珠江口两岸土地利用变化初步分析

2012-04-29刘卫芳周迎红方元

湖北农业科学 2012年18期

刘卫芳周迎红方元

摘要：以遥感和ＧＩＳ为技术支持，以１９８８—２００２年４个不同时相的ＴＭ遥感影像为主要信息源，揭示珠江口两岸土地利用时空演变的过程。结果表明，珠江口两岸土地利用发生了显著的变化，传统农业用地迅速向建设用地转变是区域土地利用变化最大的特点，建设用地等用地类型面积持续增加，耕地等农业用地类型面积持续减小。

关键词：遥感；ＧＩＳ；土地利用变化；珠江口两岸

中图分类号：Ｓ１２７；Ｆ３０１．２４文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０12）18－3974-03

Land Use Change Analysis in Coastal Area of the Pearl River Estuary

ＬＩＵＷｅｉ－ｆａｎｇ１，ＺＨＯＵＹｉｎｇ－ｈｏｎｇ２，ＦＡＮＧ Yｕａｎ３

（１．ＧｕａｎｇｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ；

２．ＷｕｘｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｏｍｍｅｒｃｅ，Ｗｕｘｉ２１４１５３，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ；

３．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓａｎｄＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，ＨｕａｎｇｇａｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｕａｎｇｇａｎｇ４３８０００，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇ（ＲＳ）ａｎｄＧＩＳａｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｓｕｐｐｏｒｔ，ｔｈｅＴＭｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｍａｇｅｓｏｆ４ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｍｅｐｈａｓｅｓｉｎ１９８８～２００２ｗｅｒｅｕｓｅｄａｓｔｈｅｍａｉｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｏｕｒｃｅ，ｔｈｅｓｐａｃｅ－ｔｉｍｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｌａｎｄｕｓｅｉｎｃｏａｓｔａｌａｒｅａｏｆｔｈｅＰｅａｒｌＲｉｖｅｒｅｓｔｕａｒｙｗａｓｒｅｖｅａｌｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔ，ｔｈｅｌａｎｄｕｓｅｉｎｃｏａｓｔａｌａｒｅａｏｆｔｈｅＰｅａｒｌＲｉｖｅｒｅｓｔｕａｒｙｈａｄｃｈａｎｇｅｄｄｒａｍａｔｉｃａｌｌｙ，ｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｌａｎｄｈａｄｃｈａｎｇｅｄｉｎｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｌａｎｄｔｈａｔｗａｓｔｈｅｂｉｇｇｅｓｔｔｒａｉｔｉｎｔｙｐｉｃａｌｒｅｇｉｏｎｌａｎｄｕｓｅｃｈａｎｇｅ，ｔｈｅａｒｅａｏｆｌａｎｄｓｕｃｈａｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｌａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｅｄｔｏｉｎｃｒｅａｓｅ，ｔｈｅａｒｅａｏｆａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｌａｎｄｓｕｃｈａｓｆａｒｍｌａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｅｄｔｏｒｅｄｕｃｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： remote sensing（ＲＳ）；ＧＩＳ； lａｎｄｕｓｅｃｈａｎｇｅ；ｃｏａｓｔａｌａｒｅａｏｆｔｈｅＰｅａｒｌＲｉｖｅｒｅｓｔｕａｒｙ

珠江三角洲地区是我国改革开放的前沿阵地，在各种人文与自然因素的驱动下，该区域迅速从传统的农业用地为主的地区转变为新兴的高度城市化地区，土地利用发生了深刻的变化，对区域生态安全性的冲击效应也非常明显。珠江口两岸是珠江三角洲地区经济发展最为典型的区域，社会、经济与自然多种因素在不同时空尺度的共同作用下，珠江口两岸土地利用格局不断趋于破碎化、复杂化，生态系统稳定性与服务功能不断退化［１，２］。因此，以遥感与地理信息系统（ＧＩＳ）为主要技术，开展区域土地利用分类遥感制图，初步分析研究区的土地利用变化，以期促进研究区生态环境、社会经济的可持续发展。

１研究区概况

珠江口两岸位于东经１１３°０９′—１１４°２２′、北纬２１°０９′—２２°２７′，毗邻香港与澳门，研究区域包括珠江口东岸的东莞、深圳与西岸的番禺、中山４个行政区域，辖区总面积约６４１１ｋｍ２（图1）。因遥感影像资料的限制，研究区域只涉及到中山和深圳两个行政区域的部分区域，分别占中山和深圳行政区域总面积的７１％、７９％，但包含了中山与深圳两个行政区域主要城市发展与土地利用变化区域，能在较大程度上反映两个行政区域的土地利用格局。珠江口东岸地貌结构相对西岸复杂多样，以丘陵台地、冲积平原为主，深圳和东莞东部多山，山体庞大，海拔多为２００～６００ｍ，地形分割强烈；西岸的中山、番禺大部分为平坦开阔的冲积平原与滩涂，是珠江三角洲地区重要作物生产基地。改革开放以来，珠江口两岸充分利用毗邻香港、澳门的区位优势和深圳、珠海经济特区的政策优势，承接香港、澳门地区的产业转移和经济辐射，迅速发展为中国东南沿海经济发展最为活跃的地带。

２数据来源与预处理

研究所采用的基础数据为Ｌａｎｄｓａｔ－５ＴＭ（１９８８、１９９５、１９９８年）与Ｌａｎｄｓａｔ－７ＥＴＭ（２００２年）遥感影像数据，轨道号为１２２／０４４。研究根据中国《土地利用现状调查技术规程》和土地的用途、经营特点、利用方式和覆盖特征等因素作为土地利用的分类依据，参考国土资源部划分标准体系，从高级到低级逐级划分，在分析过程中结合珠江口两岸区域土地利用特点与遥感影像的解译精度，同时考虑到土地利用类型空间变化与驱动因素，将土地利用类型分为耕地、园地、林地、草地、居民点及建设用地、水域和未利用土地共７个类型，其具体的分类体系与含义见表１。

