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1987-2006年厦门市土地利用变化检测分析

2014-04-03

环境与可持续发展 2014年3期
关键词:居住地厦门市林地

(厦门市环境信息中心,福建 厦门 361004)

本文对厦门市五个时相(分别为2006年、2000年、1996年、1990年和1987年)的TM影像图进行土地利用分类及其变化分析,为厦门市生态变迁研究提供基础数据支持。

1 厦门市土地利用分类

根据第二次全国土地调查土地分类标准最后确定将厦门市土地利用类型分水体、林地、耕地、居住地、滩涂、养殖用地、未利用土地、绿地。通过分别对厦门市五个时相的TM遥感图像进行了多步骤最大似然监督分类和分类后处理,我们获得了厦门市五个时相的遥感图像分类图[1-3],并对各年份各地类以及各分区各地类的面积进行统计。

运用ERDAS中的Accuracy Assessment功能进行分层随机采样,借助快鸟、spot2.5、土地利用图等辅助材料通过目视解译,进行分类结果验证[4-6]。得到1987到2006年各年总精度分别为90.31%、87.89%、88.24%、90.66%、91.7%。kappa系数分别为:0.878、0.850、0.857、0.892、0.898。

2 土地利用变化分析

2.1 土地利用变化检测

利用Arcmap对土地利用变化进行检测分析,即运用Spatial analysis tool工具下的Map Algebra模块中的raster calculator命令对各时相分类图进行空间叠加分析运算,得到厦门市1987-1990、1990-1996、1996-2000和2000-2006年的土地利用遥感变化图。这部分信息可通过土地利用的转换矩阵获得土地利用变化类型及其空间分布。

2.2 各分区土地利用变化分析

从以上的统计数据可以看出,1987-2006年间厦门市土地利用变化最大的是耕地和居住地,从1990年开始,随着耕地面积的减少,厦门市主要的土地利用类型变成了林地。到2006年,居住地的面积便超过了耕地,成为仅次于林地的土地利用类型。

然而从各时相各分区的分布情况来看,又各有不同。思明区和湖里区在1987-2006年这19年间,面积变化最大是居住地。思明区从1987年到1996年的主要土地利用类型均为林地,从2000年以后则变成了居住地。湖里区在1987年的主要土地利用类型为耕地,到1990年则变为林地,1996年以后居住地便成为其主要的土地利用类型,且面积的增长速度大于思明区,这说明1996年后,岛内的城市建设正向湖里区扩展。

海沧和集美在这19年间面积变化最大是耕地。海沧和集美区从1987年到1990年的主要土地利用类型均为耕地,其次是林地,1996年以后到2000年则反过来,林地成为主要土地利用类型,耕地次之,到2006年,居住地的面积超过了耕地,成为仅次于林地的土地利用类型。这是由于2000年后,随着大批工业区和投资区的兴起,海沧和集美逐渐变成以工业和商业为主要功能单位的区域。

同安和翔安在这19年间变化面积变化最大是耕地。同安从1987年开始到2000年一直是以林地为主要土地利用类型,耕地次之,到2006年居住地才越居第二位。而翔安区的主要土地利用类型从1987年到2000年均为耕地,其次是林地,到2006年主要土地利用类型才变成为林地,耕地次之。可见,翔安区目前仍是一个以农业耕作为主要功能单位的区域。

2.3 各地类的变化分析

(1)随着厦门市经济的快速发展和城市化水平的不断提高,厦门市在1987-2006年间,土地利用发生了很大的变化。

数据表明1987-2006年间,厦门市土地利用发生变化的面积达到全市总面积的35.6%。从各时相的面积变化来看,1987年-1990年这3年间地利用发生变化的面积达到15.3%,1990年-1996年这6年间土地利用变化面积达19.5%,较1987-1990年高出4.2%。1996年-2000年这4 年间土地利用变化面积为18.4%,与1990-1996年间的面积变化相差不多。2000年-2006年这6年间土地利用变化面积达24.2%,这比1996-2000年高出近6%。由此可见,随着厦门市经济的发展,厦门市的土地利用变化速率有所加快。

(2)在分析厦门市水体变化之前,由于五个影像的拍摄月份各不相同,而滩涂的面积是随着潮位的变化而变化,没有可比性,因此在水体变化的分析过程中将滩涂并入水体这一类别中,另外养殖地在此也归入水体。这样得到了1987-2006年厦门市水体的总面积,分别为465.20km2、457.19km2、450.18km2、468.83km2和452.09km2。

通过这些数据可以看出,厦门市的水体(包括滩涂和养殖地)在这19年间变化比较平稳,水体面积没有太大的变化。但事实上水环境容量却有所下降。

(3)厦门市的林地面积也有较大的增长。1987-2006年间共增加143.15km2,占全市总面积的7.5%。从1987年的636.5km2分别增加到1990年的677.32km2、1996年的712.91km2、2000年的745.26km2和 2006年的779.65km2,分别增加了40.82km2、35.58km2、32.36km2和34.39km2。1987-1990年增长的速率分别是1990-1996年、1996-2000年、2000-2006年的2.3倍、1.7倍和2.4倍。在这些林地增加的面积中,大部分是由耕地转换为果园而来的。

(4)厦门市的耕地数量不断下降,并且有加强的趋势。分析厦门市土地利用遥感动态监测结果可知,厦门市的耕地数量不断减少,从1987年的712.9km2分别减少到1990年的610.34km2、1996年的543.97km2、2000年的416.98km2和2006年的233.71km2,分别减少102.57km2、66.37km2、126.99km2和183.27km2。从以上图表中可以看出,这些减少的耕地主要是转换成了林地(主要是果园)、居住地和未利用地(主要是待建设开发用地)。这说明随着市场经济的深入和厦门市经济的发展,在经济利益和城市化的推动下,大量的耕地向产值高的果园及居住地转换。

(5)厦门市的居住地处于加速增长阶段。1987年厦门市的居住地为83.44km2,1990年变为161.27km2,增加了77.83km2。到了1996年,厦门市的居住地为146.61km2,比1990年略有减少,而减少的这部分主要是岛外的部分,岛内的居住地面积在1996年还是有所增加,这除了在影像分类过程中有一部分被误分导致面积统计上的不准确以外,还有一部分原因是岛外的居住地由于拆迁改造等原因,转变为未利用地。

通过分析数据可以得出居住地的增加主要是由耕地、林地和未利用地等转换而来的。

此外,由于在遥感土地利用分类过程中,居住地信息如前所述提取极为困难,而且容易与休耕时的耕地混淆,因而,在厦门市的土地利用变化图中也出现了少量面积的居住地转换为耕地和水体等不合理的土地类型转换现象。

3 结 论

厦门市从1987-2006年间,土地利用方式发生了很大的变化,城乡建设用地处于加速增长阶段,城乡建设用地的增长,特别是城市用地的扩展侵占大量的耕地,从而导致了厦门市耕地数量不断减少,并且随着时间的推移减少有增强的趋势,这应引起有关部门的注意。受到市场经济的影响和经济利益的驱动,厦门市的果园面积增长较快,导致了林地这一用地类型面积的增加,厦门市的果园主要是由耕地转换而来的,因此,从某种意义上讲,果园的增加也加重了厦门市耕地的压力。厦门市的水体面积虽然保持不变,但水环境容量却是下降的。

参考文献:

[1]李四海.浅谈提高遥感数据分类精度的方法[J].遥感信息,1995(3):17-19.

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[3]李爽,丁圣彦,许叔明.遥感影像分类方法的研究[J].河南大学学报,2002,32(2):72-74.

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