基于GIS技术的广西岩溶地区石漠化监测分析

胡焕琳

（广西壮族自治区地图院 广西南宁 530023）

1 研究区概况

广西岩溶地区石漠化土地分布范围广，程度深，石漠化现象会给珠江下游地区的生态环境安全带来威胁。测区分布于广西5个有代表性的石漠化典型县的岩溶地区，岩溶地区范围与广西第三次石漠化监测的范围保持一致，总面积约10790 平方千米。

2 数据来源

2.1 广西第三次石漠化监测成果数据

该数据作为石漠化监测专题图集的基础资料，主要为岩溶地区石漠化监测图斑数据，监测内容为石漠化土地的分布、面积、程度及土壤侵蚀状况，石漠化土地的动态变化及演变情况。

2.2 国情监测影像

“2016 年第四季度广西一张图影像”和“2017 年广西国情监测影像”，该数据为分景卫星影像，大部分为国产卫星影像，影像分辨率为0.8-2 米。影像使用原则：优先使用现势性新、分辨率高的影像。本影像作为本次监测的基础影像。

2.3 广西农村土地承包经营权确权统一航摄影像

广西农村土地承包经营权确权统一航摄1：2000 数字正射影像（DOM），该数据为分幅航空摄影影像，航拍时间为2015-2016，分辨率0.2 或0.3 米，该影像已覆盖5 个典型县。本影像作为本次监测的参考影像。

3 主要技术指标

3.1 数学基础

平面坐标系采用2000 国家大地坐标系。

成果数据按县组织的数据库，数据格式File Geodatabase，采用地理坐标，经纬度坐标值以“度”为单位，用双精度浮点数表示，至少保留6 位小数。

在计算及统计面积数值时，采用高斯投影，按3°分带，面积单位采用平方米（m2）、平方千米（km2）。

3.2 岩溶土地石漠化状况分类

岩溶地区土地按其是否发生石漠化分为三大类：石漠化土地、潜在石漠化土地和非石漠化土地。

（1）石漠化土地

石漠化土地是指岩溶地区具有以下特征的退化土地，其具体评价标准为：

基岩裸露度(或石砾含量)≥30%，且符合下列条件之一者为石漠化土地。

①植被综合盖度＜50%的有林地、灌木林地；

②植被综合盖度＜70%的草地；

③非梯土化旱地。

（2）潜在石漠化土地

基岩裸露度(或石砾含量)≥30%，土壤侵蚀不明显，且符合下列条件之一者为潜在石漠化土地。

①植被综合盖度≥50%的有林地、灌木林地；

②植被综合盖度≥70%的草地；

③梯土化旱地。

（3）非石漠化土地

符合下列条件之一者，为非石漠化土地。

①基岩裸露度(或石砾含量)＜30%的有林地、灌木林地、疏林地、未成林造林地、无立木林地、宜林地；非梯土化旱地；草地；未利用地；

②苗圃地、林业辅助生产用地；水田；建设用地；水域。

3.3 石漠化演变类型

针对石漠化与潜在石漠化的发生发展趋势情况，石漠化演变类型分为5 个类型：明显改善型、轻微改善型、稳定型、退化加剧型、退化严重加剧型。

4 技术方法

4.1 技术方案

（1）在进行资料分析、数据处理等前期数据准备工作完成后，以广西第三次石漠化监测成果为基础数据，用2017 年基础性地理国情监测影像作为基础影像，结合广西确权统一航摄影像，识别石漠化状况及程度的变化区域，采用遥感影像解译、数据编辑与整理等技术与方法，采集变化信息，对广西第三次石漠化监测成果数据进行变化更新，形成对石漠化专题监测成果。

（2）将石漠化专题监测成果与广西第三次石漠化监测成果进行比较分析，统计变化区域情况，形成基本统计报告、图件等成果。

4.2 各工序作业方法

（1）内业变化区域检测与识别及数据编辑

以第三次石漠化监测成果为基础资料，利用2017 年国情监测影像及土地确权影像，参考第一次地理国情普查数据，对石漠化监测图斑数据进行变化区域识别与更新编辑，主要的工作是：把潜在石漠化、非石漠化和石漠化6 种图斑中存在明显误判的区域进行重新划分，同时对存在较大套合偏差的图斑边界进行修改；重点核查位于石漠化及潜在石漠化图斑中的居民地、水田、水域、梯土化旱地，把符合非石漠化的区域单独划分出来，归为非石漠化图斑。

（2）统计分析

在内业监测、编辑完成之后，进入统计分析环节。其主要工作是先在Arcgis 属性表和Excel 表里完成变化信息统计情况，然后以直方图、饼图的专题图表形式直观鲜明地辅助说明统计报告。具体操作如下：

①在Arcgis10.1 中，对第三次石漠化监测2016 年和2017 年石漠化专题监测两套数据，以“石漠化状况”作为属性关键字段分别对其进行符号化分类显示；接着打开图斑数据属性表，根据“石漠化状况”关键字段对非石漠化、潜在石漠化和石漠化三种状况的图斑进行筛选并统计面积。

②在Arcgis 工程，采用[属性选择]工具将新旧两套监测数据筛选出“石漠化状况”为“石漠化土地”的图斑，然后用[属性分类]工具，以“石漠化程度”作为次级关键字段对石漠化图斑再次分别进行反差较大的符号化显示，同时在石漠化程度表里录入统计数据以方便比较。

③在制作3 种石漠化变化区域分布图时，需要对3 种石漠化状况图斑分别进行空间拓扑分析操作，具体实现过程为：Arc-Tool 环境下的[交集取反]→变化图斑提取→变化图斑与原始区域进行[相交]操作→提取3 种石漠化状况图斑的减少区域面积→减少区域对变化图斑区域进行[裁剪]操作→提取3 种石漠化状况图斑的新增区域面积。

④在制作石漠化演变类型分布图时，需要将两套监测数据里6 种石漠化状况的图斑在Arcgis 的ArcTool 环境下，运用[相交]工具对它们进行两两拓扑操作，这样就生成36 种图斑交集数据，相应面积录入到典型县石漠化状况动态转移表里，并对该表进行5 种演变类型的重分类，这便得到石漠化土地演变类型统计表。

（3）专题图制作

最后，结合前期准备的行政区划数据和上述完成的石漠化专题监测与统计分析成果，我们可以在Arcgis10.1 工程里一体化、快捷地编制出石漠化状况分布图、石漠化程度区域分布图、石漠化变化区域分布图和石漠化土地演变类型分布图，比例尺根据成图区域范围及成图开幅确定。

结语

从本次对广西5 个典型县实施石漠化专题性监测可以看出，该典型县大部分石漠化土地变化状况趋于稳定，少部分石漠化土地趋向改善型，即向非石漠化土地转变，只有极少部分土地趋于退化加剧型。本次项目应用GIS 技术对广西岩溶地区5 个典型县进行石漠化专题监测，既可以实现对历史数据的快速更新，又为相关部门提供了现势可靠的石漠化调查与评价资料。定期开展石漠化专题监测为喀斯特石漠化地区生态建设与保护、石漠化的治理提供科学依据，对于改善岩溶地区的生态现状以及人民群众的生产生活条件有着积极的作用，同时对于维护国土生态安全以及实现经济社会的可持续发展也有着相当重要的现实意义。