基于RS 和GIS 土地利用资源动态变化的研究与分析——以哈尔滨市阿城区为例

张玉娟，刘丹丹

(黑龙江工程学院)

1 引 言

土地利用现状及其变化影响着社会经济发展和环境变化，而土地利用变化是全球环境变化的重要组成部分。应用RS 和GIS 技术，借助土地利用变化模型可深入了解其成因、过程以及其驱动机制。在ArcGIS9.2 的支持下，本文通过1995 和2007 年两期地利用数据进行空间叠加运算，基于地利用动态的分析模型，完成哈尔滨市阿城区不同时期土地利用资源的定性和定量化分析，在此基础上，研究该区域的土地利用现状及其动态变化过程，以期为区域土地资源的开发和合理利用提供技术支撑和科学依据。

2 研究方法

2.1 数据处理

以1995 和2007 年的Landsat TM 遥感影像数据(8 和9月)为主要数据源，以1∶50 000 地形图为地理参照，在遥感处理软件ERDAS IMAGE 9.2 的支持下，完成对遥感数据进行几何校正处理，并保证其校正误差精度小于1 个像元，以波段4、5、3(RBG)进行假彩色合成。并在此基础上，对遥感数据进行图像增强和行政区界限裁剪等处理，参照国家土地利用分类体系和实际土地利用情况，利用监督分类并结合人机交互的方法，完成对遥感数据的分类解译，采用随机样点抽取方法，并以部分参照区域的Google Earth 高分辨率卫星图片为辅助数据，完成对解译结果的精度验证，解译精度达到89.76%，进而获取研究区域的土地利用现状数据，其土地利用分类为:耕地、林地、草地、水域、居民点工矿用地和未利用土地。在ArcGIS9.2 的支持下，并对解译后的数据进行处理，存储为栅格格式(grid)，便于对数据进行统计分析

2.2 土地利用变化模型

本文借助土地利用开发度和耗减度两个指数，研究土地利用实际新开发和实际被耗减的速率。

(1)土地利用开发度(LUD)

(2)土地利用耗减度(LUC)

式中:▽Uab为从a 时刻到b 时刻某种土地利用类型被消耗的面积，ΔUab为从a 时刻到b 时刻新开发的某类型土地利用的面积;Ua为a 时刻该土地利用类型的面积;T 为a 到b 时刻的研究期，以年为单位。

3 实验结果与分析

3.1 土地利用总体特征

基于ArcGIS 对研究区域1995－2007 年12 年中土地利用数据进行统计分析可知(见表1)，耕地在该区域占据较大的优势地位，其次是林地。1995 年水域所占的面积比例最小，而在2007 年未利用地的最小。12 年间，耕地面积和草地面积呈现减少的趋势，其中耕地减少的面积最大;林地、水域、居民工矿用地和未利用地的面积呈现递增的趋势，其中居民工矿用地增加的面积最大，结果造成耕地面积不断减少，林地增加的面积次之。未利用地增加很大程度上来源为坡度较陡区域的部分弃耕地和撂荒地，归因于退耕还林等生态政策和受自然条件的限制，人类的开发利用和生产活动受到了一定的自然条件限制。

表1 研究区域土地利用变化特征

3.2 土地利用动态变化研究

在ArcGIS 的支持下，将1995－2007 年的两期土地利用现状图进行空间叠加运算，并运用土地利用动态模型进行土地利用的开发和消耗情况，具体统计结果见表2。

表2 研究区域1995 ～2007 年土地利用开发利用统计

就开发度而言，耕地在12 年间得到了很好的开发，其次是居民工矿用地和草地，其中耕地的开发度最大，为8.32%，源于阿城区作为哈尔滨市的一个卫星城市，其经济发展快速不断受到哈尔滨市经济发展的影响，致使城市化进程不断加快且城市规模逐步扩大，部分耕地被开发和占用。水域的开发度最小，源于该地类对地形条件具有一定的选择性，其开发程度往往受到一定的地域条件限制。在消耗度方面，耕地的最大，其次是草地和居民工矿用地，林地的最小。就各类土地利用的动态变化的总体而言，耕地和草地的开发度均小于其消耗度，林地、草地、水域和居民工矿用地各自的开发利用度要大于各自耗减度。

4 结 语

研究区域土地资源利用以区域以农林生产为主，耕地是面积分布最广的土地利用类型，居民工矿用地也占据一定的比例，1995 年水域所占的面积比例最小，而在2007 年未利用地的最小。1995 ～2007 年间，耕地面积和草地面积呈现减少趋势，其中耕地面积减少最大，为68.65 km2;林地、水域、居民工矿用地和未利用地面积呈现递增的趋势，其中居民工矿用地面积增加最大，为34.26 km2;林地面积的增加在一定程度上表明区域的生态环境有所改善。

在12 年间，耕地的开发度和消耗度都是最大，耕地和草地的开发度均小于其消耗度，林地、草地、水域和居民工矿用地各自的开发利用度要大于各自耗减度。

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