崔鹏艳

摘要：利用波段合成、坐标转换、几何纠正、影像拼接和裁剪等技术，结合Google地图照片和地形图建立的地物解译标志，根据Landsat TM影像数据目视解译的方法，得到太原市2000年和2010年的Landsat TM影像数据的土地利用分布图。通过数学统计的方法，利用GIS分析技术，分别对太原市2000年和2010年的Landsat TM影像的土地利用分布数据进行各主要利用类型的占地面积的统计汇总和动态度分析，得到各种统计类型的面积变化趋势以及其对应的动态度大小，为其它相关的土地利用研究等提供参考。

Abstract： Combining with the ground object interpretation sign established by Google map and topographic map， the distribution map of land utilization of the Landsat TM image data of Taiyuan in 2000 and 2010 was obtained according to the interpretation method of Landsat TM image data by using the technology of band synthesis， coordinate conversion， geometric correction， image mosaicing and cutting. By means of mathematical statistics and GIS analysis technology， statistical summary and dynamic attitude analysis of the land-use distribution map of Taiyuan in 2000 and 2010 were carried out to obtain the change rules of various types， providing reference for relevant researches.

关键词：Landsat TM数据;土地利用; 动态度;太原市;统计

Key words： Landsat TM data;land utilization;dynamic attitude;Taiyuan;statistics

中图分类号：TP79                                         文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）10-0203-03

0  引言

我国在1999年正式启动了“利用遥感影像进行土地利用动态监测”的项目。土地利用性质的变化对环境的变化起着重要的作用[1]，同时还影响着区域内农业、工业、旅游业等的发展[2]。土地利用性质发生变化的规律的研究是探索气候和环境变化规律的关键因素[3]。利用遥感技术进行土地利用变化的检测和研究已经得到了广泛的应用和推广[4-8]。其中，基于同区域、多时相Landsat TM影像数据对土地利用变化研究的方法取得了较好的成果[9-10]。本文利用覆盖太原市的2000年和2010年Landsat TM影像数据，结合Google地图照片和地形图建立的地物解译标志，根据Landsat TM影像目视解译的方法，得到了太原市2000年和2010年的土地利用分布图，通過数学统计的方法进行太原市的土地利用的研究和分析。

1  研究区概况

研究区太原市是山西省的政治、经济、文化、交通和国际交流中心，位于太原盆地的北端，东、西、北三面环山，地形北高南低，其地理坐标为东经111°30′-113°09′，北纬37°27′-38°25′。东西横距约144公里，南北纵距约107公里，以丘陵和山地为主，平川约占五分之一。

2  数据预处理

首先收集覆盖研究区的2000年与2010年的同时期、云覆盖率低的TM原始影像数据及地形数据，然后对采集的原始TM影像数据进行波段合成、坐标转换，利用已进行几何精纠正处理的太原市TM影像对2000年与2010年的遥感影像进行图像配准与几何校正，之后又进行了影像拼接和裁剪，获得太原市的2000年与2010年处理后的TM影像数据。利用Google地图照片和地形图建立地物解译标志，根据Landsat TM影像数据的解译方法，得到2000年与2010年的太原市Landsat TM影像土地利用分布图。

3  数据分析

3.1 土地利用类型分析

根据研究区的Landsat TM影像土地利用分布数据，分别对太原市2000年与2010年的土地利用类型进行汇总统计（见表1），其中研究区的总占地面积是6.99×103 km2。由表1可知，2000年太原市在已利用的土地分类中，林地所占比例最大，为34.05%。耕地和草地分别占统计总量的31.35% 和27.51%。2010年林地占统计的总面积比例仍是最大，为34.04%，之后依次为耕地、草地，它们分别占统计总量的30.48%和27.48%，城乡、工矿、居民用地占太原市总面积的6.72%，未利用土地占统计总量的0.04%。从2000-2010这10年间，太原市土地利用类别在数量上发生了一些变化，其中面积出现减小现象的类型包括耕地、林地、草地和水域，其它统计类型的面积有所增加。

