基于遥感的濂江流域矿区土地利用变化研究

郑上雄 杨惠晨 何辉豹

摘 要：矿产资源是国民经济和社会发展的重要资源，同时也是人类物质生活的基础。 然而， 伴随着矿产资源的大规模开采，越来越多的问题也会随之而来。而如何对矿山开采区土地利用状况进行监测，就是一个首当其冲的问题。本文利用三期遥感影像进行解译。采用监督分类方法对研究区土地利用信息进行提取，评价分类方法的精度，借助三期影像分类成果，分析濂江流域土地利用类型面积随时间变化情况。

关键词：土地利用；遥感；矿区；监督分类

矿产资源给人类社会带来了很多便利，但资源开采也产生许多问题，而如何对矿山开采区土地利用状况进行监测，就是一个首当其冲的问题。快速的获取矿山开采区土地利用的信息，可以采用遥感对矿山开采区土地利用状况进行监测。王瑜玲[1]结合非监督分类和监督分类两种方法，对江西省定南县北部稀土矿区进行信息提取。姚静[ 2 ]将TM影像进行监督分类，而后提取影像中绿地信息。陈利[ 3 ]以湖南株洲为研究区，采用决策树分类法，对研究区森林信息进行提取。

1 技术路线

首先借助相关资料对研究区进行理论研究，接着收集研究区影像，包括2000、2006和2013影像，将最初获得的影像展开预处理，步骤有大气校正、影像裁剪和几何校正。对预处理后的影像进行监督分类，随后对取得的分类成果进行精度评定，通过获得的三期分类结果，运用RS动态监测技术，研究濂江流域内土地利用类型变化情况。

2 研究区概况

濂江流域位于龙南、定南、信丰三县相接处。流域内矿区主要分布在东北角，属于定南县境内的岭北稀土矿。稀土开采的进程中的浸矿工艺经历了三个阶段的技术演变：分别是池浸法、堆浸法和原地浸矿法。由于前两种浸矿工艺需要对矿区表层植被进行剥离，接着再将含有稀土元素的土取走，对环境的破坏很严重。而原地浸矿法不需要将表层植被剥离，直接在矿区打孔注液，对地表环境的破坏程度也明显降低。

3 研究区土地利用变化分类

3.1 土地利用分类处理

本文选用Landsat系列卫星2000、2006、2013年遥感影像作为数据源。在对本文中原始数据预处理时，主要的过程包含数据裁剪、几何校正、大气校正。结合目视解译与地物光谱曲线分析的结果，最终可将研究区地物分为林地、耕地及其他用地、水域、城镇村及交通运输用地和采矿用地五类。通过合适的波段组合使得需要进行分类的遥感影像色彩变得饱和，然后依据本文制定的研究区分类体系创建训练样本，这一步是之后关系到执行监督分类的精度，因此需要格外的注意，训练样本的选取一定要正确，选取的数量适中并尽量均匀的散步于整个影像中。创建好训练样本后，需要对其分离性做出评价，再执行采用监督法将濂江流域的遥感图像进行信息提取，得到三期分类结果图。

3.2 精度评价

通过监督分类后的成果，对各期分类结果进行精度评价，得出2000年、2006年、2013年各分类总精度分别为88.3411%、89.3231%、86.5892%。Kappa系数分别为0.8234、0.8458、0.8012。

3.3土地利用转移矩阵

依次将所选濂江流域的三期分类结果的相邻两个时期的结果做变化检测，得到三个土地利用转移矩阵，转移矩阵中从像元值、百分比和面积三方面的描述土地类别的转移情况， 三者都能用较为直观的表示土地转移情况。

3.4 结果分析

从表格中可以发现，2000年至2006年间，林地有89.357%未发生变化，2006-2013年未发生变化的林地分别为93.704%，因此说明在2000-2006这段时间，林地被破坏的最为严重。 除林地之外，其它地类也发生了不同程度的变化，其中变化最明显的地类为采矿用地，这是由于研究区的矿区始终在持续开采，并且政府出于对环境保护方面的考虑，在矿区开采复垦工作等一系列措施，使得采矿用地的土地利用变化一直在发生较为明显的改变。

4 结论

通过研究区三期影像分类成果图以及相关的统计结果发现，在2006年前后，研究区采矿用地面积达到最大峰值，到2013年采矿用地面积有所降低。而林地近15年来的面积变化趋势与采矿用地的面积变化趋势刚好相反。其原因与当地的经济发展和政府的相关政策有直接联系，在遥感土地利用监测中可以发现，近15年来土地利用类型变化最大的是林地和耕地及其它用地两种地类，2006年前后是土地利用类型改变最为明显的一段时期。

参考文献：

[1] 王瑜玲.江西定南北部地区稀土矿矿山开发状况与环境效应遥感研究[D].中国地质大学（北京），2007.

[2] 姚静，武文波，康停军.基于TM影像的城市绿地信息提取方法研究 [J].测绘科学，2010，01：113-115.

[3] 陈利，林辉，孙华等. 基于决策树分类的森林信息提取研究[J].中南林业科技大学学报，2013，01：46-51.