余毓先，黃義忠，尹紅梅

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基于RS與GIS的石漠化土地適宜性評(píng)價(jià)研究

余毓先1*，黃義忠2，尹紅梅3

（1. 昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650093；2. 昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650093； 3. 西南有色昆明勘察設(shè)計(jì)院，云南 昆明 650217）

由于石漠化致使土壤嚴(yán)重侵蝕，基巖大面積出露，土壤嚴(yán)重侵蝕，土地生產(chǎn)力嚴(yán)重下降，因此，對(duì)石漠化土地整治適宜性評(píng)價(jià)很有必要?；赗S和GIS技術(shù)，結(jié)合土地石漠化原因，選取石漠化發(fā)育區(qū)域土地整治適宜評(píng)價(jià)因子進(jìn)行劃分等級(jí)，構(gòu)建關(guān)于石漠化土地整治適宜性評(píng)價(jià)的方法體系。并以土地石漠化土地整治項(xiàng)目區(qū)西疇縣三個(gè)村為實(shí)例，運(yùn)用TM遙感影像技術(shù)和GIS技術(shù)進(jìn)行整理分析。對(duì)石漠化土地適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià)，為石漠化土地整治項(xiàng)目提供理論依據(jù)和決策支撐。

RS；GIS；石漠化土地；適宜性評(píng)價(jià)

0 引言

近年來(lái)，喀斯特地區(qū)日趨嚴(yán)重的石漠化現(xiàn)象，對(duì)人們生產(chǎn)生活造成的影響不容忽視，在西南喀斯特地區(qū)由于生態(tài)環(huán)境脆弱，經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后[1]。石漠化地區(qū)人口密度大，水、土、人之間矛盾突出，引起國(guó)家以及相關(guān)部門(mén)的高度重視，因此，對(duì)石漠化地區(qū)的土地整治與適宜性評(píng)價(jià)勢(shì)在必行。關(guān)于治理與恢復(fù)石漠化土地的方法，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了許多研究：王德光基于WSR系統(tǒng)理論探討了治理石漠化方法，對(duì)廣西全境進(jìn)行小流域整治模式分區(qū)塊，基于CBR（案例推理）技術(shù)構(gòu)建了廣西石漠化治理的案例[2]。陳燕琴以黔南州為例，多角度解讀治理模式，為石漠化治理提供決策參考[3]。許可，莊亞飛，趙桔青等關(guān)于RS與GIS進(jìn)行相關(guān)的研究應(yīng)用[4-9]。尹紅梅通過(guò)對(duì)石漠化發(fā)育區(qū)域進(jìn)行分析，提出石漠化土地整治關(guān)鍵技術(shù)[10]，馬能，黃義忠等提出基于遙感與地理信息系統(tǒng)的石漠化發(fā)育區(qū)土地整治適宜性評(píng)價(jià)[11]。本文將建立石漠化土地適宜性評(píng)價(jià)體系，并選取西疇縣項(xiàng)目區(qū)作為研究區(qū)進(jìn)行實(shí)證研究分析。

1 石漠化土地適宜性評(píng)價(jià)特點(diǎn)及方法

1.1 石漠化土地適宜性評(píng)價(jià)特點(diǎn)

土地適宜性評(píng)價(jià)，即評(píng)定土地對(duì)于某種利用方式是否適宜以及適宜的程度，是土地利用決策，科學(xué)地編制土地利用規(guī)劃的基礎(chǔ)。本文綜合評(píng)價(jià)因子，確定權(quán)重，建立定量石漠化土地適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體 系，為土地整治提供理論依據(jù)。并使用RS與GIS為工具的技術(shù)路線(xiàn)，建立模型，構(gòu)建定量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。采用文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)法、Delphi法和層次分析法，綜合確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，最后得到石漠化土地適宜性綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

1.2 石漠化土地適宜性評(píng)價(jià)方法

1.2.1 石漠化土地適宜性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

為建立石漠化土地適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，本次評(píng)價(jià)采用土地適宜等級(jí)，石漠化土地整治適宜性評(píng)價(jià)可分為5級(jí)[10]。詳細(xì)見(jiàn)表1。

