近20年来湖州市土地利用变化研究

近20年来湖州市土地利用变化研究

占杨英

（长江大学地球科学学院，湖北 武汉，430100）

摘要：研究土地利用变化，分析土地利用变化规律，是实现合理规划利用土地的基础与前提。本文基于Landsat系列卫星数据,利用ENVI和ArcGIS软件，提取了湖州市2001年、2007年和2018年三期遥感影像的土地利用信息，分别从土地利用数量、土地利用动态和土地利用空间变化三个方面分析了湖州市近二十年来土地利用分布特征。结果表明，近20年来建设用地面积持续增加；林地、耕地、水体、未利用地面积均逐渐减少。各类土地转移的过程较为复杂，其中建设用地转移量最大，耕地转移量最小。

关键词：土地利用/土地覆盖变化；土地利用变化分析；湖州市

0 引言

谢花林等充分利用分形理论，从农业生产力对土地利用变化的影响分析，基于RS、GIS技术定量研究东江源地区土地利用/土地覆被变化[1]。瓦哈甫•哈力克等分别利用1970年、1990年、2000年和2005年四期遥感影像数据，采用分形原理，对车尔臣河流域中下游地区土地利用变化开展研究[2]。土地覆盖包含空间属性及特定的时间属性，在空间尺度上，他的特性及形态会发生变化且变化原因极其复杂，故而引发一系列生态环境效应[3]。

土地承载着地球上自然环境和人文景观，是地球上万物生长的基础，也是人类生存必不可少的载体。湖州市近十几年来经济发展迅速，城市化水平也越来越高，导致不合理利用土地情况持续增多。研究湖州市土地利用变化，是指导湖州市合理开发利用土地的基础性研究工作。本文利用GIS和RS技术，分析湖州市土地利用变化规律，研究湖州市土地利用变化，为相关政府科学制定湖州市土地利用规划方案提供技术基础和理论指导。

1 研究区概况

1.1研究区域

湖州市位于浙江省北部，太湖南侧，紧邻江苏、安徽两省，是浙江省地级省辖市。地处东经119°51'36″- 120°29'29"，北纬 30°57'32.77"- 30°37'9"，面积5818km2。湖州市辖区有德兴县、长兴县、吉安县、吴兴区和南浔区[4]。

1.2数据来源与处理

本文影像数据来源于地理空间数据云（http://www.gscloud.cn/）；省界、市界和县界矢量数据分别由全国行政区划图、浙江省行政区划图和湖州市行政区划图经过配准校正后矢量化而来；本文使用社会经济统计数据来自2018年《湖州统计年鉴》，来源于湖州市统计局；相关规划数据来自湖州市土地利用总体规划（2006-2020），来源于湖州市自然资源和规划局。

2 研究方法

2.1监督分类

监督分类是ENVI软件执行土地分类处理最常用的方法，其原理利用已知训练区提供的样本，通过计算选择特征参数求出特征参数作为决策规则，识别出其他未知类别像元[5]。本文执行监督分类采用的是最大似然法。

2.2精度评价

随机点验证方法是监督分类完之后进行精度评价比较常见的方法，本文采用此方法对分类结果进行精度评价，验证样本由高分辨率影像监督分类而来，高分辨率影像来源LocaSpace Viewer软件的历史影像数据。         

3 结果和分析

3.1土地利用数量变化分析

湖州市主要的土地利用类型是林地、耕地和建设用地。建设用地面积逐渐增加，对应的未利用地和耕地面积逐渐减少，体现了2001年到2018年期间，由于城市扩建带动了建设用地面积的增加和耕地与未利用土地面积减少，充分说明城市扩张对土地利用类型产生影响。面积基本不变的是水体。

湖州市林地占总面积比例较大，变化幅度逐渐减少。从50.32%减少到47.34%，再减少到41.24%。面积从2927.59 km2减少到到2754.56 km2，再减少到2399.84 km2。

耕地占地总面积的比例是逐渐减少的，但是总体来看减少不多，呈稳定趋势。从26.06%减少到25.81%，再减少到25.19%。面积从1516.21km2减少到1501.86 km2，再减少到1465.63 km2。

建设用地占地总面积的比例是逐渐增加的，从17.08%增加到22.32%，再增加到30.38%。面积从993.69 km2增加到1298.85 km2，再增加到1767.56 km2。

水体占地总面积的比例变化不大，变化幅度是逐渐减少，从2.94%减少到2.73%，再减少到2.33%。面积从170.93 km2减少到158.68 km2，再减少到135.61 km2。

未利用地占地总面积的比例是逐渐减少的，从3.61%减少到1.08%，再减少到0.86%。面积从210.10 km2减少到104.67 km2，再减少到49.88 km2。

