周 丹，楊武年

（1. 成都理工大學(xué) 地學(xué)空間信息技術(shù)國(guó)土資源部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610059）

土地利用/覆蓋變化(LUCC)作為全球變化的一個(gè)重要內(nèi)容，對(duì)全球生態(tài)環(huán)境有巨大影響。應(yīng)用3S技術(shù)可以研究LUCC現(xiàn)狀及其動(dòng)態(tài)變化，為調(diào)查土地利用結(jié)構(gòu)、合理規(guī)劃和管理土地資源指明方向，已經(jīng)成為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要工作。本文采用最大似然法與人機(jī)交互目視解譯相結(jié)合的方法對(duì)隆昌縣兩期遙感影像進(jìn)行土地利用分類，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)隆昌縣2000～2010年的土地利用/覆被變化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

1 研究區(qū)概況

隆昌縣地處四川盆地東南部、川渝兩省市交界處（圖1），面積794 km2，其中耕地面積381.4 km2，基本農(nóng)田320 km2，森林覆蓋率13.01%。隆昌縣屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，受盆地和本地自然環(huán)境影響，具有氣候溫和、降雨量豐沛、光熱充足、無(wú)霜期長(zhǎng)的特點(diǎn)。

圖1 隆昌位置圖

2 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線

2.1 數(shù)據(jù)源

本研究采用2000年9月和2010年5月、軌道號(hào)為128-040的Landsat5遙感影像，空間分辨率為30 m，圖像質(zhì)量?jī)?yōu)良，并已經(jīng)過(guò)預(yù)處理?；A(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)包括隆昌縣行政區(qū)劃圖和社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)資料等。

2.2 數(shù)據(jù)處理

利用行政區(qū)劃圖對(duì)已經(jīng)過(guò)輻射校正和幾何精校正的遙感影像進(jìn)行裁剪，獲得相應(yīng)區(qū)域的地理底圖。首先根據(jù)TM圖像各波段特征，采用4（近紅外）、3（紅）、2（綠）波段組合，得標(biāo)準(zhǔn)假彩色圖像；然后用隆昌縣行政區(qū)劃圖對(duì)遙感影像進(jìn)行裁剪，經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的遙感圖像見(jiàn)圖1。

圖2 隆昌縣Landsat5 TM4，3，2波段假彩色合成圖像（分辨率30 m）

2.3 LUCC土地分類

結(jié)合研究區(qū)實(shí)際，將土地利用分為水庫(kù)、水田、河流、道路、旱地、疏林地、灌木林、有林地、城鎮(zhèn)用地、未利用地等10類。在統(tǒng)計(jì)分析時(shí)，將水庫(kù)和河流合并為水域，水田和旱地合并為耕地，疏林地、灌木林和有林地合并為林地。采用最大似然法與人機(jī)交互目視解譯相結(jié)合的方法,再結(jié)合輔助資料，獲得精度較高的分類圖，見(jiàn)圖3。2期影像最終解譯精度均達(dá)到85%以上。

圖3 隆昌縣土地利用分類圖

3 土地利用/覆被變化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)分析

3.1 土地利用變化研究方法

單一土地利用/土地覆蓋類型動(dòng)態(tài)度表示某研究區(qū)域一定時(shí)間范圍內(nèi)某土地利用/土地覆蓋類型的數(shù)量變化情況。單一土地利用類型變化強(qiáng)度為：

區(qū)域LUCC綜合變化強(qiáng)度為：

式中，?Ui是研究時(shí)段內(nèi)類型i的凈增加量；?Uai、?Ubi分別是研究初期和末期類型i的面積；S是區(qū)域總面積；T為研究時(shí)段，其單位一般為a；n為土地利用類型數(shù)。

單一土地利用類型變化趨勢(shì)和狀態(tài)指數(shù)為：

區(qū)域土地利用/覆被變化趨勢(shì)和狀態(tài)指數(shù)為：

式中，?Uout-i為研究時(shí)段內(nèi)類型i轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌愋偷拿娣e之和；?Uin-i為其他類型轉(zhuǎn)變?yōu)榈趇種類型的面積之和。

3.2 LUCC分析

對(duì)隆昌縣作進(jìn)一步的土地利用/覆被變化特征分析和結(jié)構(gòu)變化分析。該縣各地類土地利用變化、轉(zhuǎn)移矩陣分別見(jiàn)表1、表2。

表1 隆昌縣土地利用變化

表2 隆昌縣2000～2010年LUCC轉(zhuǎn)移矩陣/km2

1）耕地：2000年，耕地面積403.20 km2，占總面積51.17%；2010年，耕地面積394.44 km2，占總面積50.06%。10 a間，耕地面積減少1.11%。由兩期分類圖像可以看出，大部分減少的耕地被城鎮(zhèn)用地侵占。

