汪子涵

（新疆大學(xué)，新疆烏魯木齊 830000）

林業(yè)資源建設(shè)與經(jīng)營(yíng)是生態(tài)文明建設(shè)的重要組成，運(yùn)用衛(wèi)星遙感技術(shù)（RS）發(fā)揮系統(tǒng)性和實(shí)用性的優(yōu)勢(shì)能夠快速進(jìn)行中小尺度的林業(yè)資源調(diào)查，掌握實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化，從而提出科學(xué)合理的植被建設(shè)和經(jīng)營(yíng)方案，支持環(huán)境建設(shè)與生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目的開(kāi)展。

1.研究區(qū)概況

研究區(qū)選為山東省日照市，日照市地跨118°25′E～119°39′E，35°04′N ～ 36°04′N，總面積 5358.57km2，自山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)戰(zhàn)略推出后，日照市高速發(fā)展，土地利用類型變化加快，目前日照市人地系統(tǒng)尚處于一般可持續(xù)發(fā)展類型[1]，對(duì)綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求很高。

2.數(shù)據(jù)來(lái)源

自地理空間數(shù)據(jù)云下載2005年Landsat 5 TM與2020年Landsat 8 OLI影像作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，選取位于研究區(qū)云量小于15%的6個(gè)景。輔助數(shù)據(jù)為日照市2006—2020年城市規(guī)劃圖與日照市土地利用現(xiàn)狀。

3.研究方法

3.1 研究?jī)?nèi)容

借助ENVI5.1系統(tǒng)建立不同時(shí)期的日照市數(shù)字影像圖。從圖像中提取信息進(jìn)行土地利用類型解釋，運(yùn)用Arcgis10.7完成監(jiān)督分類圖分析林業(yè)資源動(dòng)態(tài)變化。最后以Fragstats進(jìn)行斑塊變化及多樣性研究。

3.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

（1）輻射定標(biāo)。通過(guò)Radiometric Calibration工具對(duì)影像進(jìn)行多光譜輻射定標(biāo)對(duì)已知的大氣干擾進(jìn)行校正，以便進(jìn)行接下來(lái)的影像處理。（2）FLAASH大氣校正。根據(jù)各個(gè)影像的衛(wèi)星飛行時(shí)間、大氣模型、氣溶膠模型等參數(shù)進(jìn)行FLAASH大氣校正，盡可能將大氣條件均一化[2]。（3）圖像融合。根據(jù)landsat 8 遙感影像特點(diǎn)，采用多光譜數(shù)據(jù)與全色數(shù)據(jù)融合獲得高分辨率的多光譜數(shù)據(jù)，增強(qiáng)影像的精度和實(shí)用性。（4）圖像鑲嵌與裁剪。由于研究區(qū)地跨所采集影像的三個(gè)景，所以在圖像融合后進(jìn)行重采樣與鑲嵌，導(dǎo)入日照市行政區(qū)劃的矢量數(shù)據(jù)對(duì)每期影像進(jìn)行裁剪。（5）圖像幾何校正。以2005年影像作為基準(zhǔn)對(duì)2020年影像進(jìn)行快速幾何配準(zhǔn)，避免影像要素錯(cuò)位影響影像分類的精度。（6）遙感圖像監(jiān)督分類。針對(duì)Landsat 5 TM與Landsat 8 OIL影像特點(diǎn)分別選取適當(dāng)波段進(jìn)行影像增強(qiáng)，生成標(biāo)準(zhǔn)假彩色圖像便于目視解譯和監(jiān)督分類[3]，結(jié)合日照市規(guī)劃圖共選取林地、建筑用地、耕地、水體、裸地5個(gè)類型，通過(guò)ENVI進(jìn)行目視解譯選取適量訓(xùn)練樣本，根據(jù)不同衛(wèi)星獲取的影像特點(diǎn)分別采用最大似然與支持向量機(jī)的方法進(jìn)行分類。使用混淆矩陣精度驗(yàn)證，Kappa系數(shù)高于0.6，表明評(píng)價(jià)指標(biāo)達(dá)到要求。

3.3 土地資源覆蓋動(dòng)態(tài)分析

統(tǒng)計(jì)2005年與2020年各土地利用類型的覆蓋情況，運(yùn)用Arcgis計(jì)算5個(gè)土地類型在2005—2020年之間的動(dòng)態(tài)變化。

