(gòu)建石漠化土地整治適宜性評價指標(biāo)體系的原則，對評價指標(biāo)的選取與因子分級量化探討，將土地資源特點(diǎn)、利用現(xiàn)狀等因子綜合分析后，選取對土地質(zhì)量起主導(dǎo)關(guān)鍵作用的植被覆蓋度、基巖出露率、耕作層厚度、坡度、居民點(diǎn)分布、土壤有機(jī)質(zhì)含量、道路距離分布8個因子作參考指標(biāo)[10]。對不統(tǒng)一的評價指標(biāo)的單位量化值進(jìn)行歸一化處理，因此，根據(jù)各個指標(biāo)與石漠化土地整治適宜性程度相關(guān)因子，賦予指標(biāo)相應(yīng)分值（表2）。

表2 石漠化土地適宜性評價指標(biāo)權(quán)重

Tab.2 Table of weights of evaluation index of land suitability in Rocky desertification

1.2.3 評價指標(biāo)權(quán)重的確定

結(jié)合本身評價指標(biāo)與目標(biāo)特點(diǎn)，使用層次分析法（AHP）和土地整治適宜性評價相對重要性結(jié)合的方法來確定指標(biāo)權(quán)重。依據(jù)德爾菲法對權(quán)重進(jìn)行調(diào)整處理，從而得到石漠化土地適宜性評價指標(biāo)權(quán)重（見表3）。

1.2.4 構(gòu)建評價系統(tǒng)

基于RS、GIS技術(shù)構(gòu)建石漠化土地適宜性評價系統(tǒng)。

2 實(shí)證研究

2.1 研究區(qū)概況

選取云南省西疇縣興街鎮(zhèn)三光、拉孩、老街3個村委會境內(nèi)的土地為研究區(qū)，該地具有典型的喀斯特地貌特征，地質(zhì)條件穩(wěn)定，不易發(fā)生自然災(zāi)害，以種植玉米為主。

2.2 評價指標(biāo)獲取及賦值

1）基巖裸露度與植被覆蓋度

下載西疇縣圖Landsat-8TM影像，對研究區(qū)進(jìn)行裁剪得到圖1。獲取研究區(qū)基巖裸露度與植被覆蓋度數(shù)據(jù)，兩個指標(biāo)分值結(jié)果可見圖2與圖3。

2）土地利用現(xiàn)狀類型

處理土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)來源為1∶2000的實(shí)測地形圖得到數(shù)據(jù)（圖4），根據(jù)評價方法對土地利用現(xiàn)狀類型相關(guān)因子進(jìn)行取值，運(yùn)用GIS技術(shù)，從而獲得研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀類型單因子評價圖（圖5）。

表3 石漠化土地整治適宜性標(biāo)相應(yīng)分值表

Tab.3 Table of appropriate criteria for land remediation in Rocky desertification

3）坡度

坡度用1∶2000實(shí)測圖，等高距為2米的等高線矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行坡度分析處理。得到圖6。

圖1 究區(qū)原始影像圖（2014年影像）

圖2 植被覆蓋度因子單元得分圖

圖3 基巖裸露度因子單元得分圖

圖4 研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀圖

圖5 土地利用現(xiàn)狀類型因子單元得分圖

圖6 坡度因子單元得分圖

Fig.6 Slope factor unit score graph

4）居民點(diǎn)分布

采用現(xiàn)狀圖中的居民點(diǎn)分布數(shù)據(jù)，利用領(lǐng)域分析中的多環(huán)緩沖區(qū)分析，結(jié)合研究區(qū)實(shí)際，根據(jù)表3，采用Arcgis技術(shù)對居民地分布適宜指數(shù)分別進(jìn)行賦值，從而獲得居民點(diǎn)分布單因子評價圖（圖7）。

