趙 婷 ，王 棟 ，朱夢(mèng)琦

（1.吉林省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，吉林 長(zhǎng)春 130022；2.長(zhǎng)春正瀚園林綠化工程有限公司，吉林 長(zhǎng)春 130022；3.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，安徽 合肥 230036；4.安徽理工大學(xué)空間信息與測(cè)繪工程學(xué)院，安徽 淮南 232001）

土地利用是動(dòng)態(tài)且精確的研究人類(lèi)現(xiàn)有的賴(lài)以生存的土地現(xiàn)狀，并綜合土地本身所具有的特點(diǎn)和屬性，采用一系列科學(xué)技術(shù)方法，依照土地所固有的屬性結(jié)合人類(lèi)的勞動(dòng)從而獲取相應(yīng)的回報(bào)的經(jīng)濟(jì)行為，包括了獲取一系列土地產(chǎn)品及相關(guān)的服務(wù)。人類(lèi)在利用和開(kāi)發(fā)土地的過(guò)程當(dāng)中，不同年份土地利用和土地覆蓋的變化指數(shù)由實(shí)地的地理要素實(shí)體的數(shù)量質(zhì)量、面積大小、分布特點(diǎn)以及特征變化等幾個(gè)參數(shù)來(lái)反映[1]。其中，根據(jù)不同地區(qū)土地利用的不同情況分類(lèi)的土地利用類(lèi)型能夠較好地表達(dá)相應(yīng)的土地用途情況，它是長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)人類(lèi)改造和利用開(kāi)發(fā)土地過(guò)程中不可缺少的參照和依據(jù)，土地利用類(lèi)型本身具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，它是土地生產(chǎn)力的間接反映，土地利用類(lèi)型在不同的時(shí)間空間狀態(tài)下體現(xiàn)出的不同特點(diǎn)及差異，能較好反映出各類(lèi)自然要素的相互作用情況。土地利用和土地覆蓋綜合了人類(lèi)活動(dòng)對(duì)土地變化的諸多影響，全面研究 其發(fā)展變化的主要驅(qū)動(dòng)因素主要包括自然條件變化和全球溫度變化等，LULC在一段時(shí)間內(nèi)所體現(xiàn)的時(shí)空差異性是多種因素共同作用下的土地利用類(lèi)型的自然環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的共同反映。隨著工業(yè)化城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，導(dǎo)致許多自然環(huán)境問(wèn)題反映在土地利用和土地覆蓋變化上，諸如森林區(qū)域破碎、水土流失和退化問(wèn)題、動(dòng)物生存環(huán)境的惡化等問(wèn)題，這些問(wèn)題都對(duì)可持續(xù)發(fā)展提出了不小的挑戰(zhàn)。在林業(yè)資源研究方面，土地利用和土地覆蓋變化可為森林資源保護(hù)和林區(qū)氣候改善提供理論方面的支持。自然環(huán)境資源的變化與區(qū)域性氣候變化密不可分，因而建立起完善的土地利用和土地覆蓋變化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將為區(qū)域生態(tài)發(fā)展和保護(hù)提供強(qiáng)有力的支持。

1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及生態(tài)環(huán)境全球化問(wèn)題日益突出的背景之下，國(guó)內(nèi)外學(xué)者紛紛對(duì)土地利用和土地覆蓋問(wèn)題加快了研究的步伐，目前在研究成果方面較為領(lǐng)先的土地利用和土地覆蓋統(tǒng)計(jì)分類(lèi)方法是美國(guó)學(xué)者M(jìn)arwa Halmy提出的，他在利用TM 遙感影像對(duì)大面積范圍內(nèi)的林地的任意分類(lèi)法做了詳細(xì)的研究；同一時(shí)間段內(nèi)，他的團(tuán)隊(duì)還將非洲西北部海岸線的大面積沙漠化問(wèn)題與LULC 問(wèn)題結(jié)合分析并得到初步的結(jié)論。

與眾多歐美國(guó)家在LULC 研究上采取的針對(duì)性研究方法有著明顯不同的是，我國(guó)在土地利用和覆被變化研究方法和研究領(lǐng)域的選擇的上常常采用多角度、全方位的技術(shù)手段，從而能夠呈現(xiàn)出更加全面的解決方案[2]。1997 年以來(lái)，在我國(guó)劉紀(jì)遠(yuǎn)院士的指導(dǎo)之下，我國(guó)開(kāi)展了眾多基于遙感技術(shù)的大范圍全方位資源調(diào)查工作以及環(huán)境保護(hù)工程的指導(dǎo)研究并在眾多科學(xué)家們的努力之下取得了重要的進(jìn)展，此項(xiàng)工作以我國(guó)較為先進(jìn)的RS[3]以及地理信息系統(tǒng)研究作為技術(shù)支撐，目的在于對(duì)我國(guó)的土地資源以及其環(huán)境利用與保護(hù)方面提出建設(shè)性的解決方案，同時(shí)創(chuàng)建完整的資源與環(huán)境方面的地理空間數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)庫(kù)。該項(xiàng)研究進(jìn)展十分順利，研究成果可以為許多不同領(lǐng)域的問(wèn)題提供理論支撐。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，我國(guó)如今的土地利用和土地覆被變化研究領(lǐng)域不再局限于簡(jiǎn)單的時(shí)間空間變化的研究，而是針對(duì)更廣泛的需求并綜合更加豐富的技術(shù)方法深入LULC動(dòng)態(tài)變化的深層研究。