3.4 林業(yè)資源格局分析

將兩期數(shù)據(jù)導(dǎo)入Frastats軟件中計(jì)算森林景觀指數(shù)，從景觀生態(tài)學(xué)的角度分析研究時(shí)間段內(nèi)的林業(yè)資源格局演變。（如表2、表3所示）

表1 日照市2005—2020年景觀類型轉(zhuǎn)移矩陣

表2 類型尺度上資源分布情況

表3 景觀尺度格局指數(shù)

4.研究結(jié)果及分析

4.1 景觀類型轉(zhuǎn)移結(jié)果與分析

由表1分析得出不同地物類型的轉(zhuǎn)換關(guān)系：（1）在2005—2020年間，耕地、林地和建筑用地的變化最顯著。（2）耕地面積減少最多，轉(zhuǎn)移比例為89.101%，主要轉(zhuǎn)換為建筑用地與林地或裸地，耕地面積顯著減少。（3）建筑用地與林地的面積增長(zhǎng)主要來(lái)自于耕地，分別占30.137%與36.871%。（4）林地面積增長(zhǎng)79.3%，占總增長(zhǎng)比例最大。

4.2 基于景觀生態(tài)學(xué)的林業(yè)格局演變分析

4.2.1 斑塊類型層面林業(yè)格局分析

從斑塊類型層面分析林業(yè)資源斑塊類型演變情況：（1）從斑塊面積特征來(lái)看，日照市建筑用地面積明顯增長(zhǎng)，符合城市化建設(shè)進(jìn)程；林地面積大幅度增加，表面日照市森林恢復(fù)工程有效：耕地面積顯著減少，可能與務(wù)農(nóng)人口減少和退耕還林政策密切相關(guān)；（2）建筑用地、林地、水體和耕地的邊緣密度均增長(zhǎng)50%左右，說(shuō)明大部分景觀在2005—2020年間被進(jìn)一步分割，證實(shí)了城市建設(shè)對(duì)林業(yè)資源斑塊的干擾作用；（3）最大斑塊指數(shù)與平均分維指數(shù)標(biāo)志著斑塊的復(fù)雜性與破碎化程度，研究區(qū)耕地的斑塊形狀指數(shù)減少，說(shuō)明耕地斑塊正向不健康狀況發(fā)展。

4.2.2 景觀類型層面林業(yè)格局分析

從景觀類型層面分析景觀基質(zhì)的主導(dǎo)作用，在2005—2020年間研究區(qū)Shannon多樣性指數(shù)降低，景觀基質(zhì)作用增強(qiáng)，景觀結(jié)構(gòu)趨于單一化，自2005—2020年研究區(qū)Shannon均勻度指數(shù)降低，優(yōu)勢(shì)斑塊進(jìn)一步增長(zhǎng)并對(duì)其他斑塊的效應(yīng)增大。結(jié)合斑塊類型層面分析，建筑用地與林地斑塊類型代替耕地成為了主要斑塊，發(fā)揮主導(dǎo)作用。

5.結(jié)論與討論

本文應(yīng)用RS與GIS技術(shù)對(duì)日照市林業(yè)資源進(jìn)行初步檢測(cè)與評(píng)估。結(jié)果表明，2005年來(lái)日照市林業(yè)資源具有明顯的動(dòng)態(tài)變化：（1）2005日照市土地利用類型主要為耕地與建筑用地，林地占比少且分布不均勻；至2020年89.101%的耕地類型斑塊發(fā)生了轉(zhuǎn)變，排除新的開(kāi)墾，30.137%與36.871%的耕地分別轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地與林地，林地面積明顯擴(kuò)大，研究期間林地得到了有效的保護(hù)與建設(shè)。（2）林地與耕地矛盾突出，在城市化穩(wěn)定發(fā)展的過(guò)程中，林地與耕地的發(fā)展并不均衡，林業(yè)資源破碎度增加，存在不健康發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)。

綜上所述，目前日照市的林業(yè)景觀布局需要得到優(yōu)化，在均衡林地與耕地比例的同時(shí)，應(yīng)以景觀生態(tài)學(xué)理論作為指導(dǎo)形成健康的林業(yè)資源斑塊，提高城市的可持續(xù)發(fā)展能力。