柴華 張曉華 王佳璐 高婷 呂博

摘 要：基于遙感監(jiān)測(cè)信息成果，以關(guān)中地區(qū)為研究區(qū)域，進(jìn)行土地利用變化統(tǒng)計(jì)，并對(duì)土地利用變化的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行分析，結(jié)果表明：2020—2021年，研究區(qū)域平原地區(qū)耕地增多，主要是園林地變?yōu)楦?西安市周邊及西咸新區(qū)建設(shè)用地增多;西安城區(qū)宅基地拆除量較大，主要集中在浐灞生態(tài)區(qū)和曲江新區(qū)。西安中心城市建設(shè)步伐加快、嚴(yán)守糧食安全底線和關(guān)中移民搬遷是主要驅(qū)動(dòng)因素。研究結(jié)果對(duì)關(guān)中地區(qū)的耕地保護(hù)、城鎮(zhèn)化進(jìn)程以及土地利用變化有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：遙感監(jiān)測(cè);變化提取;關(guān)中地區(qū);土地利用;驅(qū)動(dòng)因素

中圖分類(lèi)號(hào)：F301 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-5168（2022）8-0131-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.08.028

Analysis of Land Use Change in Guanzhong Area of Shaanxi Province Based on Remote Sensing Monitoring

CHAI Hua? ? ZHANG Xiaohua? ? WANG Jialu? ? GAO Ting? ? LYU Bo

（China Coal Aerial Survey and Remote Sensing Group Co.， Ltd.， Xi'an 710199，China）

Abstract： Based on the results of remote sensing monitoring information in Shaanxi Province， taking the Guanzhong area as the research area， the statistics of land use change are carried out， and the driving factors of land use change are analyzed. The results showed that ： from 2020 to 2021， the cultivated land in the plain area increased; mainly from garden land and woodland to cultivated land ; the construction land around Xi ’ an City and Xixian New District increased ; the demolition of residential land in Xi'an urban area is relatively large， mainly concentrated in Chanba Ecological District and Qujiang New District.The acceleration of the construction of Xi'an's central cities， strict adherence to the bottom line of food security and the relocation of migrants from Guanzhong are the main driving factors. The research results have certain reference value for cultivated land protection， urbanization process and land use change in Guanzhong area.

Keywords： remote sensing monitoring; change extraction; Guanzhong area; land use; drivers

0 引言

土地是人類(lèi)生存發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，人們的生產(chǎn)、生活均離不開(kāi)土地。土地利用變化是自然因素和人類(lèi)活動(dòng)共同影響的結(jié)果，其研究已成為全球變化的核心研究問(wèn)題之一[1]。衛(wèi)星遙感技術(shù)在土地資源調(diào)查中的應(yīng)用始于20世紀(jì)70年代，該技術(shù)是獲取土地利用、土地覆蓋變化信息的主要手段[2]。衛(wèi)星遙感影像因有時(shí)序性、現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)的特點(diǎn)，具備服務(wù)監(jiān)測(cè)工作的天然優(yōu)勢(shì)，已被廣泛應(yīng)用于自然資源和礦產(chǎn)資源的監(jiān)測(cè)工作中。充分利用陸地衛(wèi)星遙感“快速、真實(shí)、準(zhǔn)確”的優(yōu)勢(shì)，以衛(wèi)星遙感“天上看”為技術(shù)支撐，對(duì)所轄范圍的用地、用礦行為實(shí)施全要素監(jiān)測(cè)，彌補(bǔ)和突破“發(fā)現(xiàn)難”的短板。本研究遙感監(jiān)測(cè)信息提取主要使用2021年最新衛(wèi)星遙感資料以及2020年度國(guó)土變更調(diào)查影像底圖、數(shù)據(jù)庫(kù)成果，采用人機(jī)交互影像判讀的方式，提取遙感監(jiān)測(cè)信息。從關(guān)中地區(qū)耕地資源、林草資源、濕地資源、水資源以及其他自然資源和人工建/構(gòu)筑物的類(lèi)型、面積、范圍、分布和變化等方面進(jìn)行分析[3]，從而揭示關(guān)中地區(qū)土地利用變化的驅(qū)動(dòng)因素。

1 研究區(qū)概況

關(guān)中地區(qū)位于北緯33°35′—35°50′和東經(jīng)106°18′—110°37′之間，西起寶雞縣境，東迄黃河，東西長(zhǎng)約400 km;南依秦嶺，北傍渭北低山，南北寬30～80 km，形似牛角狀橫亙于陜西省中部;所轄行政區(qū)包括西安、銅川、寶雞、咸陽(yáng)、渭南5市和楊凌農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)，共54個(gè)縣（市、區(qū)），土地總面積為5 5379 km2，占陜西省土地總面積的27%[4]。關(guān)中地區(qū)是陜西省的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，也是陜西省主要的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)區(qū)。

