遙感影像土地利用動態(tài)變化研究

程 燕

（蘭州博文科技學(xué)院，甘肅 蘭州 730030）

1 引言

2 研究區(qū)域狀況

2.1 研究區(qū)域概況

甘肅省山坡地為51.20%，丘陵地形為15.40%，平原區(qū)為13.10%，河面為6.40%，山間盆地為13.90%，地區(qū)季風(fēng)性特點(diǎn)顯著的中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，年平均溫度為16~18.50 ℃，全年度日照時(shí)間為1 300小時(shí)，甘肅所管12個(gè)地市和2個(gè)自治區(qū)，一共有57個(gè)縣。2008年前，甘肅省人口數(shù)量為6 845.2萬人，在其中城鎮(zhèn)人口為2 885.25萬人，農(nóng)村人口為3 959.95萬人。GDP 11 156.64億人民幣，第二產(chǎn)業(yè)占地區(qū)生產(chǎn)總值的比重為31.6%；財(cái)政總收入為1 308.55億元，在其中財(cái)政總收入為717.2億元。1997~2008年甘肅省GDP呈持續(xù)上升發(fā)展趨勢。

2.2 數(shù)據(jù)來源

科學(xué)研究材料將甘肅1997~2008年土地利用轉(zhuǎn)變調(diào)研數(shù)據(jù)信息與甘肅往年統(tǒng)計(jì)公報(bào)緊密結(jié)合。

3 遙感影像技術(shù)概況

3.1 遙感影像技術(shù)的基本概念

理論實(shí)際意義：就是指多種多樣非觸碰長距離檢測技術(shù)，是依據(jù)物件對電磁波的散射和輻射源特點(diǎn)獲得物件信息內(nèi)容的技術(shù)。

狹小的遙感技術(shù)：根據(jù)遙感技術(shù)機(jī)器設(shè)備等對電磁波比較敏感的儀器設(shè)備，在避開對象和非觸碰對象物件的情形下檢驗(yàn)對象圖片，進(jìn)而得到反射面、輻射源或透射的電磁波信息內(nèi)容。解決、剖析和運(yùn)用的科學(xué)和技術(shù)。

遙感技術(shù)一詞根于“遙感技術(shù)”，直接翻譯為“遙遠(yuǎn)的感覺”，伴隨著時(shí)間的變化，人們將它簡易地翻譯為遙感技術(shù)。遙感是20世紀(jì)60時(shí)代發(fā)展起來的對地觀察綜合性技術(shù)。20世紀(jì)80時(shí)代至今，遙感技術(shù)獲得了長足的發(fā)展，遙感技術(shù)的使用也日益普遍。伴隨著遙感技術(shù)的飛速發(fā)展和遙感技術(shù)運(yùn)用的深層次，將來遙感技術(shù)將在中國社會經(jīng)濟(jì)基本建設(shè)中充分發(fā)揮更加關(guān)鍵的功效。

有關(guān)遙感技術(shù)的科學(xué)實(shí)際意義一般有理論和小范圍二種表述。理論表述：總是與總體目標(biāo)觸碰的長距離探尋。小范圍表述：運(yùn)用當(dāng)代電子光學(xué)、微電子學(xué)探測儀，不與總體目標(biāo)觸碰，長距離紀(jì)錄總體目標(biāo)的電磁波特點(diǎn)，根據(jù)剖析、表述揭露了總體目標(biāo)自身的特點(diǎn)、特性和變化趨勢。

3.2 遙感影像技術(shù)的基本特點(diǎn)和應(yīng)用范圍

遙感技術(shù)作為地面觀察綜合性技術(shù)，它的發(fā)生和發(fā)展趨勢不但是大家了解和探尋大自然的客觀性規(guī)定，并且具備別的技術(shù)方式無可比擬的特性。遙感技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)關(guān)鍵歸納為下列三個(gè)層面：

基坑止水帷幕中攪拌樁的應(yīng)用十分廣泛，水泥成為了它的主要材料，施工工序是將水泥與原有的軟土砂石等混合在一起，已達(dá)到加固土壤的作用，經(jīng)過加固可以使原先松軟的地基變得硬度提高，其中三層深層攪拌樁機(jī)是最廣泛應(yīng)用的一類機(jī)械，三層深層攪拌樁機(jī)如圖1所示，以鄭州高強(qiáng)SG2-A型為例，機(jī)身高度為21m，處理深度可以達(dá)到20m，機(jī)械行走系統(tǒng)為液壓步履式，機(jī)身移動方便。機(jī)身寬度3m，長度5m，占地面積小，場地適應(yīng)性強(qiáng)。鉆機(jī)轉(zhuǎn)速高達(dá)90r/min，施工速度快，被加固土體能夠充分切碎、攪拌，成樁質(zhì)量均勻。