土地利用分类的主要工作是遥感影像的解译，首先对不同时相的遥感影像进行详细的解译，最后对分类结果进行合并归类。研究区土地利用变化的遥感解译大致分为影像获取与预处理、土地分类解译标志建立、监督分类以及精度评价等环节。这里以２００２年经几何纠正的ＥＴＭ遥感影像为参考图像，运用二元二次多项式分别对１９８８、１９９５、１９９８年遥感影像进行多波段合成以及几何精纠正，其纠正误差均控制在０．５个像元内，并采用双向线性插值法进行重采样，其空间分辨率为３０ｍ。然后运用ＥＲＤＡＳ的图像掩膜功能（Ｍａｓｋ），以广东省行政边界图为掩膜图像，分别切取出不同时相的珠江口两岸遥感影像［３－５］。

３结果与分析

３．１遥感分类精度评价

遥感解译结果主要参考了广东省１９９５和２００２年土地利用类型图，同时结合野外调查数据和目视解译方法对各时相影像的分类结果进行精度评价。精度评价主要利用ＥＲＤＡＳ分类模块下的Ａｃｃｕｒａｃｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ功能，通过随机产生的２５６个样点，采用误差可能性矩阵原理进行各时相遥感解译结果精度评价，得到４个时相遥感影像分类精度评估结果（表２）。从表２可以看出，１９８８、１９９５、１９９８、２００２年遥感分类结果抽样精度分别为８２．４２％、８２．０３％、８２．４２％、８１．６４％，Ｋａｐｐａ系数分别为０．７７４、０．７６１、０．７９２、０．７７９，基本能满足土地利用变化分析要求。

３．２土地利用变化初步分析

根据上述解译流程，将遥感影像分类结果转化为ＡｒｃＧＲＩＤ数据格式，然后利用ＡｒｃＧＩＳ软件进行１９８８、１９９５、１９９８和２００２年４个不同时相土地利用分类制图（图2），利用研究区行政边界图切取出珠江口两岸的土地利用类型图，进行不同区域土地利用格局动态分析。

通过对不同时相的ＴＭ遥感影像解译后，在ＡｒｃＶｉｅｗ支持下分别统计研究区及不同行政区域１９８８、１９９５、１９９８、２００２年４个不同时相的土地利用分类结果，获取研究区土地利用类型相应的数量结构特征，然后分析比较珠江口两岸不同时相土地利用的动态变化。初步分析发现，伴随着珠江口两岸经济的快速发展，１９８８—２００２年珠江口两岸土地利用格局发生了较为显著的变化，传统农业用地迅速向建设用地转变是区域土地利用变化最大的特点，建设用地等用地类型面积持续增加，耕地等农业用地类型面积持续减小。特别是２０世纪８０年代末９０年代初，珠江口两岸各种土地利用类型以建设用地和耕地变化最为剧烈，大量耕地流失以建设用地外延扩张和交通沿线串珠状散状分布为特点，而新时期的农业用地流失是以开发区连片占用农业用地为主要特征［６－８］。

４小结

珠江口两岸是珠江三角洲经济发展的典型区域和我国改革开放最前沿地区。以珠江三角洲经济发展典型区域珠江口两岸为研究对象，以１９８８～２００２年４个不同时相的ＴＭ遥感影像为主要信息源，应用遥感图像处理与地理信息系统技术深入研究了珠江口两岸在快速城市化与工业化进程中土地利用格局时空初步变化。结果表明，在各种人文与自然因素的驱动下，该区域迅速从传统的农业用地为主的地区转变为新兴的高度城市化地区，伴随着研究区社会经济的快速发展，珠江口两岸土地利用格局发生了十分显著的变化。研究可为科学把握土地利用变化和生态环境演变的过程和规律奠定基础。

参考文献：

［１］摆万奇，赵士洞．土地利用变化驱动力系统分析［Ｊ］．资源科学，２００１，２３（３）：４１－４３．

［２］包玉海，乌兰图雅．内蒙古耕地重心移动及其驱动因子分析［Ｊ］．地理科学进展，１９９８，１７（４）：４７－５４．

［３］蔡运龙，李军．土地利用可持续性的度量——一种显示过程的综合方法［Ｊ］．地理学报，２００３，５８（０２）：３０５－３１３．

［４］曹雪，柯长青．基于ＴＭ影像的南京市土地利用遥感动态监测［Ｊ］．武汉大学学报（信息科学版），２００６，１１（１１）：９５８－９６１．

［５］常娟，王根绪，王一博．黑河流域土地利用变化的影响因素——以张掖地区为例［Ｊ］．冰川冻土，２００５，２７（１）：１１７－１２３．

［６］陈百明，刘新卫，杨红．ＬＵＣＣ研究的最新进展评述［Ｊ］．地理科学进展，２００３，２２（１）：２２－２８．

［７］陈勇．土地利用变化机制研究与展望［Ｊ］．湖北农业科学，２００３（２）：１５－１７．

［８］陈佑启，ＶＥＲＢＵＲＧＰＨ，徐斌．中国土地利用变化及其影响的空间建模分析［Ｊ］，地理科学进展，２０００，１９（２）：１１６－１２７．

（责任编辑郑威）

收稿日期：２０１１－１０－３１

基金项目：国家自然科学基金项目（４０５３４０１９）