基于遥感影像的右玉县土地利用变化分析与研究

【摘 要】 土地利用以及土地覆盖变化在地球环境变化和土地持续发展利用科研中具有极其重要地位。本文是以右玉县 2008年至 2018 年间的3期 Landsat8、TM 影像为基础，采用监督分类的方法提取右玉县2008年、2012年和2018年3期影像，通过面积覆盖统计、土地利用动态变化指标对右玉县近 10年来土地利用变化情况进行分析。运用监督分类结果表明，总体精度保持在90%以上，满足一般分类图像精度要求。10年以来林地覆盖面积呈上升趋势，上升趋势明显。但林地面积整体覆盖程度相对不足，反映了右玉县林地保护以及林地恢复有着显著的效果。2008年～2012年的转化趋势主要是林地与耕地间的转化。2012年～2018年的主要是耕地与建设用地间的转换。同时发现，在这个时期林地向城镇、农村及工矿用地的转移率及贡献率均明显增高。

【关键词】 监督分类 土地利用及土地覆盖变化 右玉县

一、 研究背景与意义

右玉县随着区域人口的增加和社会经济的快速发展，右玉县的土地利用类型发生了很直观的变化，尤其是城镇土地利用类型变化非常大。利用遥感影像通过一定放入图像处理软件绘制土地利用现状图是一种简单实用的方法，可以将大范围土地资源状况实现快速、准确地获取，这为确定区域土地资源的数量与质量并对其进行合理利用提供科学可靠的依据。本文就是利用TM和Landsat-8遥感影像结合ENVI 5.3和 ArcGIS 10.4的共同支持下完成土地分类与制图分析，通过对分类结果进行精度评价，证明了此技术可以作为获取土地利用信息的有效手段。在将2008年2011年和2017年右玉县土地利用分类的基础上，将结果进行分析对比，最后总结得出近十年右玉县的土地利用动态变化的结论。

二、研究区概况

右玉县位于晋西北边陲，隶屬于山西省朔州市。北与西北以古长城为界，与内蒙古的凉城、和林格尔县毗邻，东连大同市左云县，南与山阴县、平鲁区接壤。右玉县四周环山，南高北低，苍头河纵贯南北，东西宽45.7公里，南北长67.7公里，总面积1964平方公里。右玉县属温带大陆性季风气候。

三、研究内容与方法

（1）遥感图像预处理。本文基于遥感影像对土地覆盖程度及动态变化的监测，需要对从地理空间数据云获取的遥感影像进行数据进行预处理，使得处理后的遥感影像更加贴近原始情形。我们主要利用ENVI 5.3软件对所获取的遥感影像进行辐射定标、大气校正、几何校正、图像增强、图像拼接、图像裁剪等相关处理。主要用于消除有飞行器偏置所带来的相机与摄影图像间的夹角、大气中存在的云气的影响、图像对某一地物的灰度偏置等一些遥感影像存在的误差。

（2）遥感图像中林地的分类提取。 本次对林地覆盖程度及变化的研究是建立在对整个区域内地物不同类型间的分类提取。通过对分类后所获取的不同类别间的象元差异来鉴别不同地物变化。通过对不同地物间象元的分析可以高效且精确地提取不同地物在研究区内的覆盖程度。有利于清晰的判别各类地物在与其他地物间的转化情况。

（3）土地类型覆盖变化监测。基于三时期右玉县林地覆盖分类图，利用ENVI 5.3、ArcGIS 10.4软件中矩阵分析功能将3个时期分类图像叠加，可以得到土地覆盖变化中的面积转移矩阵，进而通过面积转移矩阵分析林地覆盖的数量变化及空间结构变化情况。

四、结果分析

2008年～2018年右玉县土地覆盖面积变化表现为：（1）建设用地在过去10年间持续增长。2008年～2012年间建设用地增长较快;2013年～2018年间建设用地增长相对较慢。表明在过去10年，右玉县经济、社会发展先期经历增长，后期经济增速放缓。（2）林地在过去的10年间一直处于快速增长。2008年～2012年5年间林地的增长相对较缓;2012年～2018年5年间林地相对高速增长。表明右玉县在过去10年间对区域内生态环境保护的重视以及各项政策的有效落实。（3）耕地在过去10年间总的趋势呈现下降趋势。2008年～2012年5年间耕地面积缓慢减少;2013年～2018年5年间耕地面积有一个比较大幅度的下降。表明右玉县有较大面积的耕地转变为林地。进一步说明右玉县对土地利用的进一步的优化。（4）水域在过去10年间处于缓慢增长状态。2008年～2012年5年间水域面积上升较快;2013年～2018年5年间水域增长缓慢。表明右玉县水域覆盖程度相对较低，受环境变化影响较大，自我保持能力还是相对较差。（5）未利用地在过去10年总体呈现一个下降的趋势。2008年～2012年5年间未利用地面积下降比例较大;2013年～2018年5年间未利用地面积下降比例较小。表明右玉县在研究时段未利用面积在该区域相对较小，同时表现为在近10年间右玉县在未利用地开发上取得了一定的效果和发展。

五、分析与讨论

10年间右玉县植被覆盖面积呈递增趋势，主要变化为建设用地方面：建设过程中会有城市边缘的一些林地被占用，导致林地在某些方面会有一定的下降;水域占地面积方面：水域与林地之间会有一定的相互转化，面积方面不会有太大变化，侧面也体现了整个右玉县水资源的匮乏，从而对林地植被的覆盖也有一定的影像;未利用地方面：在10年间的土地利用覆盖变化过程中主要是未利用地转化为林地，主要原因是政府和人民群众对未利用地的开发建设，其次是原有生长在未利用地方面的灌木丛在近10年间的充分生长转化成比较粗壮的林木;耕地方面：在过去10年间里耕地面积在不同的年分内发生着不同的变化，主要在面积变化上维持着稳定趋势。土地利用覆盖过程中主要是耕地转化为林地，主要原因是党和政府退耕还林还草政策的有效实施，其次是人民群众对生态环境保护意识的进一步深入。

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作者简介：魏澎涛（1995—），男，汉族，山西吕梁人，硕士，单位：成都理工大学地球科学学院测绘工程，研究方向：土地利用研究。