基于遙感影像的右玉縣土地利用變化分析與研究

【摘 要】 土地利用以及土地覆蓋變化在地球環境變化和土地持續發展利用科研中具有極其重要地位。本文是以右玉縣 2008年至 2018 年間的3期 Landsat8、TM 影像為基礎，采用監督分類的方法提取右玉縣2008年、2012年和2018年3期影像，通過面積覆蓋統計、土地利用動態變化指標對右玉縣近 10年來土地利用變化情況進行分析。運用監督分類結果表明，總體精度保持在90%以上，滿足一般分類圖像精度要求。10年以來林地覆蓋面積呈上升趨勢，上升趨勢明顯。但林地面積整體覆蓋程度相對不足，反映了右玉縣林地保護以及林地恢復有著顯著的效果。2008年～2012年的轉化趨勢主要是林地與耕地間的轉化。2012年～2018年的主要是耕地與建設用地間的轉換。同時發現，在這個時期林地向城鎮、農村及工礦用地的轉移率及貢獻率均明顯增高。

【關鍵詞】 監督分類 土地利用及土地覆蓋變化 右玉縣

一、 研究背景與意義

右玉縣隨著區域人口的增加和社會經濟的快速發展，右玉縣的土地利用類型發生了很直觀的變化，尤其是城鎮土地利用類型變化非常大。利用遙感影像通過一定放入圖像處理軟件繪制土地利用現狀圖是一種簡單實用的方法，可以將大范圍土地資源狀況實現快速、準確地獲取，這為確定區域土地資源的數量與質量并對其進行合理利用提供科學可靠的依據。本文就是利用TM和Landsat-8遙感影像結合ENVI 5.3和 ArcGIS 10.4的共同支持下完成土地分類與制圖分析，通過對分類結果進行精度評價，證明了此技術可以作為獲取土地利用信息的有效手段。在將2008年2011年和2017年右玉縣土地利用分類的基礎上，將結果進行分析對比，最后總結得出近十年右玉縣的土地利用動態變化的結論。

二、研究區概況

右玉縣位于晉西北邊陲，隸屬于山西省朔州市。北與西北以古長城為界，與內蒙古的涼城、和林格爾縣毗鄰，東連大同市左云縣，南與山陰縣、平魯區接壤。右玉縣四周環山，南高北低，蒼頭河縱貫南北，東西寬45.7公里，南北長67.7公里，總面積1964平方公里。右玉縣屬溫帶大陸性季風氣候。

三、研究內容與方法

（1）遙感圖像預處理。本文基于遙感影像對土地覆蓋程度及動態變化的監測，需要對從地理空間數據云獲取的遙感影像進行數據進行預處理，使得處理后的遙感影像更加貼近原始情形。我們主要利用ENVI 5.3軟件對所獲取的遙感影像進行輻射定標、大氣校正、幾何校正、圖像增強、圖像拼接、圖像裁剪等相關處理。主要用于消除有飛行器偏置所帶來的相機與攝影圖像間的夾角、大氣中存在的云氣的影響、圖像對某一地物的灰度偏置等一些遙感影像存在的誤差。

（2）遙感圖像中林地的分類提取。 本次對林地覆蓋程度及變化的研究是建立在對整個區域內地物不同類型間的分類提取。通過對分類后所獲取的不同類別間的象元差異來鑒別不同地物變化。通過對不同地物間象元的分析可以高效且精確地提取不同地物在研究區內的覆蓋程度。有利于清晰的判別各類地物在與其他地物間的轉化情況。

（3）土地類型覆蓋變化監測。基于三時期右玉縣林地覆蓋分類圖，利用ENVI 5.3、ArcGIS 10.4軟件中矩陣分析功能將3個時期分類圖像疊加，可以得到土地覆蓋變化中的面積轉移矩陣，進而通過面積轉移矩陣分析林地覆蓋的數量變化及空間結構變化情況。

四、結果分析

2008年～2018年右玉縣土地覆蓋面積變化表現為：（1）建設用地在過去10年間持續增長。2008年～2012年間建設用地增長較快;2013年～2018年間建設用地增長相對較慢。表明在過去10年，右玉縣經濟、社會發展先期經歷增長，后期經濟增速放緩。（2）林地在過去的10年間一直處于快速增長。2008年～2012年5年間林地的增長相對較緩;2012年～2018年5年間林地相對高速增長。表明右玉縣在過去10年間對區域內生態環境保護的重視以及各項政策的有效落實。（3）耕地在過去10年間總的趨勢呈現下降趨勢。2008年～2012年5年間耕地面積緩慢減少;2013年～2018年5年間耕地面積有一個比較大幅度的下降。表明右玉縣有較大面積的耕地轉變為林地。進一步說明右玉縣對土地利用的進一步的優化。（4）水域在過去10年間處于緩慢增長狀態。2008年～2012年5年間水域面積上升較快;2013年～2018年5年間水域增長緩慢。表明右玉縣水域覆蓋程度相對較低，受環境變化影響較大，自我保持能力還是相對較差。（5）未利用地在過去10年總體呈現一個下降的趨勢。2008年～2012年5年間未利用地面積下降比例較大;2013年～2018年5年間未利用地面積下降比例較小。表明右玉縣在研究時段未利用面積在該區域相對較小，同時表現為在近10年間右玉縣在未利用地開發上取得了一定的效果和發展。

五、分析與討論

10年間右玉縣植被覆蓋面積呈遞增趨勢，主要變化為建設用地方面：建設過程中會有城市邊緣的一些林地被占用，導致林地在某些方面會有一定的下降;水域占地面積方面：水域與林地之間會有一定的相互轉化，面積方面不會有太大變化，側面也體現了整個右玉縣水資源的匱乏，從而對林地植被的覆蓋也有一定的影像;未利用地方面：在10年間的土地利用覆蓋變化過程中主要是未利用地轉化為林地，主要原因是政府和人民群眾對未利用地的開發建設，其次是原有生長在未利用地方面的灌木叢在近10年間的充分生長轉化成比較粗壯的林木;耕地方面：在過去10年間里耕地面積在不同的年分內發生著不同的變化，主要在面積變化上維持著穩定趨勢。土地利用覆蓋過程中主要是耕地轉化為林地，主要原因是黨和政府退耕還林還草政策的有效實施，其次是人民群眾對生態環境保護意識的進一步深入。

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作者簡介：魏澎濤（1995—），男，漢族，山西呂梁人，碩士，單位：成都理工大學地球科學學院測繪工程，研究方向：土地利用研究。