基于RS与GIS的县级旅游区域土地利用动态分析

第33卷第2期2010年4月

测绘与空间地理信息

GEOMA TICS &SPA T I AL I N FORMA TI ON TECHNOLOGY

Vol .33,No .2Ap r .,2010

收稿日期:2009-11-20

基金项目:国家自然科学基金项目(30570279);中南林业科技大学林业遥感信息工程研究中心开放性研究基金项目(RS2008k03);中

南大学研究生创新项目(1343-74334000022)资助

作者简介:李英芳(1983-),女,湖南常德人,地图制图学与地理信息工程专业在读硕士研究生,主要研究方向为地理信息系统应用

与开发。

基于RS 与G IS 的县级旅游区域土地利用动态分析

李英芳,杨敏华,梁　亮

(中南大学信息物理工程学院,湖南长沙410083)

摘要:运用RS 与GIS 技术,有效地从SPOT 5卫星遥感影像上提取了武陵源区土地利用变化数据,结合全国第

二次土地调查成果数据和相关年限的资料分析了武陵源区1997～2007年间土地利用变化情况。研究指出了武陵源土地利用中的不足之处,可为相关政策下实施土地的合理利用和旅游业的可持续发展提供指导,也证实了实施县级旅游区土地监测的必要性。

关键词:遥感影像;土地利用;动态变化;数学模型中图分类号:P208 文献标识码:B 文章编号:1672-5867(2010)02-0021-04

Analysis on Dynam i c Changes of Land Use i n County Tourist D istri ct

Based on RS and GI S

L I Ying -fang,Y ANG M in -hua,L IANG L iang

(School of I nfophysi cs Eng i n eer i n g,Cen tra l South Un i versity,Changsha 410083,Ch i n a)

Abstract:U sing RS and GI S technol ogy,variable inf or mati on of land -use in W ulingyuan was extracted effectively fr om the re mote sensing i m ages of SP OT5satellite .On the basis of the outcome data in the second land survey and the datu m of relevant years,the situ 2ati on of changes in W ulingyuan (1997～2007)was analyzed co mp rehensively .The i m perfecti on of the land use in W ulingyuan was p resent and regarded as a guidance t o make reas onable use of the land and sustainable devel opment of t ouris m under the related poli 2cies .I n additi on,the necessity of land monit or in the t ourist district was confir med .Key words:remote sensing i m age;land use;dyna m ic change;math model

0　引　言

面对日益加剧的“环境-资源-人口”问题,深入了解土地变化成因、过程,以及预测未来土地的发展趋势已成为众多学者的研究热点。“国际地圈与生物圈计划

(I G BP )”和“全球环境变化中的人文领域计划(HDP )”于1995年提出了“土地利用/土地覆盖变化(LUCC )”这一研

究课题

[1-2]

。在监测城市LUCC 方面,RS 与GI S 集成技

术具有精度高、周期短、费用低的特点已成为了一个强大而有效的工具

[3]

,并在国内得到了许多应用。钱乐集

[4]

等应用陆地卫星热红外波段反演地表温度,对珠江三角洲土地覆盖变化进行了分析;彭文甫

[5]

等对四川省成都

市双流县进行了土地利用变化分析;赵卫权[6]

等则对重

庆主城区土地利用与覆盖进行了研究。总体而言,国内在LUCC 方面已进行了大量的研究并取得了一系列成果,

但大部分成果都集中在经济发达的城区,针对县级旅游区的土地利用动态分析还很少。因此,如何结合我国基本国策,利用高分辨影像对县级旅游区进行计算机自动信息提取,进而运用数学模型进行LUCC 分析,还有待进一步关注。而作为世界自然资源遗产的武陵源风景名胜区,土地利用状况和生态环境质量决定了其旅游业发展的水平和潜力,其相关研究尤为重要。

1　武陵源区概况

武陵源区位于云贵高原东北缘的武陵山区,是一个资源丰富,生态完整,具有重要的科学和美学价值的典型风景名胜区。其地理位置是东经109°40′～110°20′,北纬

28°52′～29°48′,东西长37.5k m,南北宽25.6k m,总面积397.5k m 2

;地势总趋势西北高,东南低。全区岩石和土地

类型比较复杂,地下水类型及富水性严格受地层、岩性、

构造、地貌控制;植被类型属中亚热带北部常绿阔叶林,其原始的自然风光,被列入《世界自然遗产名录》,吸引了成千上万的国内外游客。随着旅游业的飞速发展,分析土地动态变化、优化土地结构和生态环境质量,实施可持续发展战略,具有十分重要意义。

2　数据来源及技术路线

2.1　数据来源

1)武陵源区1∶10000地形图;

2)2004～2005,2007年获取的张家界市武陵源区2.5m 分辨率SP OT 5影像数据;

3)第二次全国土地调查2009年成果数据及其采用的

《全国土地分类》二级分类体系;

4)土地利用规划专题研究报告集(武陵源2006～2020年)(中南大学测绘研究所编著)。

2.2　技术路线

以面向对象的遥感分类软件eCogniti on 为土地利用信息获取手段,以国产GI S 软件MapGis 分析管理平台,建立武陵源区土地利用现状数据库。基本技术路线如图1

所示。

图1　研究技术路线

F i g .1　Techn i que routi n e of the study

2.3　结果分析

选取一定数量的样本进行目视解译与野外验证得到

的人工目视判读分类结果和eCogniti on 分类[7-8]

结果会有所差别,但是从整体上来看,这种差异性比较小(如图2、图3所示)。同时结合全国第二次土地调查成果数据综合分析,提取的2007年数据也基本上达到了分类要求,可以用作土地动态研究。而引起这种差异的原因是:图像的可识别能力要以人的视觉生理水平为基准,人工勾画图斑通常以大面积地物属性为准,忽略了微小像元,但计算机在寻找像元变化信息时将地物划分得非常详细。

3　土地利用动态分析

3.1　动态平衡分析

武陵源区作为风景名胜区,旅游业是主导产业,旅游是全区的中心工作,而全区土地利用状况却是衡量该区旅游业发展潜力的关键。动态平衡分析就是为了满足该区国民经济和人类需求的不断增长,在实施可持续发展战略的相当长的时期内,土地的数量和质量都应不断提高,

达到土地数量和质量供给与需求的动态平衡。

图2　eCogn iti on 分类效果图

F i g .2　The cl a ssi f i ca ti on results by eCogn iti

on

图3　分类后M apG I S 矢量图

F i g .3　The M ap

G I S vectorgragh after cl a ssi f i ca ti on

由表1可知:

1)1997～2007年间,城镇村及工矿用地增加

102.13h m 2,交通运输用地增加116.08h m 2

,其中共占用

耕地434.91h m 2

,占总用地的13.1%。据当地国土部门核实,2005年后耕地面积出现上升的原因之一是全区陡

坡开垦面积1532h m 2

,占总耕地的23.1%,这些增加的耕地面积均超出了国家禁垦坡度,是该区水土流失的主要地类。

2)交通运输和水域、城镇村及工矿用地迅猛增加,农村兼业户迅猛增长,农村劳动力超负荷地向第二、第三产业转移。旅游区弃农从商、广种薄收甚至耕地荒弃的现象尤为严重,从而影响了耕地优良性和作物的高产出。

3.2　比重和比重变化率

为了更直观地了解武陵源土地利用的变化趋势,本文定义比重这一概念来描述某一时刻单一土地利用类型的面积占研究区域总面积的比值。若将这个比值扩大100倍,就得到该单一时刻土地利用类型的比重,如式(1)

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