基于多源遙感圖象的城市邊緣帶土地利用-覆蓋變化及預測——以天津市西青區(qū)為例.pdf

1、近30年來，中國經(jīng)濟高速增長和快速城鎮(zhèn)化，城市邊緣帶的土地利用/覆蓋發(fā)生了劇烈變化，產(chǎn)生了一系列的環(huán)境與生態(tài)安全風險。其中，耕地面積大幅度減少，尤其是優(yōu)質(zhì)農(nóng)田的非農(nóng)業(yè)利用，直接影響我國糧食安全。都市邊緣帶，城市擴張更就快速，由土地利用/覆蓋變化引起的環(huán)境問題更加復雜。利用多時相、多源遙感圖象，結合實地考察，檢測城市邊緣帶土地利用/覆蓋變化，預測未來變化趨勢，是城市邊緣帶環(huán)境變化與安全研究的首選方式。
　　 本文中，選取天津市西青

2、區(qū)為研究案例。采用1979年5月的MSS影象和1993年6月、2001年9月、2005年9月的TM影象作為主要數(shù)據(jù)源；結合天津市西青區(qū)1990年地形圖、我們的野外實地調(diào)查數(shù)據(jù)等，利用ERDAS，ArcGIS以及MATLAB軟件平臺，檢測研究區(qū)域內(nèi)的土地利用/覆蓋變化，嘗試運用馬爾科夫模型進行空間預測。通過對影象數(shù)據(jù)進行預處理、分類，提取分類影象進行變化，并統(tǒng)計分析結果；然后，進一步分析土地利用變化驅(qū)動力。結合馬爾科夫模型和遙感分類圖象的

3、空間特點，運用馬爾科夫模型模擬預測。為驗證模型的有效性和可靠性，選取2009年的研究區(qū)域局部土地利用/覆蓋作為預測目標。最后，以該區(qū)域內(nèi)2009年土地利用/覆蓋的空間實況作為對照，驗證和分析空間馬爾科夫模型的預測精度。
　　 結果表明，(1)研究區(qū)域內(nèi)的土地利用/覆蓋主要為耕地、非農(nóng)業(yè)建設用地、水域和林草地。(2)1979年至2005年間，研究區(qū)域內(nèi)耕地面積大量減少。從1979年的70.68％減少到2005年的45.13％。耕地

4、的主要流向為建設用地。每個時期的轉(zhuǎn)換率分別為：5.45％(1979-1993年)，13.16％(1993-2001年)，11.59％(2001-2005年)。從年流失率看，有逐步加快的趨勢。(3)1979年至2005年間，研究區(qū)域內(nèi)建設用地面積明顯增多。從1979年的1.76％增加到2005年的23.4％。增加的建設用地主要來源是耕地。(4)1979年至2005年間，研究區(qū)域內(nèi)的水域和林草地變化不大。其中，水域面積從1993年的21.1

5、6％增加到2001年的24.61％；林草地面積總量變化不大，維持在7.25％～10.81％之間，但轉(zhuǎn)變頻繁。水域和林草地的變化主要與天津市西青區(qū)的城市規(guī)劃和建設有關系，比如河道的改造和城市綠地的消長等。(5)天津市西青區(qū)土地利用/覆蓋變化的主要驅(qū)動力為人口增長、經(jīng)濟發(fā)展、交通影響和政策導向。(6)空間馬爾科夫模型的整體預測準確度為76.16％，Kappa系數(shù)為0.5862。
　　 由此可見，研究時間段內(nèi)天津市西青區(qū)的土地利用/覆