武漢市古田老工業(yè)區(qū)地表覆蓋類型變化遙感監(jiān)測(cè)

陳姣姣

（蘭州交通大學(xué) 甘肅，蘭州 730070）

城區(qū)老工業(yè)區(qū)在我國(guó)歷史上有著重要地位，曾為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。但隨著經(jīng)濟(jì)改革的進(jìn)行，城區(qū)老工業(yè)區(qū)卻出現(xiàn)了設(shè)施老化、落后產(chǎn)能集中、環(huán)境污染等問(wèn)題，老工業(yè)區(qū)改革迫在眉睫。黨的十八大、十九大以及城市中央工作會(huì)議均指出了當(dāng)前我國(guó)城鎮(zhèn)化發(fā)展過(guò)程中的問(wèn)題，并針對(duì)這些問(wèn)題提出了具體的要求，其中包括加快城區(qū)老工業(yè)區(qū)搬遷改造、優(yōu)化城市空間結(jié)構(gòu)和全面改善人居環(huán)境。2003年武漢市古田就開(kāi)始了搬遷改造。工業(yè)區(qū)搬遷改造必然會(huì)造成城市地表覆被變化。

本文利用GIS 技術(shù)，以2014 年、2017 年兩期World-View影像通過(guò)轉(zhuǎn)移矩陣對(duì)武漢古田老工業(yè)區(qū)的地表覆蓋變化進(jìn)行分析，為新型城鎮(zhèn)化政策的制定提供數(shù)據(jù)支撐、決策依據(jù)。

1 研究地區(qū)概況

武漢市古田老工業(yè)區(qū)位于硚口區(qū)，總面積為6.2km。東起古里五路，西至長(zhǎng)豐大道，南至漢江灣，北至南泥灣大道，規(guī)劃如圖1所示。

圖1 武漢市古田老工業(yè)區(qū)搬遷改造范圍

2 影像分類與矢量化

根據(jù)武漢市古田地區(qū)實(shí)際情況，將古田地區(qū)的地表覆蓋分為：林草覆蓋地、鐵路與道路、構(gòu)筑物、房屋建筑區(qū)和人工堆掘地五種地表覆蓋類型，對(duì)2014 年5 月和2017年7 月兩期WorldView 影像進(jìn)行監(jiān)督分類以及小圖斑處理后，重新組合兩期古田地區(qū)的地表覆蓋分類結(jié)果，將其導(dǎo)入GIS 中處理得到武漢市古田地區(qū)地表覆蓋遙感影像分類圖。影像受輻射強(qiáng)度、拍攝角度等影響，會(huì)限制監(jiān)督分類的精度，需要借助外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行手動(dòng)修改。因?yàn)檫b感影像分類圖是柵格圖，無(wú)法直接在圖上修改。因此需要借助GIS對(duì)地表覆蓋分類圖進(jìn)行矢量化，然后結(jié)合遙感影像和外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)監(jiān)督分類結(jié)果進(jìn)行矢量化修補(bǔ)，降低監(jiān)督分類的誤差。最后得到精度較高的2014 年5月和2017年7月武漢市古田地區(qū)的地表覆蓋分類圖層，如圖2、圖3所示。

3 地表覆蓋變化分析

3.1 古田地區(qū)地表覆蓋總量變化分析

借助GIS軟件將圖2、圖3所示的2014年和2017年的地表覆蓋分類結(jié)果進(jìn)行空間疊置分析，統(tǒng)計(jì)分析得到2014 年和2017 年武漢市古田的地表覆蓋面積及所占比例，如表1所示。

圖2 武漢市古田2014年地表覆蓋類型分布

圖3 武漢市古田2017年地表覆蓋類型分布圖

由表1可知，2014～2017年武漢市古田的地表覆蓋類型以房屋建筑區(qū)為主，2014 年房屋建筑區(qū)的總面積為2.821km，2017 年 房 屋 建 筑 區(qū) 的 總 面 積 為2.373km。2014～2017 年武漢市古田的地表覆蓋類型所占比重從高到低排序依次為：房屋建筑區(qū)、人工堆掘地、鐵路與道路、構(gòu)筑物和林草覆蓋。2014～2017 年武漢市古田的地表覆蓋類型變化為：林草覆蓋、房屋建筑區(qū)和鐵路與道路呈減少趨勢(shì)；構(gòu)筑物和人工堆掘地呈增加趨勢(shì)。

表1 武漢市古田地表覆蓋面積及占比統(tǒng)計(jì)表

3.2 地表覆蓋變化特征分析

將2014 年和2017 年的地表覆蓋類型圖進(jìn)行疊置分析，然后建立分析結(jié)果圖層，利用Excel 軟件進(jìn)行透視分析生成古田地表覆蓋類型轉(zhuǎn)移矩陣，如表2 所示。通過(guò)表2、表3可以分析古田林草覆蓋、房屋建筑、鐵路與道路、構(gòu)筑物和人工堆掘地的變化特征。

