第1期
类别 耕地 林地 草地 水域 建设用地 未利用地 2000 年
梅卓华等: 基于 TM 影像的南京市土地利用变化遥感监测与评价
表 2 南京市 2000~ 2007 年土地 利用转移矩阵 Table 2. Cha nge matrix of land use in Na njing fr om 2000 to 2007
摘 要: 以 2000 年和 2007 年 TM 遥感影像为数据源, 利 用 GIS 技术, 获得 了南京 市 2 个 时期的土 地利用 动态变 化。分析表 明, 从 2000~ 2007 年, 南京市耕地减少 36117. 51 公顷, 草地减少 1161. 75 公顷, 而水 域增加 了 23170. 31 公顷, 建设用 地增加 了 8272. 01 公顷, 林地增加 5750. 91 公顷, 未利用地增加了 86. 03 公 顷。2007 年, 南京市生 态环境 状况指 数为 62. 20, 属于良 好状态。人口的增长、经济的快速发展及城市规划的变 革都促进了南京市土地利用的变化。 关键词: 遥感; 土地利用; 遥感监测; 评价; 南京 中图分类号: P285. 2+ 3; S127 文献标识码: A 文章编号: 167229250( 2010) 0120063205
2000~ 2007 年是南京市经济社会高速发展的 时期, 研究探讨这一时期的土地利用动态, 对于南京 市生态环境保护和建设有重要意义。
1 研究方法
1. 1 数据源 南京市生态环境土地利用遥感监测所采用的数
据源是 2000 年 和 2007 年 的 Landsat T M 遥感 影 像, 地面分辨率为 30 米。
从土地利用结构来看, 耕地占比重最大, 占全市 土地总面积 的 51. 45% , 林 地占全 市土 地总面 积 16. 21% , 草地占全市土地总面积 1. 30% ; 建设用地 占全市土地总面积 16. 39% ; 水域占全市土地总面 积 14. 19% ; 未 利 用 土 地 占 全 市 土 地 总 面 积 01 46% 。各二级、三级土地类型占全市土地总面积 的% , 见表 1。 2. 2 土地利用动态变化
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hm2 2007 年 337921. 83 106442. 09 8564. 03 93233. 17 107633. 41 3036. 62 656831. 15
图 1 2000~ 007 年南 京耕地面积卫星遥感影像动态 F ig. 1 TM image dynamics of cultivated land area fr om 2000 to 2007 in Nanjing
46
滩地
5
建设用地
51
城镇用地
52
农村居民用地
53
其它建设用地
6 未利用土地合计
65
裸土地
66
裸岩石砾
2007 年 ( hm2 )
337921. 83 199181. 05 138740. 78 106442. 09 64705. 82
1121. 30 23065. 20 17549. 77 8564. 03 8564. 03 93233. 17 28478. 34 17907. 17 45560. 64 1287. 02 107633. 41 41467. 35 24617. 46 41548. 60 3036. 62
耕地
320320. 84 10122. 76
540. 12 21871. 91 21109. 32
74. 39 374039. 34
林地
313. 98 95454. 18
43. 09 1047. 62 3777. 11
55. 20 100691. 18
草地
155. 43 8. 12
6636. 57 716. 80 2208. 86
( 5) 建设用地增长较快。19. 61% 的建设用地是 占用耕地而来, 3. 51% 和 2. 05% 的建设用地是占用 林地和草地。其中城镇建设用地增长最快, 其次是 其它建设用地。市区和江宁区的建设用地增长最快 (图 2)。
( 6) 未利用 地变 化不大。2000 年之 后开 始的 / 开发区热0和/ 房地产 热0 造成部分土地 闲置和浪 费, 使裸土地有所增加; 矿山禁采和复绿等措施使裸 岩的面积稍有下降。
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地球 与 环 境
2010 年
1. 4 质量保证 为保证遥感解译的准确性, 选择了 40 个典型地
物核查点和 21 个边界点进行野外核查。核查结果 是: 典型地物核查点判读准确率为 95% ; 边界 点判 读准确率为 90% 。 1. 5 评价方法
按国家环境保护总局发布的/ 生态环境状况评 价技术规范0( 试行) H J/ T 19222006 中的方法评价:
人口、国内生产总值和各产业总产值数据来源
于南京市统计年鉴。 1. 2 图像处理
