浙江錢塘江流域土地利用-覆蓋自動(dòng)分類研究及時(shí)空變化分析.pdf

1、浙江錢塘江流域地處長江三角洲經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。近十幾年來，人口、經(jīng)濟(jì)快速增長，土地利用顯著變化，國民生產(chǎn)總值逐年遞增，成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展最快的地區(qū)之一。但由于在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中對(duì)土水資源的合理開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)重視不夠，造成了土地利用方式的不合理以及土水資源的大規(guī)模無序開發(fā)，從而加劇了錢塘江流域水質(zhì)下降和環(huán)境惡化。研究表明，流域內(nèi)各種土地利用／覆蓋類型比例的變化是造成土水質(zhì)量下降和生態(tài)環(huán)境惡化的重要原因。伴隨著錢塘江流域經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，科

2、學(xué)大范圍地進(jìn)行土地資源科學(xué)有效管理迫在眉捷。因此，利用遙感技術(shù)進(jìn)行土地利用／覆蓋自動(dòng)分類方法研究及遙感監(jiān)測(cè)時(shí)空變化分析，正確認(rèn)識(shí)浙江錢塘江流域土地利用／覆蓋變化情況及時(shí)空演變趨勢(shì)，對(duì)優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)土地資源的優(yōu)化配置和集約利用將提供新的方法途徑，對(duì)錢塘江流域乃至整個(gè)浙江省的可持續(xù)發(fā)展具有極其重要的意義。 本文將光譜角制圖(SAM)方法與多源信息相結(jié)合，探索了適應(yīng)于地形地貌復(fù)雜、土地利用細(xì)碎地區(qū)，簡便、高效的能夠滿足應(yīng)用需求

3、的高精度土地利用／覆蓋計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類的新方法。并運(yùn)用此方法，對(duì)浙江錢塘江流域1991年、1997年和2004年三年跨度近15年土地利用／覆蓋進(jìn)行自動(dòng)分類，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。隨后，對(duì)1991年、1997年和2004年三期的土地利用／覆蓋變化進(jìn)行時(shí)空特性分析，揭示了浙江錢塘江流域土地利用／覆蓋變化的規(guī)律，尋找出該流域土地利用／覆蓋變化的熱點(diǎn)地類及熱點(diǎn)區(qū)域，以及探明了各地類重心轉(zhuǎn)移的程度和方向。為優(yōu)化浙江錢塘江流域土地利用結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)土地資源的優(yōu)化

4、配置和科學(xué)管理，提供強(qiáng)有力的信息支持和研究分析的新路徑方法。 本研究的主要結(jié)果如下： 1.基于SAM和多源信息的土地利用覆蓋自動(dòng)分類方法研究土地利用/覆蓋變化是全球環(huán)境變化的重要組成部分和主要原因之一。如何在地形地貌復(fù)雜、土地利用細(xì)碎地區(qū)，獲得能夠滿足應(yīng)用需求的高精度土地利用／覆蓋自動(dòng)分類專題圖是遙感工作者所面臨的挑戰(zhàn)。為此，本研究將多源信息與光譜角制圖(SAM)自動(dòng)分類相結(jié)合，探求多源信息在TM圖像自動(dòng)分類中的作用。對(duì)

5、引入的七個(gè)信息：海拔高程、坡度、坡向、歸一化植被指數(shù)(NDVI)、歸一化水體指數(shù)(NDWI)、歸一化建筑指數(shù)(NDBI)和歸一化裸土指數(shù)(NDBaI)的作用，進(jìn)行了分析。以具有代表性的浙江富陽市和義烏市為研究區(qū)，進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明，坡度信息的輔助作用最為突出。復(fù)合坡度信息后的TM圖像SAM分類比單獨(dú)TM圖像SAM分類總精度提高10％左右。以上坡度作為輔助信息與TM圖像進(jìn)行融合，再利用SAM方法進(jìn)行分類，簡便高效，對(duì)研究地區(qū)的土地利用

6、解譯工作具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。 2.浙江錢塘江流域1991年、1997年、2004年土地利用，覆蓋動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)合分層分區(qū)分景的方法，根據(jù)研究區(qū)的地物特征和地形地貌，將研究區(qū)劃為3層16區(qū)87個(gè)地貌分景區(qū)，運(yùn)用SAM自動(dòng)分類方法對(duì)浙江錢塘江流域1991年、1997年、2004年三期共87個(gè)地貌分景區(qū)進(jìn)行土地利用／覆蓋的自動(dòng)分類，并對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行了隨機(jī)點(diǎn)精度評(píng)價(jià)和實(shí)測(cè)點(diǎn)精度評(píng)價(jià)。兩次評(píng)價(jià)結(jié)果，三期影像的分類總精度均在80％左右，總Kap

7、pa系數(shù)均在0.70以上，分類質(zhì)量較好。浙江錢塘江流域1991年、1997年、2004年土地利用／覆蓋動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果：林地基本保持不變；水田呈逐年下降趨勢(shì)；建筑用地呈逐年上升趨勢(shì)；旱園地在1991年和1997年面積保持不變，在2004年有明顯下降；水域在1991年和1997年面積變化不大，在2004年明顯上升。 3.浙江錢塘江流域1991年到2004年土地利用／覆蓋時(shí)空變化分析浙江錢塘江流域1991年到2004年間，建筑用地變化速

8、度最快，是浙江錢塘江流域土地利用／覆蓋變化的“熱點(diǎn)”地類；旱園地和水田變化頻繁，是浙江錢塘江流域土地利用／覆蓋變化的“敏感”地類。1991年到2004年年間土地利用／覆蓋程度不斷加深，其中，1991到1997年間是浙江錢塘江流域快速發(fā)展的時(shí)期。1991年到2004年間浙江錢塘江流域土地利用／覆蓋結(jié)構(gòu)均衡度在不斷增加，優(yōu)勢(shì)度在不斷下降，目前流域土地利用／覆蓋結(jié)構(gòu)正向著逐步均衡的方向發(fā)展。 浙江錢塘江流域1991年到2004年間諸暨

9、市、義烏市是土地利用／覆蓋變化的熱點(diǎn)地區(qū)。其中，1991年到1997年間諸暨市、遂昌市、蕭山區(qū)、富陽市、桐廬縣、義烏市為土地利用／覆蓋變化的熱點(diǎn)地區(qū)，1997年到2004年間蕭山區(qū)、金東區(qū)、婺城區(qū)為土地利用／覆蓋變化的熱點(diǎn)地區(qū)。 浙江錢塘江流域1991年至2004.年期間，水域和建筑用地的重心漂移量較大。建筑用地的重心漂移量最大，漂移方向?yàn)闁|北方。其次是水域，漂移方向?yàn)闁|南方；水田、早園地、林地的重心漂移量均較小，漂移方向分別水