基于GIS与RS的玉溪市红塔区土地利用分析

Analysis of Land Use in Hongta District of Yuxi City Based on GIS and RS

摘要: 本文通过对云南省玉溪市红塔区2000年1月的TM遥感影像图和2015年1月的OLI遥感影像图进行监督分类及对比研究，结果发现：相比于2000年，2015年分类后处理得出耕地、林地、水体、建设用地、其他用地等主要地物的时空变化，林地、耕地面积大幅度减少，建设用地增加迅速。此研究对我国云南省玉溪市红塔区的土地利用进行了分析，旨在关注其变化，以便对玉溪市的土地管理和规划提出合理的科学依据。

Abstract: Based on remote sensing images of two time periods of TM image 2000-2015, the RS and GIS software were used to classify the remote sensing images and to obtain the cultivated land. The spatial and temporal changes of main objects such as woodland, water, urban land and other land, the land cultivated land area decreased substantially, the construction land increased rapidly. This study was analyzed aiming to pay attention to the change of Hongta District in Yuxi City, Yunnan province in order to provide reasonable scientific basis for land management and planning in Yuxi City.

 

1. 引言

土地利用是全球变化研究的热点问题之一。1996年，国际地圈与生物圈(IGPB)和全球变化人文因素计划(IHDP)两大国际组织共同制定了土地利用科学研究计划 [1] [2] 。随着社会经济的发展，我国投入大量的人力、物力和财力，在土地利用方面也取得了重要的进展 [3] [4] [5] 。1997年，北京大学的蔡云龙教授通过对土地利用与覆盖变化所引起的社会经济问题以及如何实现土地利用的可持续发展问题进行了探讨；2004年，王根绪等研究了15年来长江黄河源区的土地覆被变化；2009年，陈颖彪同样利用RS和GIS软件，对广州市1979~2006近30年土地覆被的时空变化进行分析研究 [6] [7] [8] 。2008年，何云玲通过对2002~2005年玉溪市土地资源分类面积数据的变化分析，利用土地利用程度综合指数模型以及土地利用程度变化模型统计了各地区土地资源利用程度在时间变化、空间分布上的特征 [9] 。但对于2005年之后的玉溪市土地利用情况研究几乎空白，因此，本文以云南省玉溪市红塔区为例，利用GIS手段，对红塔区2000年和2015年的土地利用情况进行对比分析研究，为该区更好的建设做铺垫。

2. 研究区概况

红塔区地处滇中腹地，位于北纬24˚08'30~24˚32'18、东经102˚17'32~102˚41'37之间，东与江川县相连，东南与通海县毗邻，西南与峨山县交界，北与昆明市晋宁区接壤(图1)。属中亚热带半湿润冷冬高原季风气候，冬无严寒，夏无酷暑，气候宜人。主要气象灾害有旱灾、大风、冰雹等(2014年红塔区人民政府)。

3. 数据来源与研究方法

3.1. 数据来源

本研究的数据来源于玉溪市红塔区2000年1月11日的Landsat5 TM遥感影像图，分辨率30 m，云量0.51，及该区2015年1月4日的Landsat8 OLI遥感影像图，分辨率30 m，云量0.29。

Figure 1. Sketch map of Hongta district in Yuxi

图1. 玉溪市红塔区地理位置示意图

3.2. 土地利用分类体系的确定

根据中华人民共和国国家《土地利用现状分类》、《土地覆被分类参考规范》的标准及前人的研究结果 [10] [11] ，结合玉溪市红塔区土地覆被特点和遥感信息的可判性，将该区的土地利用划分为以下几类(见表1)。

3.3. 研究方法

本文基于RS与GIS技术，采用监督分类的方法，在Arcgis10.2中进行人工目视解译修改，得到该区2000年和2015年这2年的土地利用分类图(见图2)及土地利用结构表(见表2)。并运用ENVI5.1转移矩阵和统计功能，得到土地利用动态趋势表(见表3)以及土地利用转移矩阵表(见表4)。

