基于RS和GIS的赣州市章贡区土地利用变化研究

郑翮 朱剑锋 颜昌文 江玮

摘 要 基于RS和GIS技术，获取赣州市章贡区2001年、2008年、2016年三期的LANDSAT遥感影像，通过监督分类算法，提取研究区域土地利用类别，并建立土地利用转移矩阵，分析章贡区近16年来的土地利用动态变化特征。结果表明：赣州市章贡区土地利用在2001年到2016年间发生巨大变化，耕地面积从148.34 km?大量减少到43.33 km?、建设用地从48.12 km?持续增加到148.85 km?。随着赣州市城市化的扩张，大量耕地转变为建设用地，保护耕地面积已迫在眉睫。

关键词 RS;GIS;监督分类;土地利用变化

土地的合理规划与利用，对城市建设发展具有重要影响。而缺乏科学规划的快速城市化扩张将导致土地被粗放利用，特别是对耕地无节制的侵占，在城市耕地总量保持动态平衡的前提下，实现城市化扩张和缓解用地矛盾已成为赣州市发展的重中之重[1]。

1研究区域与方法

1.1 区域概况

赣州市章贡区是全市政治、经济、文化、交通和信息中心。地理位置处于江西省南部，赣州市中偏西北部，北纬25°40′16″～25°58′56″、东经114°46′44″～115°

03′40″之间。章贡区作为赣州市老城区，在赣州市城市化飞速发展的进程中，最能反映近16年城区土地利用的翻天覆地变化。

1.2 研究方法

本研究采用三期LANDSAT中分辨率遥感影像，原始分辨率为30m，经过投影转换、图像校正等图像预处理、图像增强、图像镶嵌和裁剪、确定分类模板、监督分类、精度评价、分类后处理、分类结果分析等步骤得到土地利用变化数据。最后，通過构建土地利用转移矩阵对章贡区16年间土地利用情况作进一步的评价与分析。

在ENVI环境下进行土地利用分类，主要有监督分类和非监督分类法。后者并无先验类别，仅根据不同地物本身的光谱特征差别通过计算机对图像进行集聚统计，其精度主要取决于选取的非监督分类算法与影像间的匹配性;后者引入训练样本，以先验类别配合监督分类算法进行分类，其受训练样本的精度影响较大。

2数据来源与数据处理

2.1 数据来源

本研究选取2001年、2008年和2016年3个时间段共3景遥感影像数据，为保证地物特征在分类时的一致性，选择各年度相近季节时的影像，具体信息为：2001年11月20日Landsat7 ETM获取的研究区域影像、2008年12月1日Landsat5 MSS/TM影像、2016年12月07日的Land8 OLI影像，各影像空间分辨率都为30m，轨道号122-43。

2.2 数据处理

本研究以获取的2016年Landsat8遥感影像为基准，以2000国家大地坐标系为参考系，对三期遥感影像进行配准、校正、波段融合等后处理操作。

提取TM和ETM传感器获取的红、近红外、短波红外和OLI传感器的红、近红外、短波红外波段进行影像融合，选取监督分类法[2]对土地利用进行分类，定义分类模板包括水体、林地、耕地、裸地和建设用地5类能反映研究区域地类情况且兼顾本研究需求[3]的地类。

3地类分析

3.1 地类总体状况分析

通过ENVI和ArcGIS环境中的技术处理，得到三期地类所占面积与百分比。2001年林地占比最高，达到48.2%，面积为48.2km?;其次是耕地，二者用地面积占整个章贡区81.8%，而建设用地仅占10.9%，可见2001年传统农业仍是章贡区的重要经济来源;2008年，林地面积进一步提高，主要是城区绿化面积加大，耕地面积大幅下降，占比仅为17.0%，而建设用地占比21.2%，面积达21.2km?，表明章贡区在此期间城镇化的发展迅速;2016年，林地面积减少，耕地面积进一步大幅降低，而建设用地继续增加。在此16年间，章贡区的建设用地从老城区向周边飞速扩张，耕地及林地面积在城市化的进程中逐年减少，水体和裸地面积占比较为稳定。

3.2 土地利用变化分析

为进一步反应研究区域的土地利用变化过程，建立土地利用转移矩阵[4]来研究监测章贡区土地利用的动态变化。地类的相互转化是相对的，某一地类可转化为其他多种地类，也可由其他地类转入[5]。结果表明，2001年到2008年间，水体面积基本保持平稳，部分转化为建设用地;林地面积增加，主要由建设用地中绿化部分构成;耕地面积大幅减少，转化为林地和建设用地;建设用地大幅增加，其主要转化来源包括所有其他地类。2008年到2016年间，各地类转化关系与前8年类似，值得注意的是，林地面积在此期间也大量转化为建设用地，表明从2001年到2016年来，赣州市章贡区的建设用地变化极为活，从侧面凸显了研究区的用地矛盾，城镇建设和工业化发展对建设用地的需求持续上涨，而耕地、林地等关系农业、环境因素的地类面积不断减少。

4结束语

本文通过RS与GIS技术手段对赣州市章贡区土地利用进行了动态变化监测，结果表明：赣州市章贡区土地利用类型在2001年到2016年间发生巨大变化，耕地面积从148.34 km?大量减少到43.33 km?、建设用地从48.12 km?持续增加到148.85 km?。随着赣州市城市化的扩张，除了建设用地，其他地类的面积都有不同程度的减少，特别是大量耕地转变为建设用地，保护耕地面积已迫在眉睫。近年来，城市用地矛盾愈发凸显，城市化进程和经济发展是导致土地利用变化的主要因素，如何兼顾城市发展与环境保护已经成为各级政府的难题，本文所述方法可提供政府部门科学合理的对土地利用进行规划和动态监测实施措施是否得以有效贯彻。

参考文献

[1] 张超，余树全，李土生.基于多时相Landsat影像的庆元县植被覆盖变化研究[J].浙江农林大学学报，2011，28（1）：72-79.

[2] 姚静林.广西北部湾经济区土地利用变化及其驱动力研究[D].南宁：广西师范学院，2012.

[3] 李成范，刘岚，张力.高分辨率遥感影像中的土地利用分类研究[J].测绘与空间地理信息，2008，31（4）：48-51.

[4] 孙璐，刘艳芳.基于RS和GIS的武汉市土地利用变化研究[J].国土与自然资源研究，2017，（1）：41-44.

[5] 梁守真，李仁东，许国鹏.洞庭湖区湿地景观变化分析[J].中国生态农业学报，2017，15（6）：171-174.

作者简介

郑翮（1989-），男，学历：硕士研究生，助教，现就职单位：江西应用技术职业学院，研究方向：摄影测量与遥感。