（1）勘查覆蓋面廣，數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)收集、迅速遙感技術(shù)，可在很短的時(shí)間本質(zhì)上空和宇宙空間觀察大面積地區(qū)，得到珍貴的遙感圖像。這種數(shù)據(jù)信息擴(kuò)張了人們的視覺效果室內(nèi)空間，為宏觀經(jīng)濟(jì)掌握路面事物的現(xiàn)況造就了十分有益的標(biāo)準(zhǔn)，與此同時(shí)，也為宏觀經(jīng)濟(jì)科學(xué)研究天氣現(xiàn)象和規(guī)律性給予了珍貴的第一手資料。這類優(yōu)秀的技術(shù)方式與傳統(tǒng)的手工作業(yè)對比是不可替代的。

（2）可以動態(tài)性體現(xiàn)路面事物轉(zhuǎn)變的遙感技術(shù)可以周期性地不斷觀察同一個(gè)地區(qū)，根據(jù)人們得到的遙感圖像，有利于發(fā)覺和動態(tài)性追蹤地球上許多事物的轉(zhuǎn)變。與此同時(shí)，科學(xué)地研究大自然的變化趨勢。尤其是遙感技術(shù)在檢測氣溫標(biāo)準(zhǔn)、洪澇災(zāi)害、空氣污染乃至國防目的等層面的應(yīng)用至關(guān)重要。

（3）獲得的數(shù)據(jù)資料是根據(jù)綜合性遙感技術(shù)獲得的包含同期、大規(guī)模地域的遙感圖像，綜合性表明了地球上地形地貌和人文歷史狀況，宏觀經(jīng)濟(jì)體現(xiàn)了地球上各種各樣事物的狀態(tài)和遍布。真正體現(xiàn)出地質(zhì)環(huán)境、地貌、土壤層、綠色植物、水文學(xué)、人力構(gòu)造等物質(zhì)的特點(diǎn)，全方位揭露了事物中間的關(guān)聯(lián)性。并且，這種信息在時(shí)間段上具備同樣的現(xiàn)況。

遙感影像技術(shù)的運(yùn)用范疇：田地資源的監(jiān)測和維護(hù)；農(nóng)作物生長發(fā)育檢測和大規(guī)模估計(jì)；農(nóng)牧業(yè)氣候?yàn)?zāi)害檢測和預(yù)測分析：包含旱災(zāi)、洪澇災(zāi)害、農(nóng)作物遙感技術(shù)實(shí)體模型，如圖1。

圖1 遙感影像成像實(shí)例

4 土地動態(tài)變化分析方法

4.1 原始資料選取

遙感技術(shù)圖像包括相關(guān)總體目標(biāo)的很多室內(nèi)空間、光譜儀和主題風(fēng)格信息內(nèi)容，是土地剖析的優(yōu)良數(shù)據(jù)庫。本論文采用分辨率為30 m的遙感影像2000年和2009年第二期相逢感短視頻，剖析了土地的動態(tài)變化。

4.2 影像處理

ENVI軟件具備圖像解決、幾何校正、矢量化等各種作用?？茖W(xué)研究利用ENVI4.7開展圖像前解決和歸類工作中。多幅圖像是同一地域不一樣時(shí)間點(diǎn)的圖像，或不同感應(yīng)器得到的不一樣圖像。本分析是利用2009年的圖像對2000年的圖像開展幾何校正，勻稱挑選20個(gè)同名的基準(zhǔn)點(diǎn)，利用代數(shù)式校準(zhǔn)法對圖像開展幾何圖形備案。應(yīng)用單獨(dú)縣的矢量素材輪廓開展精準(zhǔn)剪修。為了更好體現(xiàn)圖像的可實(shí)證性，應(yīng)用數(shù)據(jù)量最充足的波段生成實(shí)際效果最佳的假彩色圖像。

以ENVI軟件、假彩色圖像為參照背景圖，依據(jù)視覺效果表述標(biāo)示和我國土地利用種類規(guī)范等，對最大似然法、口罩處理后的丹縣開展監(jiān)督分類，結(jié)果分離性精度超過1.95，翻譯為農(nóng)用地（藍(lán)紫色）、林地類（翠綠色）、江河（淡藍(lán)色）。隨后挑選 55尺寸的軟窗，用過濾方式解決噪聲。最終，用混淆矩陣開展了精度評定。2000年歸類結(jié)果的KPA指數(shù)為0.985 7，2009年KPA系數(shù)為0.394 8。

4.3 分析流程

對蘭州土地動態(tài)變化的剖析關(guān)鍵開展了科學(xué)研究地區(qū)數(shù)據(jù)采集、圖像預(yù)備處理、監(jiān)督分類、歸類后處理工藝、土地?cái)?shù)據(jù)分析等，隨后對蘭州土地動態(tài)變化開展了驅(qū)動力剖析。