2 數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)處理

本研究利用陜西省遙感監(jiān)測(cè)的2020—2021年遙感影像和2020年變更數(shù)據(jù)庫(kù)，采用ArcGIS人機(jī)交互影像判讀的方法，提取遙感監(jiān)測(cè)信息圖斑，監(jiān)測(cè)圖斑包括：疑似新增建/構(gòu)筑物圖斑、原建/構(gòu)筑物變化圖斑、耕地變化圖斑、種植園用地變化圖斑、林地變化圖斑、草地變化圖斑、濕地變化圖斑、水域及其他變化圖斑等8個(gè)類(lèi)型。在提取過(guò)程中，進(jìn)行前期—后期影像逐圖斑比對(duì)，當(dāng)影像發(fā)生變化時(shí)，根據(jù)后期影像紋理特征判斷地類(lèi)，對(duì)確定變化的圖斑進(jìn)行提取，變化圖斑邊線相對(duì)于DOM上明顯同名地物的位移不得大于2倍采樣間隔，不能出現(xiàn)重疊面及微小面和狹長(zhǎng)面，在變化圖斑提取完成后，按照要求對(duì)變化圖斑屬性表進(jìn)行填寫(xiě)、修改和完善，經(jīng)過(guò)FME質(zhì)檢模板的檢查，確保監(jiān)測(cè)成果，屬性值規(guī)范，必填項(xiàng)填寫(xiě)完整，屬性項(xiàng)無(wú)邏輯錯(cuò)誤，無(wú)重疊面和無(wú)微小面。最終，得到陜西省關(guān)中地區(qū)2020—2021遙感監(jiān)測(cè)變化圖斑，如圖1所示。從圖1可見(jiàn)，秦嶺山區(qū)的遙感監(jiān)測(cè)變化圖斑密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于平原地區(qū)，人類(lèi)活動(dòng)與土地利用類(lèi)型變化息息相關(guān);西安—咸陽(yáng)地區(qū)的變化圖斑密度大于寶雞市、渭南市、銅川市等地。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用變化統(tǒng)計(jì)

將提取的變化圖斑根據(jù)后期影像特征進(jìn)行分類(lèi)，分為耕地、園地、林地、明確建設(shè)用途的建/構(gòu)筑物、道路、光伏、建/構(gòu)筑物、公園綠地、清理、推堆土、瓦礫、其他等12個(gè)變化類(lèi)型，根據(jù)結(jié)果統(tǒng)計(jì)，新增耕地面積為159.952 9 km2，占全部新增面積的38%;其次為新增推土區(qū)，新增推堆土面積為127.058 5 km2，占全部新增面積的30%（見(jiàn)表1）。

將監(jiān)測(cè)圖斑的變化情況進(jìn)行分類(lèi)，變化類(lèi)型主要包括：草地變?yōu)槠渌r(nóng)用地、耕地變?yōu)槠渌r(nóng)用地、林地變?yōu)槠渌r(nóng)用地、其他變化、濕地變?yōu)槠渌墙ㄔO(shè)用地、農(nóng)用地變?yōu)榻ㄔO(shè)用地、林地變?yōu)槠渌r(nóng)用地、建設(shè)用地變?yōu)榉墙ㄔO(shè)用地等8個(gè)類(lèi)型。根據(jù)結(jié)果統(tǒng)計(jì)，其中農(nóng)用地變?yōu)榻ㄔO(shè)用地的比重最高，占全部新增面積的45.4%，面積為19.334 01 km2;林地變?yōu)槠渌r(nóng)用地次之，面積為129.373 8 km2，占全部新增面積的30.4%（見(jiàn)表2）。

將提取的變化圖斑按照行政區(qū)進(jìn)行分區(qū)域統(tǒng)計(jì)，寶雞市、銅川市、渭南市、西安市、咸陽(yáng)市的變化率分為0.3%、0.5%、0.6%、1.3%、1.5%，其中咸陽(yáng)市和西安市的變化率較高（見(jiàn)表3）。

3.2 土地利用變化驅(qū)動(dòng)分析

結(jié)合上節(jié)的土地利用變化統(tǒng)計(jì)，對(duì)土地利用變化驅(qū)動(dòng)進(jìn)行如下分析。

3.2.1 糧食安全。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，關(guān)中地區(qū)新增耕地159.952 9 km2（表1），占全部新增面積的38%;園地變?yōu)槠渌r(nóng)用地的面積為129.373 8 km2（表2），占全部變化面積的30.4%;咸陽(yáng)的變化圖斑面積為152.232 3 km2（表3），變化率為1.5%。對(duì)這些圖斑的位置進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)新增耕地的來(lái)源大部分為園地變?yōu)楦?，且主要集中在咸?yáng)市的平原地區(qū)。