3.2土地利用动态变化分析

土地利用动态变化度，也叫土地利用变化速度，对土地利用变化分异特征和土地利用变化趋势等方面研究具有重要的作用。单一土地利用动态度表示某段时间内、某个地区的某种土地利用变化类型的数量变化状况。其表达式为：

               K=(U_b-U_a)/Ua×1/T×100%                          (式3-1)

式3-1中：K为某段时间、某个地区土地利用类型动态度；U_a,U_b分别为初期研究和末期研究的某种土地利用类型数量；T为研究时间跨度，当T以年为单位，K值指研究区内某种类型土地利用年变化率。

本文分别选取时间跨度为7年和11年，计算湖州市单一土地利用动态度指数，即某种土地利用类型的年变化率。2001年至2007年和2007年至2018年期间湖州市林地动态度分别是-5.91%和-12.87%，表示面积逐渐减少，2001年到2018年减少的幅度较快，减少18.03%。耕地动态度是-0.95%和-2.41%，都是负数，表示面积是减少的，2001年到2018年减少的幅度较,小，减少3.34%。建设用地动态度是30.71%和36.09%，都是正数，表示面积是增长的，2001年到2018年增长幅度较大，增加77.88%。水体动态度-7.17%和-14.54%,表示面积是逐渐减少，2001年到2018年减少幅度较快，减少20.66%。未利用地动态度-50.18%和-52.35%，表示面积是减少的，2001年到2018年减少幅度较快，减少76.26%。

3.3土地利用空间变化分析

利用ENVI软件的Change DetectionStatistics工具生成转移矩阵，得到2001年转移到2018年的湖州市土地利用面积转移矩阵。湖州市建设用地面积是增加的，主要由林地和未利用地转入，转入面积分别为580.51 km2、172.37 km2，其他增加面积由耕地和水体转入而来，其转入面积分别为89.05 km2、13.33 km2，总转入面积为855.26 km2。建设用地主要转化为耕地、水体和为利用地，转出面积分别为33.34 km2、23.33 km2、23.42 km2，总转出面积为81.39 km2。

林地面积是减少的，转出的为耕地、建设用地、水体和未利用地，其转化面积分别为135.88 km2、580.51 km2、6.32 km2、12.52 km2，总转出面积675.65 km2。林地主要由耕地转入，转入面积275.54 km2，总转入面积为527.75 km2。

耕地面积是减少的，转出的土地为林地、建设用地、水体和未利用地，其转化面积分别为175.54 km2、89.05 km2、4.00 km2、7.06 km2，总转出面积275.65 km2。耕地主要由林地转入，转入面积135.88 km2，总转入面积为225.07 km2。

水体面积是减少的，转出的土地为林地、耕地、建设用地和未利用地，其转化面积分别为12.81 km2、43.54 km2、13.33 km2、0.74 km2，总转出面积70.42 km2。水体主要由建设用地转入，转入面积23.42 km2，总转入面积为43.74 km2。

未利用地面积是减少的，转出的土地为林地、耕地、建设用地和水体，其转化面积分别为17.83 km2、12.31 km2、172.37 km2、1.45 km2，总转出面积203.96 km2。水体主要由建设用地转入，转入面积为23.33 km2，总转入面积为34.1 km2。

4结论

（1）土地利用分类结果

选择湖州市为研究范围，根据土地分类国家标准（2017）和湖州市实际地类分布情况构建分类体系，用目视解译法分别对2001年、2007年和2018年三期影像执行监督分类，得到三期土地利用分类图。

（2）土地利用结构和格局特征

通过分析三期影像执行监督分类后得到的土地利用分类图可知，林地和耕地是湖州市最主要的土地利用类型。自2001起，湖州市的土地利用结构发生了较大的改变，林地、耕地有所下降，建设用地有所上升。其中耕地面积剧降，建设用地是面积逐渐增长的一种土地利用类型。湖州市各类土地利用变化速率从从高到低依次为：建设用地、未利用地、水体、林地、耕地。

参考文献：

[1]王宗明，国志兴，宋开山，等.2000-2005 年三江平原土地利用/覆被变化对植被净初级生产力的影响研究[J].自然资源学报，2009,24(1):136-146.

[2]瓦哈甫•哈力克,杨玲,布佐热,阿依努尔.基于分形理论的车尔臣河流域中下游土地利用动态变化[J].干旱区资源与环境,2011,25(09):6-12.

[3]丁建丽,塔西甫拉提•特依拜,熊黑钢,海米提•依米提.塔里木盆地南缘绿洲荒漠化动态变化遥感研究——以策勒县为例[J].遥感学报, 2002, (01): 56-62+82

[4]途牛科技：湖州市：自然地理[EB/OL]https://baike.so.com/doc/5337388-5572827.html

[5]wudongwang:监督分类[EB/OL]https://baike.so.com/doc/2825834-2982363.html