应用 Erdas Imagine9. 0 图像处理软件, 将 T M 影像 合 成 为 432 波 段 的假 彩 色 图 像, 以 2000 年 Landsat T M 图像为控制影像, 选取 20~ 25 个大地 控制点, 应用双线性插值法对图像进行几何纠正, 重 采样后, 误差在半个像元内。 1. 3 图像解译
2 土地利用动态变化分析
2. 1 土地利用现状 通过 遥 感 解 译, 得 出 南 京 市 土 地 总 面 积 为
6568. 31 平 方千 米 ( 比实 际略 小) , 其中 耕地 面 积 337921. 83 公 顷, 林 地 106442. 09 公 顷; 草 地 85641 03 公 顷; 建 设 用 地 107633. 41 公 顷; 水 域 932331 17 公顷 ; 未利用土地 3036. 62 公顷。
( 4) 水域面积明显增加。水域面积的增加主要 来源于耕地, 占 23. 46% 。增加最多的是坑塘, 这与 南京市近年来对大力发展稻田养殖密切相关, 尤以 高淳县的水域面积增加最多, 这与高淳发展螃蟹水 产养殖有关。图 1 显 示, 2000 年高淳县的 水田, 到 2007 年已绝大部分转化为坑塘了。
( 2) 林地有所增加。林地增加的主要来源是耕
地, 占 9. 51% 。但有林地、灌林 地和疏林地都略有 下降, 主 要 是 由 于 建 设 用 地 占 用 增 加 所 致 ( 占 31 55% ) ; 增加的林地面积都来源于其他林地。
( 3) 草地面积有所减少。占用草地最多的仍然 是建设用地, 为 22. 71% , 其次是水域, 为 0. 71% 。
生态环境状况指数( EI) = 0. 25 @生物丰度指数 + 0. 2 @植被覆盖指数+ 0. 2 @水网密度指数+ 0. 2 @( 100- 土地退化指数) + 0. 15 @环境质量指数
EI \ 75, 为优; 55 [ EI< 75, 为良好; 35 [ EI < 55, 为一般; 20 [ EI< 35, 为较差; EI< 20, 为差。
431. 30 2605. 32
占总面积的 比例( % )
51. 45 30. 33 21. 12 16. 21 9. 86 0. 17 3. 51 2. 67 1. 30 1. 30 14. 19 4. 34 2. 73 6. 94 0. 20 16. 39 6. 31 3. 75 6. 33 0. 46 0. 07 0. 39
0. 00 9725. 78
水域
685. 52 171. 22 724. 27 68159. 45 319. 70
2. 70 70062. 86
建设用地
16446. 06 641. 77 619. 98 1437. 39
80216. 20 0. 00
99361. 40
未利用地
0. 00 44. 04 0. 00 0. 00 2. 22 2904. 33 2950. 59
年南京市人 口上升至 617. 17 万人, 增加 72. 28 万 人。随着科技的进步, 人们对生活水平和居住条件 提出越来越高的要求, 这就促进了土地向建设用地 转化, 平均每增加 1 万人, 建设用地增加 114. 44 公
随着社会经济的快速发展, 环境污染和生态破 坏问题日益突出。传统的监测技术方法已不能满足 连续、动态、宏观监测环境污染和生态变化的需求。 遥感技术的发展, 推动了遥感技术在生态环境监测 中的应用[ 1- 4] 。土地利用和土地覆被动态则被认为 是研究环境变化的关键。刘纪远等[ 5] 运用遥感技术 对中国土地利用变化现代过程时 空特征进行了 研 究, 赵庚星等[ 6] 对黄河口耕地进行了遥感动态监测 与分析, 徐少立[ 7] 、曲凯等[ 8] 、杨存建等[ 9] , 分别对各 省份、城市的土地利用遥感动态监测做了研究。这 些研究都显示出土地利用动态在生态环境变化中起 决定性的作用。
2000~ 2007 年, 南京市 耕地减少 36117. 51 公 顷, 其 中 水 田 减 少 39517. 68 公 顷, 旱 地 增 加 34001 17 公顷; 林地面积增加了 5750. 91 公顷; 草地 减少了 1161. 75 公顷; 水域面积增加了 23170. 31 公 顷, 建设用地面积增长 8272. 01 公顷; 未利用地增加 了 86. 03 公顷。
两期( 2000 年和 2007 年) 的土地利用数据是通 过对两期的 Landsat T M 卫星 遥感影 像经目 视判 读, 采用屏幕数字化的方式提取土地利用信息而获 取得到的。在 GIS 平台支持下对解译结果进行统 计和分析, 得到不同时段的土地利用类型变化面积。 参照全国土地利用分类方法[ 10] 和国家环境保护总 局发布的/ 生态环境状况评价技术规范0( 试行) H J/ T 192- 2006, 结合南京市土地资源的利用属性和景 观特征, 土地利用采用二级分类系统: 一级分为六个 类型, 即耕地、林地、草地、水域湿地、建设用地和未 利用地; 二级 分为十五个类 型, 有水田、旱地、有林 地、灌木林地、疏林地、其它林地、高覆盖度草地、河