圖7 居民地分布因子單元得分圖

5）道路分布

結(jié)合研究區(qū)實(shí)況，依據(jù)表3，運(yùn)用Arcgis技術(shù)對居民地分布適宜指數(shù)分別賦值，獲得研究區(qū)內(nèi)道路分布的單因子評價圖（圖8）、研究區(qū)外道路分布單因子圖（9）。

圖8 道路分布因子單元得分圖

圖9 研究區(qū)外道路分因子單元得分圖

圖10 研究區(qū)石漠化土地適宜性評價結(jié)果圖

2.3 評價結(jié)果

因研究區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量與耕作層厚度數(shù)據(jù)難有效獲取，為保證與原評價指標(biāo)體系中的權(quán)重一致，在原有研究區(qū)指標(biāo)權(quán)重的基礎(chǔ)上，綜合土壤有機(jī)質(zhì)含量與耕作層厚度兩項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重的土地整治經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合石漠化特征，獲得研究區(qū)可建設(shè)的區(qū)域和規(guī)模的適宜性程度結(jié)果圖（圖10）和研究區(qū)石漠化土地整治適宜性評價結(jié)果表（表4），為石漠化土地整治提供更好的參考。

表4 研究區(qū)石漠化土地整治適宜性評價結(jié)果表

Tab.4 Table of evaluation results on suitability of land remediation in Rocky desertification area

3 結(jié)論

本文基于RS與GIS技術(shù)對石漠化土地進(jìn)行了適宜性評價，利用云南省文山州西疇縣興街、拉孩以及三光村委會的土地具有石漠化特征，作為研究區(qū)進(jìn)行實(shí)例研究，利用RS與GIS技術(shù)將基巖出露率、土地利用現(xiàn)狀類型、植被覆蓋度、坡度、土壤有機(jī)質(zhì)含量、居民地分布、耕作層厚度、道路距離分布共計8個因子進(jìn)行綜合整理評價，構(gòu)建關(guān)于石漠化土地整治適宜性評價指標(biāo)體系[10]，為石漠化發(fā)育區(qū)域土地整治提供理論依據(jù)和決策參考。

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[11] 馬能, 黃義忠, 尹紅梅. 基于遙感與地理信息系統(tǒng)的石漠化發(fā)育區(qū)土地整治適宜性評價[J]. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué), 2018(8): 1464-1468.

Study on Suitability Evaluation of Rocky Desertification Land Based on RS and GIS

YU Yu-xian1*, HUANG Yi-zhong2, YIN Hong-mei3

1. School of Land and Resources Engineering, Kunming University of Technology, Kunming, Yunnan 650093; 2. School of Land and Resources Engineering, Kunming University of Technology, Kunming, Yunnan 650093; 3. Southwest Nonferrous Kunming Institute of Survey and Design, Kunming, Yunnan 650217)

Because rocky desertification causes serious soil erosion, large-scale exposure of bedrock, serious soil erosion and serious decline of land productivity, it is necessary to evaluate the suitability of rocky desertification land regulation. Based on RS and GIS technology, combined with the causes of rocky desertification, the suitable evaluation factors of land consolidation in rocky desertification developing areas are selected to classify the grades, and the method system of land consolidation suitability evaluation is constructed. Taking the three villages in Xichou County as an example, the land rocky desertification land consolidation project area is analyzed by using TM remote sensing image technology and GIS technology. This paper evaluates the suitability of rocky desertification land, and provides theoretical basis and decision support for the project of rocky desertification land improvement.

RS; GIS; Rocky desertification land; Suitability evaluation

TP391. 41

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2018.12.048

黃義忠(1972-)，男，副教授，主要研究方向：土地資源管理、遙感技術(shù)應(yīng)用及環(huán)境工程地質(zhì)。尹紅梅(1991-)，女，研究生，主要研究方向：土地利用與規(guī)劃。

余毓先，黃義忠，尹紅梅. 基于RS與GIS的石漠化土地適宜性評價研究[J]. 軟件，2018，39（12）：210-214