5 結(jié)果與分析

5.1 土地?cái)?shù)據(jù)分析

在ENVI，單獨(dú)各縣的各總面積統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見表1。從表1可以看得出，2000年至2009年，單縣用地類型識別的土地變化較大的，所占比從1.90%降低到0.02%。林地類、住戶商業(yè)用地持續(xù)減少，在其中林地類變化比較大，占比從69.07%降低到55.46%，農(nóng)用地和湖水商業(yè)用地大幅度提升，在其中湖水商業(yè)用地提高更快，所占比從0.22%提升到1.92%，江河變化比較穩(wěn)定。統(tǒng)計(jì)分析了3點(diǎn)環(huán)節(jié)的結(jié)果，統(tǒng)計(jì)分析了蘭州市1998年、2003年、2007年三期蘭州的土地利用、運(yùn)用結(jié)果及其9年以來的土地利用變化，參照表2。

表1 蘭州市土地利用變化

表2 蘭州市不同時(shí)期土地類型變化的年變化率

從表格中可以看得出，蘭州土地利用覆蓋主要是未利用地和農(nóng)用地，9年以來蘭州土地利用、遮蓋變化比較大，流域面積從12.06 km2到10.29 km2，基本建設(shè)用地面積從6.25 km2到9.73 km2，播種面積從 7.77 km2到 6.71 km2。

5.2 土地利用變化分析

為了更好地進(jìn)一步表明蘭州9年以來的土地利用變化特點(diǎn)，可以應(yīng)用土地動態(tài)性狀態(tài)這一指標(biāo)值定量分析敘述地區(qū)土地利用變化的速率，對較為土地利用變化的地方差別和預(yù)知未來土地利用變化發(fā)展趨勢有充分功效。土地動態(tài)圖片可分成單一土地利用種類動態(tài)圖片和綜合性土地利用動態(tài)圖片。

單一土地利用心態(tài)。單獨(dú)土地利用種類動態(tài)性狀態(tài)可以表明地區(qū)一段時(shí)間內(nèi)特殊土地利用種類的總數(shù)變化，公式計(jì)算為：

式的Ua、Ub分別是科學(xué)研究前期和后期的一種總面積：T，是科學(xué)研究期內(nèi)長，K是科學(xué)研究期內(nèi)T內(nèi)一種土地利用種類的變化率。稱之為動態(tài)狀態(tài)。

5.3 驅(qū)動力分析

驅(qū)動力關(guān)鍵就是指各土地種類總面積變化的肯定和社會發(fā)展歷史人文要素。危害蘭州土地動態(tài)性變化的原動力關(guān)鍵將從下面的一些層面進(jìn)行剖析。

5.3.1 氣候危害

蘭州市地域坐落于大河沖積扇，主要受溫帶季風(fēng)氣候的危害，因?yàn)闀r(shí)節(jié)的先旱后澇、年里澇災(zāi)，農(nóng)業(yè)長期性的不穩(wěn)定，糧食作物的生產(chǎn)量在減少，一部分別的土地被開發(fā)設(shè)計(jì)成了農(nóng)用地、湖水等，其他類型的土地總面積就大幅度地減少了。

5.3.2 土壤地貌的危害

在蘭州市南鄰大河道的地區(qū)有過多次的爆發(fā)，泛濫成災(zāi)的沖積產(chǎn)生了各種各樣不明種類，有灘涂地堡壘、河口區(qū)等。土壤主要包含佐藤、鹽土、豐沙子三大類，佐藤占現(xiàn)階段土地的90%以上。這類土壤絕大多數(shù)是中低產(chǎn)土壤，因此農(nóng)作物的生產(chǎn)量低，不穩(wěn)定。土壤品質(zhì)不行的土壤將會轉(zhuǎn)換為湖水等土地，林地類的總面積會再次減少。危害了蘭州的土地利用和覆蓋面積。

5.3.3 人口增長

伴隨著人口數(shù)量的提升，必須越來越多的農(nóng)用地用來種活，猛增的人口數(shù)量，農(nóng)用地大幅度提升，居所、林地類的總面積被縮小。因?yàn)閷ι搅值臒o休止采伐、盲目跟風(fēng)盜伐林木、植物群落毀壞，林地類的總面積減少，不但削弱了山林凈化空氣的能力，還很容易引起山體滑坡等次洪澇災(zāi)害。為了更好減輕人們與土地中間的分歧，開發(fā)設(shè)計(jì)了蘭州市一部分土地種類不一樣的土地，這也是近十年來蘭州市的應(yīng)用地大幅度減少的關(guān)鍵緣故，務(wù)必采取相應(yīng)對策處理這個(gè)問題。

6 結(jié)束語

文中以ENVI遙感圖像為基本，動態(tài)性檢測蘭州2006~2008年土地利用變化，獲得蘭州2006~2008年土地利用變化的部位、總面積、種類，剖析經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口變化、技術(shù)水平發(fā)展、現(xiàn)行政策規(guī)章制度為主導(dǎo)的負(fù)荷指數(shù)，剖析推動要素的負(fù)荷指數(shù)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。