基于3S技术的土地利用/覆盖变化研究

■于帆 范义鹏

（山东正元数字城市建设有限公司山东烟台264003）

基于3S技术的土地利用/覆盖变化研究

■于帆 范义鹏

（山东正元数字城市建设有限公司山东烟台264003）

土地利用/土地覆盖变化(LUCC)是全球环境变化的重要组成部分和核心内容，它对区域可持续发展和区域土地管理具有重要意义，因而成为现代地理学研究的前沿与热点领域之一。只有对土地利用时空变化规律进行分析，更好地了解土地利用变化的过程和机制，并且通过调整人类社会经济活动，促使土地利用更趋合理，保证国家宏观战略决策的针对性、有效性，才能达到土地资源可持续利用的目的。

土地利用/土地覆盖变化土地利用动态变化驱动因素

本文以黑龙江科技学院3校区为研究区，在遥感技术的支持下对遥感影像进行分类，区分出各个地类的属性特征，分析该地区的土地利用/土地覆盖动态变化并对其驱动力进行分析。主要研究内容如下：（1）根据遥感图像预处理的基本原理以及ERDAS软件，对研究区影像进行了几何校正以及数据融合；（2）通过对研究区域外业调查和了解，运用ERDAS软件对研究区土地利用类型进行了划分和土地利用数据库的建立；（3）将得到的图像以及数据进行进一步处理，以确保分类结果的精确性；（4）对分类后的遥感影像进行驱动力分析。

为了使遥感图像上的某些信息得到突出或消除，从而得到更清晰、更丰富的图像信息，以提高图像的解译效果，在遥感图像的应用之前，常常需要对遥感图像进行遥感图像的预处理，即遥感图像几何校正。目前的遥感图像几何校正，是利用控制点改正原始图像的几何变形，产生一幅符合某种地图投影或图件表达要求的新图像。依据映射变换函数把待校正图像空间中的全部像元变换到标准空间中去，从而实现图像的几何校正。其过程包括三步：（1）选取控制点；（2）依据控制点对数据进行空间变换，也就是在几何位置上校正畸变误差；（3）取得变换后图像各像元的灰度值，即对图像进行重采样。由于本研究所选用的图像已经过了辐射校正和几何粗校正，因此，这里要做的是对遥感图像进行几何精校正。由于不同传感器拍摄的遥感影像在空间分辨率、时间分辨率、波谱分辨率是不同的。如何有效的将各种影像的优势信息进行合成以弥补单一图像上信息的不足或提取某些特定的信息，这就涉及到影像融合的问题。遥感影像融合方法主要有乘积法、Brovey变换法、IHS变换法和主成分分析法[1]。本研究选用ERDAS9.2遥感影像处理软件和Photoshop7. 0对全色影像和多光谱影像进行了数据融合，先校正全色数据，然后将多光谱数据与校正后的全色数据配准，重采样输出与全色数据等像素分辨率的图像 [1]，融合影像基本保留了全色影像的光谱信息，空间分辨率也提高了，图像中的纹理细节部分有显著改进(如线状地物公路、城区街道等更加清晰)，通过图像的光谱信息及纹理特征可较好地进行土地利用分类。常规图像分类主要有两种方法——非监督分类与监督分类，还有一种专家分类。本课题应用ISODATA算法聚类分析对研究区影像图进行非监督分类。首先选择可以识别或者借助其他信息可以断定其类型的像元建立模板，然后基于模板使计算机系统自动识别具有相同特征的像元。对分类结果进行评价后再对模板修改，多次反复后建立一个比较准确的模板，并在此基础上最终进行分类。

GIS的空间分析功能为开展区域土地利用变化的空间分析提供了强有力的技术支持。论文首先运用ArcGIS软件对原始土地利用数据与动态监测结果进行叠加和处理，得到了黑龙江科技学院3校区的2000，2004年土地利用变化的转移矩阵。通过矩阵对其进行分析，并阐明产生这些变化的原因，这为提出合理的土地资源利用对策奠定了基础，并为以后黑龙江科技学院3校区的发展提供了参考依据。本文运用三期遥感影像解译的土地利用图，在ArcGIS软件支持下进行空间叠加分析，得到了土地利用转移矩阵。计算结果表明，2000--2004年综合土地利用动态度为2.15﹪，表明在这一时期内每100亩土地有2.15亩土地利用方式发生变化。计算结果表明人类对土地利用的干涉程度在不断加剧。

土地是人类生存的基础，其动态变化是自然、社会、经济和生态复合系统演变的直接表现，具有很强的综合性和地域性，土地利用变化很大程度上反映了人类活动与自然生态条件变化的综合影响，因而影响土地变化的因素涉及自然因素和人文因素两大类[2]。本文采用2个时相RS影像数据提取了土地利用变化信息，结合地理信息系统和GPS对黑龙江科技学院3校区2000-2004年土地利用的动态变化进行了分析研究；利用马尔柯夫模型建立了土地利用变化的转移矩阵，以实现对未来土地利用变化的预测；分析了引起研究区土地利用动态变化的影响医素，从而对以后的规划建设提供了科学依据。

通过使用ERDAS和RACGIS对两个年份的遥感影像进行分析，得到以下结论：

（1）利用遥感影像、借助3S技术对黑龙江科技学院3校区进行土地利用/覆被变化动态监测是一种行之有效的方法。（2）运用“土地利用变化幅度”，“单一土地利用动态度”，“综合土地利用动态度”和“土地利用程度变化指数”四个模型，能从各个角度反映出研究区域土地利用/土地覆盖的变化，揭示研究区的土地利用情况。（3）采用人为影响指数模型，得出该区人类活动对区域整体的影响正与日俱增，区域人为影响指数从2000年的26.93%，2004年为27.23%。进一步分析了引起土地利用/覆被变化的主要驱动因子。（4）用马尔柯夫模型预测土地利用/覆被变化的未来趋势是一个较好的方法。

[1]冯秀丽.基于SPOT5影像的1:1万土地利用更新调查关键技术研究 [D].2006:27-28.

[2]丁建丽,塔西甫拉提·特依拜.3S技术在绿洲土地覆盖变化研究中的应用研究——以新疆于田绿洲为例:A集 [J].新疆大学,2005,24(11):1277-1282.

P2[文献码]B

1000-405X（2016）-6-323-1