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基于遥感影像的临湘市土地利用覆盖时空变化研究.docx
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基于遥感影像的临湘市土地利用覆盖时空变化研究.docx
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摘要
以 1996 年、2006 年、与 2011 年 TM 影像和 2016 年 OLI 影像为主要数据源,利用监督分类方
法提取临湘市土地利用信息。应用转移矩阵、变化指数和信息熵模型,分析了土地利用类型的时空
变化规律。研究表明,水域以 平均 每年 0.854%的速率增 加, 耕地以平均每年 2.327%的速率减
少,林地以平均每年 3.195%的 速率增加,建设用地以平均每年 5.424%的速率增加,土地利用
结构信息熵以年均每年 1.525%下降。研究期内临湘市土地利用类型结构转化明显,其成果为临湘
市土地利用规划和生态环境保护提供理论依据。
Abstract
Land use information in Linxiang City is extracted by supervised classification
method With TM images in 1996, 2006, 2011 and OLI images in 2016 as main data
sources. Transfer matrix, change index and information entropy model are then
adopted to analyze the spatial and temporal change law of land use types. The
results show that the water area increases at an average rate of 0.854%/a, the
cultivated land decreases at an average rate of 2.327%/a, the woodland increases
at a rate of 3.195%/a, the construction land increases at an average rate of
5.424%/a, and the information entropy of land use structure decreases at an
average rate of 1.525%/a. During the research period, the structure of land use
types in Linxiang City has been transformed obviously, and the results provide
theoretical basis for land use planning and ecological environment protection in
Linxiang City.
译
关键词
土地利用/覆盖变化; 转移矩阵; 变化指数; 信息熵; 临湘市
Keywords
land use/cover change; transfer matrix; change index; information
entropy; Linxiang City
译
土地是非常宝贵的自然资源,也是人类赖以生存和发展的物质基础
[1]
。人类对土地资源的开发与利
用以及引起的土地利用/覆盖变化越来越被认为是全球环境变化与可持续发展的重要内容
[2-5]
。传统
的土地变化监测方法需要消耗大量的人力、物力、财力,并且需要通过很长时间才能完成,远远不
能满足信息化时代对快速变化的土地利用进行有效统计与分析的要求。利用遥感技术和地理信息技
术以其快速、精准、周期短、覆盖面广等优点为土地利用/覆盖动态变化研究提供有效手段。刘纪
远等
[6, 7]
对中国土地利用变化的空间格局与驱动力分析; 文献[8, 9]分析了秦淮河流域和石羊河流
域土地利用与景观格局时空变化特征;文献[10, 11]基于遥感影像对巢湖和洪泽湖土地利用/覆盖
变化进行研究;文献[12, 13]基于多时相遥感影像对南京市和上海市城市扩张与利用利用演变做出
研究。总体来看,研究主要集中在发达城市和河域,涉及中部地质灾害多发县级市的研究较少,且
土地利用变化规律 研究不足。因此本文以湖 南省岳阳市下辖的县级市 临湘市为研究区,以 1996-
2016 年 LandsatTM/OLI 为数据源,分别提取临湘市不同时期的土地利用信息,并对临湘市近 20
年间土地利用的变化情况进行深度分析和比较。该研究可为临湘市今后土地利用规划、生态环境保
护、城市发展提供准确的基础信息,同时为中部类似地区土地利用相关研究及其合理可持续利用提
供研究案例。
1 研究区和数据源
1.1 研究区概况
如图 1 所示,临湘市处于湖南省东北角(位于 113°15′E~113°45′E,29°10′N~29°52′N),湘
鄂两省交界之地,素有“湘北门户”之称。属大陆性季风性湿润气候,气候温和,雨量充沛,全市年
平均 总 降 水 量 1469.1mm 左右。北部是 江 湖 平 原区,土壤肥 沃 , 灌 溉条件良好,中 部 地 表 起伏,
为丘林区域。
图 1 临湘市地理位置图
Fig 1 Linxiang City Geographic Location Map
下载: 原图 | 高精图 | 低精图
1.2 数据来源
本文采用的遥感数据来源于地理空间数据云(http://www.gsclound.cn/),由于研究区范围分布
在两景影像中,选择日期相同的两期影像,保证了研究区土地覆盖被定量测定的可操作性和所获得
的地图的可靠性。非遥感数据来源于临湘市土地利用总体规划(2006-2020 年)、临湘市统计年鉴
[14]
等主要参考资料。
2 研究方法
2.1 土地利用分类
本文研究采用的土地利用/土地覆被分类体系主要参考《全国土地利用现状分类》国家标准,同时
也结合临湘市实际调查,将临湘市土地利用类型分为:建设用地(包括城乡居民用地、工矿用地、
交通用地等)、林地(包括有林地、疏林地和其他林地等)、耕地(包括水田、旱田、水浇地等)、水
域 (包 括 河 湖 沟 渠 、 水 库 、 坑 塘 等 )、 未 利 用 地 (包 括 沙 地 、 裸 土 地 、 裸 岩 石 砾 地 等 )5 个 一 级 类
[15, 16]
。
分别对 4 期裁剪过后的影像进行样本选取,并且使用 ENVI 软件计算任意类别间的统计距离,来确
定类别之间的 差异程度, 从而来衡量样本 的可分离性。然后对 4 期影像基于最大似 然的监督分 类,
采用 Majority 分析法消除大部分孤立像元,使分类结果影像更加平滑
[17]
。最后对分类结果目视判
读, 利用辅助 数 据对错分 的进行人工 修改,最 终 得到研究 区土地利 用 /覆盖 类型分布 如 图 2 所示。
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