糧食安全關(guān)乎國(guó)家的命運(yùn)和人民的生存，也是國(guó)家安全的重要基礎(chǔ)，解決好吃飯問(wèn)題是頭等大事。2019年以來(lái)，新冠疫情對(duì)糧食安全帶來(lái)了很大的影響，不僅干擾了糧食供應(yīng)的穩(wěn)定性，也使國(guó)家和人民在糧食獲取方面存在一些困難。關(guān)中地區(qū)近年來(lái)不斷出臺(tái)政策保障糧食安全，而咸陽(yáng)市平原地區(qū)新增大量耕地也與咸陽(yáng)市的相關(guān)政策息息相關(guān)。近年來(lái)，咸陽(yáng)市持續(xù)落實(shí)“兩藏”戰(zhàn)略，建立“噸糧田”臺(tái)賬，開(kāi)展耕地“非糧化”整治，開(kāi)發(fā)利用撂荒耕地、淘汰老果園、增加復(fù)種指數(shù)，確保糧食種植面積只增不減;實(shí)施“種業(yè)振興”和“糧食規(guī)?；a(chǎn)經(jīng)營(yíng)”行動(dòng)，采取訂單、流轉(zhuǎn)、托管、代耕代種等形式，發(fā)展糧食規(guī)?；?jīng)營(yíng)。

3.2.2 《關(guān)中平原城市群發(fā)展規(guī)劃》和《西安都市圈發(fā)展規(guī)劃》。通過(guò)結(jié)果分析，新增推堆土面積為127.058 5 km2（表1），占全部新增面積的30%;農(nóng)用地變?yōu)榻ㄔO(shè)用地面積為193.340 1 km2（表2），占全部變化面積的45.4%;西安變化圖斑面積為129.041 9 km2（表3），變化率為1.3%，咸陽(yáng)變化面積為152.232 3 km2（表3），變化率為1.5%。對(duì)上述圖斑的位置進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)建設(shè)用地的變化主要集中在西安市周邊及西咸新區(qū)。

2018年，國(guó)家發(fā)改委下發(fā)的《關(guān)中平原城市群發(fā)展規(guī)劃》要求加快西安中心城市建設(shè)步伐，加強(qiáng)西咸新區(qū)、西安高新區(qū)國(guó)家自主創(chuàng)新示范區(qū)、西安國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)等建設(shè)，完善閻良、臨潼、興平等外圍組團(tuán)功能，推動(dòng)西安—咸陽(yáng)一體化發(fā)展，構(gòu)建“一圈一軸三帶”的總體格局，組成由西安市、咸陽(yáng)市主城區(qū)及西咸新區(qū)為主的大西安都市圈。2022年，國(guó)家發(fā)改委同意實(shí)施《西安都市圈發(fā)展規(guī)劃》，未來(lái)幾年，陜西省將以城市群和都市圈建設(shè)作為發(fā)展的重點(diǎn)，不斷推動(dòng)關(guān)中城市群的高質(zhì)量發(fā)展，以西安市帶動(dòng)周邊，提升西安市國(guó)家中心城市的帶動(dòng)力，加快西咸的一體化進(jìn)程。

3.2.3 城區(qū)老舊宅基地及城中村改造拆除。建設(shè)用地變?yōu)榉墙ㄔO(shè)用地48.422 7 km2（表2），占全部變化面積的11.4%，對(duì)圖斑的位置進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)主要集中在浐灞生態(tài)區(qū)、曲江新區(qū)和老城區(qū)，隨著西安城市化進(jìn)程的加速，浐灞和曲江作為重點(diǎn)開(kāi)發(fā)區(qū)，不斷對(duì)轄區(qū)內(nèi)的村莊進(jìn)行拆遷改造。而老城區(qū)中的城中村也成為城市更新過(guò)程中的阻礙，城中村一般都占據(jù)著較好的地理位置，城中村的原居民一般把房租作為其主要的經(jīng)濟(jì)來(lái)源，因此存在搭建私房、街道狹窄、衛(wèi)生環(huán)境差等問(wèn)題，對(duì)城市形象造成了極壞的影響，西安市近年來(lái)不斷對(duì)城中村進(jìn)行改造拆除，在遙感影像上的紋理就體現(xiàn)為原建設(shè)用地變?yōu)闅堅(jiān)珨啾?、建筑垃圾等建筑已拆除的特征?/p>