2）城鎮(zhèn)用地：2000～2010年，居民建設(shè)、工礦用地等從67.04 km2增加到81.01 km2，增長(zhǎng)1.77%。其中，城鎮(zhèn)用地主要在城鄉(xiāng)接合部沿交通干線向兩邊擴(kuò)張，邊遠(yuǎn)地區(qū)的農(nóng)村居民紛紛向鄉(xiāng)、鎮(zhèn)靠攏。

3） 林地：2000～2010年，隆昌以縣域西南部為重點(diǎn)，鞏固退耕還林成果。10 a間，林地（包括有林地、疏林地、灌木林等）面積從239.22 km2增加到239.91 km2，林地保護(hù)取得明顯成果。

4）交通用地：10 a中，隆昌縣交通用地由23.02 km2增加到24.65 km2。

5）水域：2000年，水域面積21.17 km2，而2010 年已減少到15.54 km2。同時(shí)，干涸的水域逐漸轉(zhuǎn)型為耕地或其他土地。

6）未利用地：2000～2010年，隆昌縣未利用地（包括待開(kāi)發(fā)地、草地等）面積從34.38 km2減少到32.43 km2，主要轉(zhuǎn)型為城鎮(zhèn)用地和林地。

3.3 土地利用變化狀態(tài)及趨勢(shì)分析

由表1、表2以及式（1）～（4）計(jì)算隆昌縣LUCC變化強(qiáng)度、變化趨勢(shì)和狀態(tài)指數(shù)，得到表3和表4。由表3可知，耕地和城鎮(zhèn)用地的變化強(qiáng)度最大，對(duì)區(qū)域的影響最大；其次為水域，林地、交通用地和未利用地的變化強(qiáng)度最小。隆昌縣的LUCC變化強(qiáng)度為0.413，在LUCC變化強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中屬于變化強(qiáng)度較弱的（0.1

由表4可知，隆昌縣水域、交通用地和城鎮(zhèn)用地的變化極不平衡，Pi分別為-0.928、0.965、0.812；耕地、林地和未利用地Pi指數(shù)均在0.35以下，變化相對(duì)較平衡。該縣LUCC變化綜合趨勢(shì)和指數(shù)為0.359，屬于準(zhǔn)平衡（0.25

表3 隆昌縣LUCC變化強(qiáng)度指數(shù)

表4 隆昌縣LUCC變化趨勢(shì)指數(shù)

4 隆昌縣土地利用驅(qū)動(dòng)力分析

4.1 人口因素

在土地利用/覆蓋變化的諸多因素中，人口增長(zhǎng)和消費(fèi)方式的改變是土地利用變化的重要驅(qū)動(dòng)力。2000～2010年，隆昌縣全縣總?cè)丝趶?4.50萬(wàn)人增長(zhǎng)到77.73萬(wàn)人。人是生產(chǎn)者，同時(shí)也是消費(fèi)者，人口的增多，增加了對(duì)土地的壓力，而且生活質(zhì)量的提高必然導(dǎo)致土地輸出壓力加大，導(dǎo)致城鎮(zhèn)周邊的耕地和未利用地向建筑用地和交通用地轉(zhuǎn)化。

4.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素

2010年以來(lái)，隆昌縣全力狠抓園區(qū)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和項(xiàng)目投資工作，效果明顯。各項(xiàng)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)完成較好，1～11月，實(shí)現(xiàn)規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值102.6億元，同比增長(zhǎng)46.7%，超進(jìn)度目標(biāo)7個(gè)百分點(diǎn)，提前實(shí)現(xiàn)“百億”園區(qū)目標(biāo)，成為內(nèi)江市第二個(gè)百億產(chǎn)業(yè)園區(qū)。

4.3 城市化因素

城市化速度的加快，使工業(yè)企業(yè)數(shù)量不斷增加，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致企業(yè)、城市建設(shè)及交通用地需求不斷增加。2000年至2010年，隆昌縣耕地減少主要是因?yàn)槌青l(xiāng)居民點(diǎn)用地?cái)U(kuò)大，10 a間建成區(qū)面積增加12.13 km2。經(jīng)計(jì)算，該研究區(qū)2000年、2010年的土地利用城鎮(zhèn)化指數(shù)分別為0.31、0.34，其值隨時(shí)間的變化迅速增加，表明土地利用的城鎮(zhèn)化是以耕地喪失為代價(jià)的。

4.4 政策導(dǎo)向

政策因素引導(dǎo)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，從而影響土地利用方式和強(qiáng)度的變化，如修建高速公路、水利工程等與民生相關(guān)的社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施。在本縣推行退耕還林、還草工程可以改善生態(tài)環(huán)境，同時(shí)可有效擴(kuò)大農(nóng)村需求，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，也可能改變土地利用的格局。

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