(成都理工大學 四川 成都 610000)

隨著人口、資源和環(huán)境問題的日益突出,土地利用和土地覆蓋變化的研究已成為全球環(huán)境變化研究的前沿和熱點領域。經濟的發(fā)展和人口數量的增加,迫使人類的活動范圍增大,建筑面積不斷擴張,人地關系更為緊張。土地利用/覆蓋的變化已對生態(tài)環(huán)境造成了顯著的影響。隨著區(qū)域地表覆蓋物的變化,區(qū)域地表反射率、粗糙度、植被覆蓋度等因素也相繼發(fā)生改變,最終影響區(qū)域氣候狀況和生態(tài)環(huán)境。因此,分析和研究土地利用變化與人類的生存和發(fā)展息息相關。它不僅能夠表征區(qū)域城市化、工業(yè)化的發(fā)展速度,還能為其生態(tài)環(huán)境的評價提供依據。

一、研究區(qū)域概況

長春市地處松遼平原,位于北緯43°05′～45°15′,東經124°18′～127°05′?？偯娣e20565平方千米,周長3298.97千米,市區(qū)面積7557平方千米,位于松遼平原腹地的伊通河臺地之上。長春市屬北溫帶大陸性季風氣候區(qū),具有四季分明,雨熱同季,干濕適中的氣候特征。不同的地貌類型對城市建設起著不同的制約作用。長春地貌主要由臺地和平原組成,地勢東高西低。西北是松原市,西南是四平市,東南是吉林市,東北與黑龍江省接壤。

二、研究方法與數據基礎

(一)數據源與預處理

研究區(qū)所采用的數據主要為1995年和2011年Landsat TM影像，空間分辨率為30m。為了更好的對研究區(qū)土地利用類型進行分類，選取植被生長狀態(tài)良好的6月-9月的影像，影像數據采集時間接近，很大程度上減少了光譜信息差異帶來的分類結果差異。數據來源于地理空間數據云。首先對遙感影像進行幾何配準、大氣校正、假彩色合成等預處理，再通過ENVI軟件圖像利用行政矢量邊界進行裁剪，得到研究取的遙感影像圖。

(二)分類方法

利用ENVI 5.1對研究區(qū)遙感影像監(jiān)督分類中的最大似然法和人機交互目視解譯法來獲得1995和2011年城市建成區(qū)的柵格邊界圖，將地物劃分為水體、耕地、建設用地、林地、草地和其他這六類地物。監(jiān)督分類又稱訓練場地法，是以建立統計識別函數為理論基礎，依據典型樣本訓練方法進行分類的技術。其基本分類過程為：定義訓練樣本、執(zhí)行監(jiān)督分類、評價分類結果和分類后處理。對遙感圖像進行監(jiān)督分類常用的算法有：最大似然法、神經網絡法、支持向量機法等。

三、結果分析與精度評價

(一)分類結果統計分析

對分類后的結果進行后處理，包括更改分類顏色、剔除小圖斑、分類統計、柵格轉矢量等。將長春市1995年和2011年分類后的影像結果進行統計，然后通過比較分析結果，獲得地物類型、面積百分比的變化，最后分析近17年長春市土地利用/覆被變化情況。結果表明：1995年耕地占比48.956%、林地占比2.805%、建設用地占比8.908%、水域占比4.390%、草地面積占比16.703%、其他面積占比18.803%；2011年耕地占比42.034%、林地占比1.413%、建設用地占比27.401%、水域占比4.267%、草地面積占比6.702%、其他面積占比18.227%。從1995年到2011年，長春市耕地面積減少了122.477km2，建設用地面積增加了327.137km2，草地面積減少也較為明顯為179.936km2。

比較顯示，1995-2011年長春市的土地利用情況發(fā)生明顯變化，建設用地面積得到大幅度的增加，建成區(qū)面積在逐漸擴大。耕地面積大幅度的減少，大部分都轉化為建設用地和其他用地，植被遭到嚴重破壞，政府部門應該積極重視，在注重經濟發(fā)展的同時也要加大生態(tài)環(huán)境建設力度。

(二)分類精度評價

分類精度的評價通常采用分類圖與標準數據進行比較，以正確分類的百分比來表示精度。目前普遍采用混淆矩陣來進行分類精度的評定，即以Kappa系數評價整個分類圖的精度?；煜仃嚪ㄐ枰乇碚鎸嵏信d趣區(qū)，為此在高分辨率圖像上，通過目視解譯選取與執(zhí)行監(jiān)督分類相同數量的訓練樣本，以此樣本代表地表真實感興趣區(qū)執(zhí)行混淆矩陣分類精度評價。計算得到1995年總體分類精度為97.7431%，Kappa系數為0.9635，2011年總體分類精度為97.4441%，Kappa系數為0.9616。通過分析Kappa系數與分類精度的關系可知，本次分類實驗的結果較為理想。

四、結論

利用Landsat TM影像,借助監(jiān)督分類法,將長春市近17年的土地利用類型分為六類,建設用地、耕地、草地、林地和水域。通過統計各部分地類的面積,分析1995年～2011年間長春市各部分土地利用類型的變化情況,結果表明:(1)1995年～2011年間,研究區(qū)建設用地面積明顯增加,表明長春市在新世紀后建設力度較大;(2)草地和耕地面積明顯減少,其次是林地,減少最少的是水域。表明城市建設過程中,主要侵占草地和耕地面積。土地利用面積變化的分析結果可以為改善生態(tài)環(huán)境提供決策依據,在制定城市中長期規(guī)劃時具有參考意義。