表2 武漢古田地表覆蓋類型轉(zhuǎn)移矩陣 單位：m2

表3 2014～2017年地表覆蓋轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出表 單位：m2

3.2.1 林草覆蓋變化特征 2014年的林草覆蓋面積中457209.819m未發(fā)生變化，共轉(zhuǎn)出230263.2m，轉(zhuǎn)出的部分有四個(gè)方向：29151.312m轉(zhuǎn)為了房屋建筑區(qū)、10050.364m轉(zhuǎn)為了鐵路與道路、102652.857m轉(zhuǎn)為了構(gòu)筑物、88408.667m轉(zhuǎn)為了人工堆掘地。2017 年的林草覆蓋面積為613313.64m，其中22859.828m由房屋建筑區(qū)轉(zhuǎn)入，49512.052m由鐵路與道路轉(zhuǎn)入，12673.824m由構(gòu)筑物轉(zhuǎn)入，71058.088m由人工堆掘地轉(zhuǎn)入。

3.2.2 房屋建筑區(qū)變化特征 2014年的房屋建筑區(qū)面積為2847135.13m，共轉(zhuǎn)出809259.494m，轉(zhuǎn)出的部分有四個(gè)方向：22859.828m轉(zhuǎn)為了林草覆蓋，6901.187m轉(zhuǎn)為了鐵路與道路，51858.616m轉(zhuǎn)為了構(gòu)筑物，727639.853m轉(zhuǎn)為了人工堆掘地。2017 年的房屋建筑區(qū)面積為2318533.944m，其中22859.828m由林草覆蓋轉(zhuǎn)入，6901.197m由鐵路與道路轉(zhuǎn)入，51858.616m由構(gòu)筑物轉(zhuǎn)入，727639.853m由人工堆掘地轉(zhuǎn)入。

3.2.3 鐵路與道路變化特征 2014年的鐵路與道路面積為872509.739m，共轉(zhuǎn)出54824.787m，轉(zhuǎn)出的部分有四個(gè)方向：49512.052m轉(zhuǎn)為了林草覆蓋，2463.668m轉(zhuǎn)為了房屋建筑區(qū)，1378.427m轉(zhuǎn)為了構(gòu)筑物，1470.64m轉(zhuǎn)為了人工堆掘地。 2017 年的鐵路與道路面積為866512.833m，其中10050.364m由林草覆蓋轉(zhuǎn)入，6901.197m由房屋建筑區(qū)轉(zhuǎn)入，5318.789m由構(gòu)筑物轉(zhuǎn)入，26557.591m由人工堆掘地轉(zhuǎn)入。

3.2.4 構(gòu)筑物變化特征 2014 年的構(gòu)筑物面積為744235.869m，共轉(zhuǎn)出131534.479m，轉(zhuǎn)出的部分有四個(gè)方向：12673.824m轉(zhuǎn)為了林草覆蓋，29105.758m轉(zhuǎn)為了房屋建筑區(qū)，1378.427m轉(zhuǎn)為了鐵路與道路，84436.128m轉(zhuǎn)為了人工堆掘地。 2017 年的構(gòu)筑物面積為867241.626m，其中102652.857m由林草覆蓋轉(zhuǎn)入，51858.616m由房屋建筑區(qū)轉(zhuǎn)入，1378.427m由鐵路與道路轉(zhuǎn)入，98650.236m由人工堆掘地轉(zhuǎn)入。

3.2.5 人工堆掘地變化特征 2014年的人工堆地面積為1111462.096m，共轉(zhuǎn)出416203.516m，轉(zhuǎn)出的部分有四個(gè)方向：71058.068m轉(zhuǎn)為了林草覆蓋，219937.621m轉(zhuǎn)為了房屋建筑區(qū)，26557.591m轉(zhuǎn)為了鐵路與道路，98650.236m轉(zhuǎn)為了構(gòu)筑物。2017 年的人工堆地面積為1597213.946m，其中88408.667m由林草覆蓋轉(zhuǎn)入，727639.853m由房屋建筑區(qū)轉(zhuǎn)入，1470.64m由鐵路與道路轉(zhuǎn)入，84436.128m由人工堆掘地轉(zhuǎn)入。

4 結(jié)論

本文利用2014年和2017年兩期WorldView影像研究了武漢市古田3 年間的地表覆蓋變化情況。研究結(jié)果表明：2014～2017年，林草覆蓋、房屋建筑區(qū)和鐵路與道路的面積在不斷減少，構(gòu)筑物和人工堆掘地面積在不斷增加；2014年房屋建筑區(qū)轉(zhuǎn)出面積最多，轉(zhuǎn)出了809259.494m，轉(zhuǎn)出方向?yàn)榱植莞采w、鐵路與道路、構(gòu)筑物和人工堆掘地，其中轉(zhuǎn)為人工堆地面積最多。2014 年鐵路與道路轉(zhuǎn)出面積最少，主要轉(zhuǎn)為了林草覆蓋；2017年人工堆掘地轉(zhuǎn)入面積最多，主要來(lái)自于房屋建筑區(qū)，2017年鐵路與道路轉(zhuǎn)出入最少，主要來(lái)自于林草覆蓋。