表1 石漠化土地整治適宜性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表

1.2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取和評(píng)價(jià)指標(biāo)得分確定

根據(jù)構(gòu)建石漠化土地整治適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的原則，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取與因子分級(jí)量化探討，將土地資源特點(diǎn)、利用現(xiàn)狀等因子綜合分析后，選取對(duì)土地質(zhì)量起主導(dǎo)關(guān)鍵作用的植被覆蓋度、基巖出露率、耕作層厚度、坡度、居民點(diǎn)分布、土壤有機(jī)質(zhì)含量、道路距離分布8個(gè)因子作參考指標(biāo)[10]。對(duì)不統(tǒng)一的評(píng)價(jià)指標(biāo)的單位量化值進(jìn)行歸一化處理，因此，根據(jù)各個(gè)指標(biāo)與石漠化土地整治適宜性程度相關(guān)因子，賦予指標(biāo)相應(yīng)分值（表2）。

表2 石漠化土地適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

Tab.2 Table of weights of evaluation index of land suitability in Rocky desertification

1.2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

結(jié)合本身評(píng)價(jià)指標(biāo)與目標(biāo)特點(diǎn)，使用層次分析法（AHP）和土地整治適宜性評(píng)價(jià)相對(duì)重要性結(jié)合的方法來(lái)確定指標(biāo)權(quán)重。依據(jù)德?tīng)柗品▽?duì)權(quán)重進(jìn)行調(diào)整處理，從而得到石漠化土地適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重（見(jiàn)表3）。

1.2.4 構(gòu)建評(píng)價(jià)系統(tǒng)

基于RS、GIS技術(shù)構(gòu)建石漠化土地適宜性評(píng)價(jià)系統(tǒng)。

2 實(shí)證研究

2.1 研究區(qū)概況

選取云南省西疇縣興街鎮(zhèn)三光、拉孩、老街3個(gè)村委會(huì)境內(nèi)的土地為研究區(qū)，該地具有典型的喀斯特地貌特征，地質(zhì)條件穩(wěn)定，不易發(fā)生自然災(zāi)害，以種植玉米為主。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)獲取及賦值

1）基巖裸露度與植被覆蓋度

下載西疇縣圖Landsat-8TM影像，對(duì)研究區(qū)進(jìn)行裁剪得到圖1。獲取研究區(qū)基巖裸露度與植被覆蓋度數(shù)據(jù)，兩個(gè)指標(biāo)分值結(jié)果可見(jiàn)圖2與圖3。

2）土地利用現(xiàn)狀類(lèi)型

處理土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)來(lái)源為1∶2000的實(shí)測(cè)地形圖得到數(shù)據(jù)（圖4），根據(jù)評(píng)價(jià)方法對(duì)土地利用現(xiàn)狀類(lèi)型相關(guān)因子進(jìn)行取值，運(yùn)用GIS技術(shù)，從而獲得研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀類(lèi)型單因子評(píng)價(jià)圖（圖5）。

表3 石漠化土地整治適宜性標(biāo)相應(yīng)分值表

Tab.3 Table of appropriate criteria for land remediation in Rocky desertification

3）坡度

坡度用1∶2000實(shí)測(cè)圖，等高距為2米的等高線(xiàn)矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行坡度分析處理。得到圖6。

圖1 究區(qū)原始影像圖（2014年影像）

圖2 植被覆蓋度因子單元得分圖

圖3 基巖裸露度因子單元得分圖

圖4 研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀圖

圖5 土地利用現(xiàn)狀類(lèi)型因子單元得分圖

圖6 坡度因子單元得分圖

Fig.6 Slope factor unit score graph

4）居民點(diǎn)分布

采用現(xiàn)狀圖中的居民點(diǎn)分布數(shù)據(jù)，利用領(lǐng)域分析中的多環(huán)緩沖區(qū)分析，結(jié)合研究區(qū)實(shí)際，根據(jù)表3，采用Arcgis技術(shù)對(duì)居民地分布適宜指數(shù)分別進(jìn)行賦值，從而獲得居民點(diǎn)分布單因子評(píng)價(jià)圖（圖7）。