3.2 林地类型分析

结合太原市当地植被分布规律，分别从灌木林、有林地、疏林地及其它林地这四个方面对太原市的林地类型进行研究和分析。数據统计见表2，其中2000年太原市林地的占地总面积达到了236269.35m2，在统计的林地分类中，灌木林占太原市林地统计总面积的53.67%，所占比例最大，有林地和疏林地分别占统计的林地总面积的17.82% 和27.48%，其它林地统计的占地面积达到了2436.72m2，占统计的林地总面积的1.03%。2010年太原市林地总占地面积达到了236228.49m2，相较于2010年的林地面积统计量变化不大，各个分类统计数据中，灌木林的占地面积达到了125651.50m2，占统计总量的53.18%，所占比例仍是最大，有林地占统计总量的18.75%，疏林地占统计总量的27.48%，其它林地的统计面积为63970.60m2，占统计总量的0.99%。综上可知，太原市在2000-2010年间，林地的各个分类统计中，面积出现减小的类型为灌木林，其它统计类型的面积都是增长趋势，整体上林地的面积变化不大。

3.3 城乡、工矿、居民用地类型分析

根据研究区Landsat TM影像数据的土地利用分布图，分别从城镇用地、农村居民点和其它建设用地三个方面对2000年与2010年的太原市城乡、工矿、居民用地进行统计分析。由表3可知，2000年太原市统计量的总面积达到40021.99m2，统计的各个分类中，城镇用地占统计量总面积的59.36%，所占比例最大，农村居民点占统计量总面积的31.68%，其它建设用地占统计量总面积的8.96%。2010年太原市统计量的总面积达到46629.42m2，其中城镇用地占统计量总面积的64.11%，所占比例较2010年有所增加，农村居民点占统计量总面积的27.89%。太原市在2000-2010年间，城乡、工矿、居民用地中的城镇用地、农村居民点、其它建设用地的面积都有所增长，总面积随之增大。

3.4 土地变化类型分析

太原市在2000年到2010年间，土地利用类别变化总面积为10170.58m2，对其利用类别变化面积进行研究和统计，得到图1和表4。在图1中，土地利用类形发生变化的区域主要集中在太原市区的小店区和晋源区。由表4可知，类型发生变化区域最大的是旱地转变为城乡、工矿、居民用地，占统计量总面积的64.24%，类型发生变化的形式多种多样，整体比较稳定。

4  变化动态分析

4.1 太原市土地利用动态度

动态度指的是检测对象在研究时段内面积发生变化的情况，如表达式（1）。其中：Ua表示检测对象在开始的统计面积，Ub表示检测对象在结束的统计面积，T代表着统计的时间长度。

太原市土地利用变化率可根据式（1）求得，数据统计见表5。其中，居民、工矿、城乡用地的变化率均为正值，说明处于增长状态，除此之外的类型均处于减少状态。总体分析，在2000年至2010年期间，太原市农业用地减少速度较快，主要体现在耕地面积及其它农用地两个方面;同时，随着社会工业化、城镇化的不断发展，对土地需求也在逐步增加，其中居民、工矿、城乡用地增长速度最快。

4.2 林地土地利用动态度

利用太原市2000-2010年的Landsat TM影像的土地利用分布数据，对太原市10年间的林地变化情况进行统计（见表6）。由表6可知，灌木林的面积下降最快，其主要原因是灌木林多生长在山区较为平缓的地区，而且有些地区接近城镇。有林地多在山上，地势陡峭，而且国家加大对有林的种植和保护力度，其增长速度较快。

4.3 城镇、工矿、居民用地土地利用动态度

对太原市2000-2010年间城镇、工矿、居民用地土地利用变化率进行统计（见表7）。由表7可知，太原市在这10年期间，城镇用地所占面积增速较快，受太原市城市建设发展的影响，小店区和晋源区部分土地转变为城镇用地，随着经济的发展，农村居民点和其它建设用地也有所增加。从2000年到2010年，太原市土地利用动态变化的主导方向是农业用地类型向非农业用地类型转变，同时耕地面积急剧减少，大量转化为建设用地。

5  结论

①利用处理后的2000年和2010年太原市Landsat TM影像数据，结合Google地图照片和地形图建立的地物解译标志，根据Landsat TM影像数据的解译方法，得到研究区2000年和2010年的Landsat TM影像土地利用分布数据。

②根据2000年和2010年的太原市Landsat TM影像土地利用分布数据，分别对土地利用类型中的常用类型和变化量进行统计分析，得到各个分类在这10年的变化规律。

③利用统计数据，运用地理学的综合分析、实证分析、GIS技术与数学统计相结合的方法分析太原市土地利用的时空变化规律及可能产生的原因。

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