4. 结果与分析

4.1. 土地利用变化特征

从图2中我们可以看出玉溪市红塔区在2000年是以林地和耕地为主，水域和城市用地所占比率较小。特别是耕地面积将近总面积的1/3，而且林地和耕地面积接近整个红塔区面积的90%以上。由此可见，在

Table 1. Classification of land use in Hongta district

表1. 红塔区土地利用分类

Table 2. Table of land use structure in Hongta district in Yuxi city, 2000-2015

表2. 2000~2015年玉溪市红塔区土地利用结构表

Table 3. Dynamic trend of land use in Hongta district, 2000-2015

表3. 2000~2015年玉溪市红塔区土地利用动态趋势表

Table 4. List of land use transfer matrix in Hongta district, Yuxi City, 2000-2015 (unit: hm2)

表4. 2000~2015年玉溪市红塔区土地利用转移矩阵表(单位：hm²)

Figure 2. Land use types in Hongta District of Yuxi (2000, 2015 years)

图2. 玉溪市红塔区土地利用类型图(2000，2015年)

2000年左右玉溪市的发展还是以第一产业为主导，辅之以其他产业。但是到了2015年，虽然林地面积变化不大，但耕地面积在大幅度的减少，且建设用地增长迅速。由此可以看出：近年来，为了适应城市化和经济发展的步伐，建设用地在不断扩张，相应的对于耕地和林地则是大幅度的开发利用，导致其减少。

从2000年~2015年玉溪市红塔区土地利用动态趋势表(见表3)中可以看出，这15年来红塔区综合土地利用度为0.88，其中，建设用地变化率最大，为112.67，说明建设用地在不断地增加；其次为耕地，但其变化率为−90.79，说明耕地的面积在不断减少；处于第三大变化的是水体，其变化率为47.80，说明近年来对于水资源的开发力度在不断增大，但同时我们应该清醒的认识到水资源的重要性。其他各大类型变化浮动不大。

4.2. 土地利用转移矩阵分析

在分析了玉溪市红塔区土地利用类型图之后我们又根据得到的数据做出了动态趋势表，在此基础上我们利用矩阵分析得到转移矩阵表(即表4)，由此可以更加清楚地看到红塔区从2000~2015年土地利用变化的具体数字。根据表4我们看到了玉溪市红塔区2000~2015年间土地利用转移情况：占据红塔区主要土地利用类型的林地和耕地分别从2000年的9163.70 hm²和60,925.52 hm²转变为2015年的844.28 hm²和58,808.15 hm²，这两者中耕地面积变化最大，大量的耕地被占用；林地变化虽然没有耕地变化大，但也在减少。其中，变化最快的是建设用地，从2000年的6937.05 hm²转变到2015年的14,752.87 hm²，变率之大令人惊叹。可见，随着城市化脚步加快，需要大量的农业用地来填充城市建设用地，经济发展背后是以牺牲农业为代价换来的，此种经济发展方式存在不合理之处，长期的发展下去，不会得到长足发展，应该尽快拿出解决方案。当地政府部门不能只注重眼前的经济快速增长，应该坚持可持续发展，立足当地的实际情况做出合理的对策。我们既要金山银山，更要绿水青山。

5. 结论

通过对2000年和2015年玉溪市红塔区的遥感影像的数据进行解译对比分析，得出以下几点结论：

1) 红塔区综合土地利用度为0.88，其中，建设用地变化率最大，为112.67；其次为耕地，但其变化率为−90.79；水体以47.8的变化率位于第三位。

2) 以林地和耕地为主的红塔区由于近年来的土地开发建设，大量的耕地变为了城市建设用地，虽得到了经济的发展，但从长远的角度来看，其更应以保护耕地为主，因以牺牲耕地为代价所换取的经济发展，长此以往，无异于饮鸩止渴。

3) 本研究进一步说明遥感技术和地理信息技术具有短周期，高效率的特点，适合在一定时间范围内做出想要得到的结果，并且在土地利用变化监测中发挥着重要的作用。