圖7 居民地分布因子單元得分圖

5）道路分布

結(jié)合研究區(qū)實(shí)況，依據(jù)表3，運(yùn)用Arcgis技術(shù)對(duì)居民地分布適宜指數(shù)分別賦值，獲得研究區(qū)內(nèi)道路分布的單因子評(píng)價(jià)圖（圖8）、研究區(qū)外道路分布單因子圖（9）。

圖8 道路分布因子單元得分圖

圖9 研究區(qū)外道路分因子單元得分圖

圖10 研究區(qū)石漠化土地適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果圖

2.3 評(píng)價(jià)結(jié)果

因研究區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量與耕作層厚度數(shù)據(jù)難有效獲取，為保證與原評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的權(quán)重一致，在原有研究區(qū)指標(biāo)權(quán)重的基礎(chǔ)上，綜合土壤有機(jī)質(zhì)含量與耕作層厚度兩項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重的土地整治經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合石漠化特征，獲得研究區(qū)可建設(shè)的區(qū)域和規(guī)模的適宜性程度結(jié)果圖（圖10）和研究區(qū)石漠化土地整治適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果表（表4），為石漠化土地整治提供更好的參考。

表4 研究區(qū)石漠化土地整治適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果表

Tab.4 Table of evaluation results on suitability of land remediation in Rocky desertification area

3 結(jié)論

本文基于RS與GIS技術(shù)對(duì)石漠化土地進(jìn)行了適宜性評(píng)價(jià)，利用云南省文山州西疇縣興街、拉孩以及三光村委會(huì)的土地具有石漠化特征，作為研究區(qū)進(jìn)行實(shí)例研究，利用RS與GIS技術(shù)將基巖出露率、土地利用現(xiàn)狀類(lèi)型、植被覆蓋度、坡度、土壤有機(jī)質(zhì)含量、居民地分布、耕作層厚度、道路距離分布共計(jì)8個(gè)因子進(jìn)行綜合整理評(píng)價(jià)，構(gòu)建關(guān)于石漠化土地整治適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[10]，為石漠化發(fā)育區(qū)域土地整治提供理論依據(jù)和決策參考。

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Study on Suitability Evaluation of Rocky Desertification Land Based on RS and GIS

YU Yu-xian1*, HUANG Yi-zhong2, YIN Hong-mei3

1. School of Land and Resources Engineering, Kunming University of Technology, Kunming, Yunnan 650093; 2. School of Land and Resources Engineering, Kunming University of Technology, Kunming, Yunnan 650093; 3. Southwest Nonferrous Kunming Institute of Survey and Design, Kunming, Yunnan 650217)

Because rocky desertification causes serious soil erosion, large-scale exposure of bedrock, serious soil erosion and serious decline of land productivity, it is necessary to evaluate the suitability of rocky desertification land regulation. Based on RS and GIS technology, combined with the causes of rocky desertification, the suitable evaluation factors of land consolidation in rocky desertification developing areas are selected to classify the grades, and the method system of land consolidation suitability evaluation is constructed. Taking the three villages in Xichou County as an example, the land rocky desertification land consolidation project area is analyzed by using TM remote sensing image technology and GIS technology. This paper evaluates the suitability of rocky desertification land, and provides theoretical basis and decision support for the project of rocky desertification land improvement.

RS; GIS; Rocky desertification land; Suitability evaluation

TP391. 41

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2018.12.048

黃義忠(1972-)，男，副教授，主要研究方向：土地資源管理、遙感技術(shù)應(yīng)用及環(huán)境工程地質(zhì)。尹紅梅(1991-)，女，研究生，主要研究方向：土地利用與規(guī)劃。

余毓先，黃義忠，尹紅梅. 基于RS與GIS的石漠化土地適宜性評(píng)價(jià)研究[J]. 軟件，2018，39（12）：210-214