2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

在進(jìn)行遙感圖像解譯之前，需要遙感圖像數(shù)據(jù)，對(duì)處理結(jié)果進(jìn)行監(jiān)督分類(lèi)，同時(shí)數(shù)據(jù)預(yù)處理也是對(duì)土地利用和土地覆蓋變化情況綜合研究的第一步，數(shù)據(jù)預(yù)處理的精度對(duì)以上工作研究的結(jié)果更是起到了至關(guān)重要的作用。遙感影像預(yù)處理主要由影像輸入與檢驗(yàn)、圖像幾何精校正、圖像假彩色合成以及輪廓的提取與圖像的裁剪幾方面構(gòu)成。選擇不同波段進(jìn)行影像合成可以更明顯地分辨出不同的地理實(shí)體（水體、林地、耕地等）的分布特征和變化情況，使其顯示效果達(dá)到最佳。幾何校正部分也同樣可以在ERDAS軟件中完成，根據(jù)行政區(qū)劃圖與相對(duì)應(yīng)的遙感影像數(shù)據(jù)，選取若干具有控制意義的能夠較清楚辨認(rèn)出的地面控制點(diǎn)，并且所有的控制點(diǎn)必須保證均勻分布且相對(duì)于遙感影像圖的位置必須一一對(duì)應(yīng)且分布于不同的角落當(dāng)中，從而提高幾何校正的精度，完成校正之后，采用最鄰近插值法完成不同分辨率遙感影像的采樣步驟，從而實(shí)現(xiàn)TM遙感影像的精校正。最后結(jié)合ArcGIS，選擇統(tǒng)一的坐標(biāo)系將制作行政區(qū)劃圖的輪廓加載到ERDAS當(dāng)中，在ERDAS中同時(shí)加載輪廓感興區(qū)文件與原始圖像并疊加裁剪后，將所要研究的區(qū)域裁剪完成，獲得預(yù)處理后的成果圖像。

3 圖像解譯

3.1 解譯標(biāo)志

結(jié)合遙感影像的輔助信息，分析已有的數(shù)據(jù)資料，確定實(shí)際地表情況與遙感影像間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立解譯標(biāo)志，最后根據(jù)遙感圖像的基本特征對(duì)解譯圖進(jìn)行細(xì)化，完成遙感影像解譯步驟，然后依此土地利用和土地覆蓋類(lèi)型做出合理分類(lèi)處理。

3.2 監(jiān)督分類(lèi)

首先在ERDAS軟件的View窗口中導(dǎo)入各個(gè)年份影像，在頂部菜單欄中選擇并打開(kāi)位于分類(lèi)器的影像特征編輯器并進(jìn)行識(shí)別標(biāo)志的編輯工作，同時(shí)在菜單中的View 窗口選擇所需的感興區(qū)繪制工具，使用多線劃工具，對(duì)每個(gè)地類(lèi)地物進(jìn)行挑選，得到其模板區(qū)域[4]。劃分確定好每個(gè)區(qū)域的范圍之后，將已選定的訓(xùn)練樣區(qū)添加到特征定義編輯器中，重復(fù)以上步驟在同一類(lèi)型中選擇多個(gè)相似或相同的區(qū)域，將所選定的多個(gè)要素綜合構(gòu)造得到新的分類(lèi)模板，利用在之前構(gòu)造的模板的重復(fù)性特征完成合成任務(wù)；同時(shí)繼續(xù)選擇位于圖像不同區(qū)域的其他不同類(lèi)型的特征區(qū)域重復(fù)以上步驟，得到分類(lèi)模板文件，并在完成分類(lèi)后，就可得到分類(lèi)最終的結(jié)果圖[5]。

4 土地利用變化研究

4.1 分類(lèi)結(jié)果圖的制作

利用ArcGIS 軟件制作相應(yīng)專(zhuān)題圖，將監(jiān)督分類(lèi)結(jié)果圖輸出為GeoTIF格式，并添加到ArcMap圖層當(dāng)中，根據(jù)專(zhuān)題圖制作的方式方法，分別在圖層中添加 入地圖標(biāo)題、圖例、指北針、比例尺等相應(yīng)要素，然后生成土地利用專(zhuān)題圖[6]。

4.2 土地利用類(lèi)型動(dòng)態(tài)變化

根據(jù)遙感影像分類(lèi)的結(jié)果[7]，利用ERDAS 軟件分別計(jì)算出不同時(shí)間段各類(lèi)型土地利用總量變化情況。

5 結(jié)論

采用ERDAS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)基于Landsat 遙感圖像對(duì)土地利用類(lèi)型變化進(jìn)行分析，在技術(shù)層面可以對(duì)土地利用多段時(shí)間的變化情況進(jìn)行較為高效準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)分析和管理，在短時(shí)間內(nèi)能夠較為準(zhǔn)確地反映各地類(lèi)的不同時(shí)間的變化，為科學(xué)管理和合理利用土地資源提供理論依據(jù)，如耕地和林地的退化反映了傳統(tǒng)農(nóng)耕的逐步衰退，建設(shè)用地正逐步取代耕地；從環(huán)境保護(hù)的方面來(lái)看，如水資源正在面臨逐步減少的危機(jī)，水資源保護(hù)亟待加強(qiáng)[8]，但近年來(lái)水資源減少的速度有所放緩，這也和人們環(huán)保意識(shí)的逐步提升有關(guān)。