3.2.4 移民搬遷。農(nóng)用地變?yōu)榻ㄔO(shè)用地面積為193.340 1 km2（表2），占全部變化面積的45.4%;建設(shè)用地變?yōu)榉墙ㄔO(shè)用地48.422 7 km2（表2），占全部變化面積的11.4%。通過(guò)對(duì)圖斑位置的進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，一部分建設(shè)用地變?yōu)榉墙ㄔO(shè)用地主要集中在秦嶺山區(qū)，建設(shè)用地增加主要集中在城鎮(zhèn)周邊。這種變化的一項(xiàng)重要因素是2014年陜西省出臺(tái)了《陜北關(guān)中地區(qū)移民搬遷規(guī)劃實(shí)施指導(dǎo)意見(jiàn)》，而移民搬遷是陜西省關(guān)中地區(qū)脫貧攻堅(jiān)的重要政策，關(guān)中地區(qū)貧困群眾大多數(shù)集中在秦巴山區(qū)地形較為復(fù)雜的區(qū)域，關(guān)中地區(qū)將居住在偏遠(yuǎn)地區(qū)、高海拔區(qū)、地勢(shì)陡峭、環(huán)境惡劣、交通不便、修建基礎(chǔ)設(shè)施成本過(guò)大、地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)等地區(qū)的村戶搬遷至盡可能靠近城鎮(zhèn)的地區(qū)。因此移民搬遷是建設(shè)用地和非建設(shè)用地地類(lèi)之間相互轉(zhuǎn)換的重要因素。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，科學(xué)、準(zhǔn)確、客觀、快速地獲取土地資源信息成為必需，一些區(qū)域的重大環(huán)境難點(diǎn)、熱點(diǎn)問(wèn)題如土地沙漠化、鹽漬化，水土流失，河流斷流等以及對(duì)土地利用和土地覆被變化所引起的農(nóng)墾與撂荒、林地變化、草地變化、水域變化、城市化等時(shí)空過(guò)程、形成機(jī)理、驅(qū)動(dòng)因子的定性、定位和定量研究都需要有土地利用變化時(shí)空數(shù)據(jù)的支持[5]。

本研究通過(guò)人機(jī)交互式的工作方法對(duì)關(guān)中地區(qū)2020—2021年的土地利用情況進(jìn)行了遙感監(jiān)測(cè)，并對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了分析研究，結(jié)果表明：平原地區(qū)耕地增多，主要是園林地變?yōu)楦亍｜h的十八大以來(lái)，習(xí)近平總書(shū)記就國(guó)家糧食安全發(fā)表了一系列重要論述[6]，各地政府也實(shí)施了最嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度，切實(shí)保障了糧食種植面積和耕地面積;西安市周邊及西咸新區(qū)建設(shè)用地增多，主要是隨著陜西省《關(guān)中平原城市群發(fā)展規(guī)劃》的正式發(fā)布，建設(shè)西安國(guó)家中心城市，強(qiáng)化大西安引領(lǐng)，加快西咸、富閻一體化進(jìn)程，成為陜西省主要任務(wù);建設(shè)用地變?yōu)榉墙ㄔO(shè)用地，則主要是因?yàn)闆哄鄙鷳B(tài)區(qū)和曲江新區(qū)的擴(kuò)張建設(shè)，使得原建設(shè)用地和農(nóng)村宅基地被拆除;而陜西省移民搬遷也是建設(shè)用地和非建設(shè)用地地類(lèi)之間相互轉(zhuǎn)換的重要因素，關(guān)中地區(qū)將居住在偏遠(yuǎn)山區(qū)的村戶搬遷至盡可能靠近城鎮(zhèn)的地區(qū)作為陜西脫貧攻堅(jiān)的重要舉措。

本研究數(shù)據(jù)源年份具有局限性，監(jiān)測(cè)成果的準(zhǔn)確性也與技術(shù)人員的解譯水平相關(guān)聯(lián)，統(tǒng)計(jì)和分析方法也需要進(jìn)一步的改進(jìn)，且遙感影像的時(shí)相也對(duì)監(jiān)測(cè)成果有一定影響，但是本研究可為下一步的糧食安全和城鎮(zhèn)化提供一些思考，也可為一些政策的實(shí)施提供數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)為關(guān)中地區(qū)土地的合理利用提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 范微維，馬靜月.四川省廣安市近15年土地利用變化動(dòng)態(tài)分析[J].河北農(nóng)機(jī)，2021（4）：160-163.

[2] 趙來(lái).RS和GIS支持下的歙縣土地利用變化分析[D].蕪湖：安徽師范大學(xué)，2006.

[3] 自然資源部辦公廳.自然資源部辦公廳關(guān)于開(kāi)展2021年自然資源監(jiān)測(cè)工作的通知[J]. 自然資源通訊，2021（9）：41-47.

[4] 侯薇.基于GIS的關(guān)中地區(qū)水土資源優(yōu)化配置研究[D].咸陽(yáng)：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2012.

[5] 鄧超.農(nóng)村土地利用變化分析[D].福州：福建農(nóng)林大學(xué)，2017.

[6] 解決好吃飯問(wèn)題始終是治國(guó)理政的頭等大事[J].黑龍江糧食，2019（10）：41-42.