武漢市古田老工業區地表覆蓋類型變化遙感監測

陳姣姣

（蘭州交通大學 甘肅，蘭州 730070）

城區老工業區在我國歷史上有著重要地位，曾為我國的經濟發展做出了重要貢獻。但隨著經濟改革的進行，城區老工業區卻出現了設施老化、落后產能集中、環境污染等問題，老工業區改革迫在眉睫。黨的十八大、十九大以及城市中央工作會議均指出了當前我國城鎮化發展過程中的問題，并針對這些問題提出了具體的要求，其中包括加快城區老工業區搬遷改造、優化城市空間結構和全面改善人居環境。2003年武漢市古田就開始了搬遷改造。工業區搬遷改造必然會造成城市地表覆被變化。

本文利用GIS 技術，以2014 年、2017 年兩期World-View影像通過轉移矩陣對武漢古田老工業區的地表覆蓋變化進行分析，為新型城鎮化政策的制定提供數據支撐、決策依據。

1 研究地區概況

武漢市古田老工業區位于硚口區，總面積為6.2km。東起古里五路，西至長豐大道，南至漢江灣，北至南泥灣大道，規劃如圖1所示。

圖1 武漢市古田老工業區搬遷改造范圍

2 影像分類與矢量化

根據武漢市古田地區實際情況，將古田地區的地表覆蓋分為：林草覆蓋地、鐵路與道路、構筑物、房屋建筑區和人工堆掘地五種地表覆蓋類型，對2014 年5 月和2017年7 月兩期WorldView 影像進行監督分類以及小圖斑處理后，重新組合兩期古田地區的地表覆蓋分類結果，將其導入GIS 中處理得到武漢市古田地區地表覆蓋遙感影像分類圖。影像受輻射強度、拍攝角度等影響，會限制監督分類的精度，需要借助外業調查數據進行手動修改。因為遙感影像分類圖是柵格圖，無法直接在圖上修改。因此需要借助GIS對地表覆蓋分類圖進行矢量化，然后結合遙感影像和外業調查數據對監督分類結果進行矢量化修補，降低監督分類的誤差。最后得到精度較高的2014 年5月和2017年7月武漢市古田地區的地表覆蓋分類圖層，如圖2、圖3所示。

3 地表覆蓋變化分析

3.1 古田地區地表覆蓋總量變化分析

借助GIS軟件將圖2、圖3所示的2014年和2017年的地表覆蓋分類結果進行空間疊置分析，統計分析得到2014 年和2017 年武漢市古田的地表覆蓋面積及所占比例，如表1所示。

圖2 武漢市古田2014年地表覆蓋類型分布

圖3 武漢市古田2017年地表覆蓋類型分布圖

由表1可知，2014～2017年武漢市古田的地表覆蓋類型以房屋建筑區為主，2014 年房屋建筑區的總面積為2.821km，2017 年 房 屋 建 筑 區 的 總 面 積 為2.373km。2014～2017 年武漢市古田的地表覆蓋類型所占比重從高到低排序依次為：房屋建筑區、人工堆掘地、鐵路與道路、構筑物和林草覆蓋。2014～2017 年武漢市古田的地表覆蓋類型變化為：林草覆蓋、房屋建筑區和鐵路與道路呈減少趨勢；構筑物和人工堆掘地呈增加趨勢。

表1 武漢市古田地表覆蓋面積及占比統計表

3.2 地表覆蓋變化特征分析

將2014 年和2017 年的地表覆蓋類型圖進行疊置分析，然后建立分析結果圖層，利用Excel 軟件進行透視分析生成古田地表覆蓋類型轉移矩陣，如表2 所示。通過表2、表3可以分析古田林草覆蓋、房屋建筑、鐵路與道路、構筑物和人工堆掘地的變化特征。

表2 武漢古田地表覆蓋類型轉移矩陣 單位：m2

表3 2014～2017年地表覆蓋轉入轉出表 單位：m2

3.2.1 林草覆蓋變化特征 2014年的林草覆蓋面積中457209.819m未發生變化，共轉出230263.2m，轉出的部分有四個方向：29151.312m轉為了房屋建筑區、10050.364m轉為了鐵路與道路、102652.857m轉為了構筑物、88408.667m轉為了人工堆掘地。2017 年的林草覆蓋面積為613313.64m，其中22859.828m由房屋建筑區轉入，49512.052m由鐵路與道路轉入，12673.824m由構筑物轉入，71058.088m由人工堆掘地轉入。

3.2.2 房屋建筑區變化特征 2014年的房屋建筑區面積為2847135.13m，共轉出809259.494m，轉出的部分有四個方向：22859.828m轉為了林草覆蓋，6901.187m轉為了鐵路與道路，51858.616m轉為了構筑物，727639.853m轉為了人工堆掘地。2017 年的房屋建筑區面積為2318533.944m，其中22859.828m由林草覆蓋轉入，6901.197m由鐵路與道路轉入，51858.616m由構筑物轉入，727639.853m由人工堆掘地轉入。

3.2.3 鐵路與道路變化特征 2014年的鐵路與道路面積為872509.739m，共轉出54824.787m，轉出的部分有四個方向：49512.052m轉為了林草覆蓋，2463.668m轉為了房屋建筑區，1378.427m轉為了構筑物，1470.64m轉為了人工堆掘地。 2017 年的鐵路與道路面積為866512.833m，其中10050.364m由林草覆蓋轉入，6901.197m由房屋建筑區轉入，5318.789m由構筑物轉入，26557.591m由人工堆掘地轉入。

3.2.4 構筑物變化特征 2014 年的構筑物面積為744235.869m，共轉出131534.479m，轉出的部分有四個方向：12673.824m轉為了林草覆蓋，29105.758m轉為了房屋建筑區，1378.427m轉為了鐵路與道路，84436.128m轉為了人工堆掘地。 2017 年的構筑物面積為867241.626m，其中102652.857m由林草覆蓋轉入，51858.616m由房屋建筑區轉入，1378.427m由鐵路與道路轉入，98650.236m由人工堆掘地轉入。

3.2.5 人工堆掘地變化特征 2014年的人工堆地面積為1111462.096m，共轉出416203.516m，轉出的部分有四個方向：71058.068m轉為了林草覆蓋，219937.621m轉為了房屋建筑區，26557.591m轉為了鐵路與道路，98650.236m轉為了構筑物。2017 年的人工堆地面積為1597213.946m，其中88408.667m由林草覆蓋轉入，727639.853m由房屋建筑區轉入，1470.64m由鐵路與道路轉入，84436.128m由人工堆掘地轉入。

4 結論

本文利用2014年和2017年兩期WorldView影像研究了武漢市古田3 年間的地表覆蓋變化情況。研究結果表明：2014～2017年，林草覆蓋、房屋建筑區和鐵路與道路的面積在不斷減少，構筑物和人工堆掘地面積在不斷增加；2014年房屋建筑區轉出面積最多，轉出了809259.494m，轉出方向為林草覆蓋、鐵路與道路、構筑物和人工堆掘地，其中轉為人工堆地面積最多。2014 年鐵路與道路轉出面積最少，主要轉為了林草覆蓋；2017年人工堆掘地轉入面積最多，主要來自于房屋建筑區，2017年鐵路與道路轉出入最少，主要來自于林草覆蓋。