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基于遥感影像的长江三角洲土地利用/覆盖变化的研究

刘鑫
  
优享生活
2024年10期
成都理工大学 四川成都 610059

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摘要:随着长江三角洲资源条件变化与产业转型发展,人地矛盾日益突出,准确掌握长江三角洲的土地利用情况对实现高质量可持续发展具有重要意义。本文以长江三角洲为对象,利用2000年、2010年和2020年三个时期的GlobeLand30地表覆盖数据,提取出长江三角洲长达20年的地表土地利用/覆盖信息,分析长江三角洲土地利用/覆盖(LUCC)时空变化特征。研究表明:长江三角洲的各地区土地利用/覆盖在空间分布上存在着显著差异,该区的土地利用综合年变化率比较大,说明土地利用变化速度比较快。

关键字:长江三角洲;土地利用/覆盖;遥感

引言

土地利用和土地覆盖变化是指人类活动对地表特征所产生的影响,包括土地利用与土地覆盖的变化、城市扩张、农业发展、森林砍伐等,客观记录了这些变化的空间格局,反映了地表景观随时间的演变过程[1] 。该研究对气候变化、生物多样性、环境演变、生态安全、人类可持续发展等诸多方面都有密切关联[2] 。

土地利用/覆盖变化作为全球变化研究热点,聚焦人类活动对自然环境的影响。长三角生态环境承压,城市化加速侵蚀生态空间,建设用地扩张与农田缩减损害生态。围垦活动导致生物栖息地受损、湖泊缩减,加剧生态空间保护挑战。因此,研究长江三角洲的土地利用情况具有重要意义。

1 研究区概况与数据情况

长江三角洲位于东经114°54′~123°10′、北纬27°02′~35°20′之间。在2010年指上海市、江苏省、浙江省两省一市,根据2019年国务院批准的《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》,把安徽省也包括在长江三角洲地区 [3] 。长江三角洲在我国大陆的东部沿海,是长江入海之前形成的冲积平原[4] 。长江三角洲地区具有中低周高的地形特征,这导致长江三角洲不断向海延伸[5] 。该地区属于亚热带季风气候,四季分明,季节特征明显 ,夏季则较低[6]。年降水量相对较高,并且大多集中在夏季。区域内的各城市发展情况不尽相同,造成该地区的经济发展存在一定差异。以上海为中心的地区发展速度最快,而安徽省则较为落后。

本研究所用的数据见表1。其中遥感数据主要来源于30米全球地表覆盖数据GlobeLand30,这是我国研制开发的30米空间分辨率全球地表覆盖数据[7] 。2010年和2020年数据的总体精度分别为83.50%和85.72%,Kappa系数分别为0.78和0.82[7] 。

2 研究方法

通过大量文献资料及研究成果的浏览与阅读,了解研究区情况,并明确了研究背景与研究意义,从而为撰写本论文提供了思路与理论支持。运用ArcGIS分析长江三角洲地区遥感影像,提取土地利用/覆被变化数据信息及影像信息,以此用于分析研究区域土地利用状况。

3 成果与分析

研究长江三角洲一定时间内的土地利用/覆盖变化,可以了解到该区土地利用变化的趋势[8] 。土地利用动态度模型分为单一土地利用动态度和综合土地利用动态度,可以定量地描述土地利用的变化速度,这对于对比土地利用变化的区域差异具有十分重要的意义[9] 。

(1)单一土地利用动态度

单一土地利用动态度,常用来表示,代表的是一个区域在一定时间范围内某种土地利用类型的数量变化情况,在本文中表达为年变化率,其表达式为:

式中:分别代表某土地利用类型前期和后期的面积;代表两期间隔的时间。

通过长江三角洲2000-2010年和2010-2020年两个阶段的土地利用单一动态度可以看出,水体与建设用地在这两个阶段都是不断增加的。而耕地两个阶段均为负值,说明耕地一直在减少。林地虽然在两个阶段都是负值,但是其数值非常小,说明它的变化很小。草地的年变化率在第一个阶段为正,第二个阶段为负,说明在2010年之后,草地都得到了合理的利用,土地利用效率有所提高。而未利用地的年变化率在第一个阶段为负,第二个阶段为正,说明在2000-2010年这个阶段未利用地被开发。

(2)综合土地利用动态度

综合土地利用动态度分析的是研究区的综合土地利用动态情况,常用表示,指的是土地利用年变化率[9],其表达式为:

式中:代表第类土地利用类型转为非类土地利用类型面积的绝对值;表示前期土地利用类型的面积;代表两期间隔的时间。

以上公式可得出土地利用综合动态度,它的数值越大表示人类对土地干扰程度越高[9] 。计算得出长江三角洲2000-2010年及2010-2020年的这个数值分别是0.22%和0.45%,说明了此地区土地受干扰程度越来越高,人们对其进行的开发利用也越来越多。长江三角洲地区土地利用动态度由第一阶段向第二阶段不断增强,表明人类活动日益介入土地利用,经济发展处于不断上升的状态。

4 结论

本文以长江三角洲作为研究区域,利用遥感和GIS技术对该地区进行研究。通过收集GlobeLand30提供的全球地表覆盖数据,并运用ArcMap软件进行处理,得到了长江三角洲的土地利用分布图,并计算和分析了土地利用动态度。研究主要结论如下:三角洲2000-2020年间土地动态变化显著。其综合年变化率比较大,说明土地利用变化速度比较快,并且数值在增加,表明人类活动对土地利用的干预程度越来越大。

参考文献:

[1]匡薇,马勇刚,李宏,李静.基于多期数据集的塔吉克斯坦土地利用和土地覆盖变化分析[J].遥感信息,2014,29(03):108-116.

[2]邵璞,曾晓东.土地利用和土地覆盖变化对气候系统影响的研究进展[J].气候与环境研究,2012,17(01):103-111.

[3]张荣天,张小林.长三角乡村多功能时空演化特征与驱动机制[J].农业工程学报,2022,38(13):264-272.

[4]李佳敏.1981-2015年长三角城市群夏季人体舒适度时空变化及其影响要素分析[D].南京信息工程大学,2020.

[5]张斯琦.长三角城市群“三生”空间定量识别与时空演变特征研究[D].中国矿业大学,2021.

[6]许浩,黄婷,刘伟,王浩.长三角风景名胜区空间分布与可达性研究[J].南京林业大学学报(自然科学版),2022,46(06):294-303.

[7]陈军.全球30m地表覆盖遥感数据产品-GlobeLand30[J].地理信息世界,2017,(1):1-8.

[8]徐娜.长江三角洲2000-2010年土地利用空间格局研究[D].西安科技大学,2014.

[9]路瑶. 海拉尔河流域土地利用/土地覆被变化及其驱动力研究[D].内蒙古大学,2011.

作者简介:刘鑫(2001-),女,汉族,江西吉安人,本科,单位:成都理工大学,研究方向:资源与环境(测绘工程)。

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