2008-2017年鄭州市土地利用景觀格局變化分析

謝慧君 成都理工大學(xué) 四川成都 610000

土地利用反映了人類生產(chǎn)生活中與自然環(huán)境的相互作用關(guān)系，是研究城市化發(fā)展和變化的重要指標(biāo)。近十年，隨著社會(huì)進(jìn)步，地資源需求也隨之增加【1】，令鄭州市土地利用/覆被和景觀格局迅速發(fā)生變化。本文利用RS和GIS技術(shù)，對(duì)鄭州市3期遙感影像數(shù)據(jù)采用最大似然法監(jiān)督分類,并結(jié)合目視解譯得到較高精度的分類結(jié)果，最后結(jié)合景觀格局指數(shù)分析，探討了近十年來(lái)鄭州市土地利用/覆被和景觀格局變化情況，對(duì)城市土地利用規(guī)劃、協(xié)調(diào)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)并進(jìn)具有重要意義【2】。

一、研究區(qū)概況

鄭州市位于華北平原的南部，河南省中部偏北【2】，地理位置位于112°42'-114°14'E，34°16'-34°58'N。鄭州市的東南部有平原，西部是嵩山，所占土地總面積7446.2km2。屬于北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，春季雨量小，夏季雨量大，秋季日照長(zhǎng)，冬季嚴(yán)寒。其年平均氣溫在14~14.3℃之間。

二、數(shù)據(jù)來(lái)源與方法

（一）數(shù)據(jù)來(lái)源。本文采用的數(shù)據(jù)有鄭州市矢量邊界和遙感影像數(shù)據(jù)，矢量邊界數(shù)據(jù)來(lái)源于全國(guó)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù) 遙感數(shù)據(jù)主要由地理空間數(shù)據(jù)云（http://www.gscloud.cn/）landsat系列陸地衛(wèi)星提供1景2008年TM數(shù)據(jù)及1景2013年和1景2017年OLI數(shù)據(jù)。

（二）數(shù)據(jù)處理方法。本文在ENVI5.3軟件的支持下對(duì)3期遙感影像進(jìn)行波段組合【3】，TM數(shù)據(jù)采用5（R）、4（G）、3（B）波段組合、OLI數(shù)據(jù)采用 7（R）、5（G）、2（B）波段組合，并進(jìn)行幾何校正、大氣校正以及影像裁剪等數(shù)據(jù)預(yù)處理【4】，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性 再將土地類型分為5類，并進(jìn)行精度評(píng)價(jià) 接著，將分類后結(jié)果在ArcGIS中進(jìn)行轉(zhuǎn)換和統(tǒng)計(jì)分析。最后，將整理好的矢量分類數(shù)據(jù)在Fragstas3.3中進(jìn)行景觀格局分析。

三、結(jié)果分析

(一)、解譯方法與精度評(píng)價(jià)。最大似然法與其他分類方法相比具有易于識(shí)別訓(xùn)練樣本，分類精度高，速度快等優(yōu)點(diǎn)，因此，本文采用最大似然法進(jìn)行監(jiān)督分類。根據(jù)3期數(shù)據(jù)的分類結(jié)果做出混淆矩陣【4】，2008、2013和2017年的總體分類精度都在92%以上，kappa系數(shù)均大于0.89，因此，本文中進(jìn)行的監(jiān)督分類精度較高。

（二）、景觀格局分析。在Fragstas3.3中進(jìn)行景觀格局分析【5】，選擇以下指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。1）PLAND指數(shù)，能描述景觀豐富度。近十年，建設(shè)用地在迅速增加，林地在逐年明顯增加，耕地逐年減少，水體和其它土地變化趨勢(shì)不明顯 2）最大斑塊指數(shù)（LPI），有助于確定景觀的模地或優(yōu)勢(shì)類型等【6】。建設(shè)用地和林地均呈逐漸增加趨勢(shì)，耕地、水體和其它土地均呈減少趨勢(shì)。通過(guò)PLAND和LPI表明在發(fā)展進(jìn)程中耕地占據(jù)主導(dǎo)地位，人類在耕地上活動(dòng)頻繁，其次隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建設(shè)用地也顯示出其具有的一定地位 3）斑塊數(shù)目（NP），用于描述景觀的破碎程度。其它土地類型變化不明顯，其余各景觀的NP指數(shù)均在逐年增加，其中建設(shè)用地和林地在2013-2017年分別增加了824斑塊和734斑塊。這表明建設(shè)用地和林地破碎度較高，由于城市的發(fā)展，人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境起到較大的影響 4）景觀形狀指標(biāo)（LSI），能夠綜合量化各景觀地類與整體的聚集或離散程度，值越大，離散度越大。2008-2017年建設(shè)用地和耕地呈現(xiàn)逐漸增加趨勢(shì)，林地、水體和其他土地在2008-2013年呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，在2013-2017年呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。表明建設(shè)用地和耕地聚集程度較低，這與在近十年來(lái)城市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，促進(jìn)生態(tài)發(fā)展等因素有一定關(guān)系【7】。