杨瑞瑞　孙长瑞　荣欣

摘 要：基于2004年和2017年两时相的合肥市Landsat遥感卫星影像，采用监督分类中的最大似然法，对研究区进行土地利用/覆被变化分类，得到合肥市各类地物的统计面积并进行精度评价，分析2004-2017年合肥市土地利用/覆被变化情况。

关键词：土地利用变化；监督分类；最大似然法；合肥市

我国是目前世界上城市化进程最快的国家之一，随着经济和社会的快速发展，城市化是社会经济发展的必然结果，也是社会经济发展的有力推动器。城市用地的变化不仅是城市化水平的重要指标，也是土地利用/覆被变化研究的重要领域之一。土地利用的分类研究对引导和调控城市的扩展，具有重要的战略意义。

遥感数据源具有空间尺度大、获取周期短、信息量丰富等优点，近年来逐渐成为城市扩展、土地利用的主要手段。因此，利用遥感影像进行土地利用信息的提取，能快速地得到城市土地利用变化信息，对城市化的监测、管理和分析提供了及时有效的信息源。

1 研究区概况

合肥作为安徽省省会城市，位于安徽中部，地理坐标为30°56′N～32°30′N，116°40′E～117°58′E。合肥市现辖肥东、肥西、长丰、庐阳4个县，1个县级市巢湖市，位于江淮之间、巢湖之滨，具有承东启西、贯通南北的重要区位优势，总面积11445.1km2，人口796.5万，是全省政治、经济、文化和金融中心，也是全国四大科教城市之一。近年来，合肥市国民经济和社会各项事业处于快速发展时期，随着工业化、城市化进程的加快、人口的增加和生态环境建设等原因，导致土地利用不合理、土地变化尤为明显等问题。

2 研究方法与数据基础

2.1 数据源与预处理

研究区所采用的数据主要为Landsat 5 TM数据和Landsat 8 OLI数据，获取时间分别为2004年4月19日和2017年4月23日，条带号为121，行编号为38，空间分辨率为30m，云量分别为0.15和0.56。首先对遥感影像进行几何配准、大气校正、假彩色合成等预处理，再通过ENVI软件图像利用行政矢量边界进行裁剪，得到研究区的遥感影像图。

2.2 分类方法

利用ENVI 5.1对研究区遥感影像监督分类中的最大似然法和人机交互目视解译法来获得2004和2017年城市建成区的栅格边界图，将地物划分为水体、耕地、建设用地、林地和其他这五类地物。监督分类又称训练场地法，是以建立统计识别函数为理论基础，依据典型样本训练方法进行分类的技术。其基本分类过程为：定义训练样本、执行监督分类、评价分类结果和分类后处理。对遥感图像进行监督分类常用的算法有：最大似然法、神经网络法、支持向量机法等。

3 结果分析与精度评价

3.1 分类结果统计分析

对分类后的结果进行后处理，包括更改分类颜色、剔除小图斑、分类统计、栅格转矢量等。将合肥市2004年和2017年分类后的影像结果进行统计，然后通过比较分析结果，获得地物类型、面积百分比的变化，最后分析近14年合肥市土地利用/覆被变化情况。结果表明：2004年耕地占比24.84%、林地占比14.608%、建设用地占比37.7%、水域占比6.285%、其他面积占比16.567%；2017年耕地占比19.89%、林地占比14.63%、建设用地占比41.65%、水域占比5.936%、其他面积占比17.894%。从2004年到2017年，合肥市耕地面积减少了1448.24km2，建设用地面积增加了1853km2，水域面积减少了80.35km2。

比较显示，2004-2017年合肥市的土地利用情况发生明显变化，建设用地面积得到大幅度的增加，建成区面积在逐渐扩大，随着合肥市政府推行“东向发展”、“科教兴市”战略的大力实施以及“滨湖新城”建设步伐加快，全市社会经济得到了进一步发展。耕地面积大幅度的减少，大部分都转化为建设用地和其他用地，植被遭到严重破坏，政府部门应该积极重视，在注重经济发展的同时也要加大生态环境建设力度。

3.2 分类精度评价

分类精度的评价通常采用分类图与标准数据进行比较，以正确分类的百分比来表示精度。目前普遍采用混淆矩阵来进行分类精度的评定，即以Kappa系数评价整个分类图的精度。混淆矩阵法需要地表真实感兴趣区，为此在高分辨率图像上，通过目视解译选取与执行监督分类相同数量的训练样本，以此样本代表地表真实感兴趣区执行混淆矩阵分类精度评价。计算得到2004年总体分类精度为87.635%，Kappa系数为0.768，2017年总体分类精度为87.42%，Kappa系数为0.78。通过分析Kappa系数与分类精度的关系可知，本次分类实验的结果较为理想。

4 结论

本文利用合肥市Landsat遥感数据对2004-2017年的土地利用进行分类，根据各地物面积变化比重可以得出：

1）近14年合肥市土地利用类型结果分析可知，耕地面积大大减少，减少约4.95%，大部分转化为建设用地和其他用地，说明这段期间耕地、植被在很大程度上遭到破坏。

2）2004-2017年合肥市的建设用地面积增加了1853km2，说明建成区的面积在逐渐扩大，全市社会经济得到进一步发展。

参考文献

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[5]张勇，於忠祥.合肥市耕地资源变化驱动力分析及其保护研究[J].国土资源科技管理，2008（3）：74-79.

作者简介

杨瑞瑞（1993-），女，在读研究生，成都理工大学，610000，生态环境遥感。

孙长瑞（1994-），男，在读研究生，成都理工大学，610000，地质灾害与环境保护

荣欣（1994-），女，在读研究生，成都理工大学，610000，生态环境遥感。