基于RS和GIS的杭州市淳安县土地利用覆被变化LUCC及其驱动力研究.docx

基于RS和GIS的杭州市淳安县土地利用覆被变化LUCC及其驱动力研究.docx

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基于RS和GIS的杭州市淳安县土地利用覆被变化LUCC及其驱动力研究

基于RS和GIS的杭州市淳安县土地利用/覆被变化（LUCC）及其驱动力研究

摘要：

土地承载了主要的人类活动，是人类生存和发展的重要基础。

人类的社会经济活动和自然环境的相互作用常常带来土地利用/覆被变化（LUCC），作为地球环境的重要组成部分，土地利用/覆被变化也是全球变化的重要表现和主要原因之一。

作为全球变化研究的热点和前沿问题之一，土地利用/覆被变化研究在全球环境变化与可持续发展研究中占有很重要的地位。

土地利用/覆被变化研究主要涉及两方面的问题：

一是土地利用/覆被变化过程；二是引起土地利用/覆被变化的驱动力。

目前，在土地利用/覆被变化的研究领域，3S技术的应用较为普遍，尤其是RS技术和GIS技术，遥感技术因其宏观、动态、快速等优点，已成为用于监测土地利用/覆被变化的主要手段。

本文以杭州市淳安县为研究区域，主要采用RS和GIS的技术手段，基于1995年到2015年间的七期遥感影像，采用最大似然分类法提取淳安县土地利用/覆被变化信息，结合分类统计结果，对淳安县在研究期内的土地利用/覆被变化进行分析总结。

结合1995年到2014年的统计年鉴数据，对淳安县土地利用/覆被变化情况进行回归分析，通过与不同驱动因子的相关性分析，用定性和定量的方法，判断影响淳安县土地利用/覆被变化的主要驱动力。

关键词：

土地利用/覆被变化；RS；GIS；土地利用分类；时空变化；回归分析；驱动力

ResearchesonLandUse/CoverChangeandItsDrivingForceinHangzhouChunanCountyBasedonRSandGIS

Abstract:

Bearingthemainhumanactivities,landistheimportantfoundationofhumansurvivalanddevelopment.Asanimportantpartoftheearth’senvironment,Landuse/coverchange（LUCC）isoftenresultedbytheinteractionofhumansocialandeconomicactivitiesandnaturalenvironment,andit’salsooneoftheimportantexpressionandthemainreasonofglobalchange.Asoneofhotspotandfrontierissuesofglobalchangeresearches,LUCCresearchisinanimportantpositionofthestudyofglobalenvironmentchangesandsustainabledevelopment.LUCCresearchmainlyinvolvesproblemsoftwoaspects:

oneistheprocessoflanduse/coverchange,andtheotheristhedrivingforceoflandusechange.Atpresent,theapplicationof3StechnologyisrelativelycommonontheresearchforLUCC,especiallytheRSandGIStechnology.RStechnologyhasbeenthemainmeansofmonitoringofLUCCforitsadvantages,likemacro,dynamicandrapid.

ThispaperchoosesHangzhouChunanCountyasthestudyarea,andextractingtheLUCCinformationofChunanCountyusingtheRSandGIStechnologyandmaximumlikelihoodclassifierbasedonthesevenremotesensingimagesfrom1995to2015.MakingregressionanalysisofLUCCinChunanCountycombinedwithstatisticyearbookdatafrom1995to2014.DeterminingthemaindrivingforceinfluencesLUCCinChunanCountyusingqualitativeandquantitativemethodsthroughthecorrelationanalysiswithdifferentdrivingfactors.

Keywords:

LUCC;RS;GIS;LandUseClassification;TemporalandSpatialVariation;RegressionAnalysis;DrivingForce

一、绪论

（一）研究背景与研究意义

土地是人类赖以生存和发展的物质基础，承载了人类的主要活动，土地问题历来受到人类社会的广泛关注。

地球表层最重要的景观标志就是土地利用/土地覆被（Landuse/Landcover）[1]。

人类的社会经济活动和自然环境的相互作用常常带来土地利用/覆被变化（LUCC），作为地球环境的重要组成部分，土地利用/覆被变化也是全球变化的重要表现和主要原因之一[2]。

伴随着全球环境变化和对全球变化的研究不断深入，人类因素在全球环境变化中所扮演的角色越来越受到各国的普遍关注，人类的生存、发展，人类的各种社会经济活动，以及所带来的土地利用/覆被变化俨然成为全球变化的重要组成部分。

随着人类社会的不断发展，在人类社会经济活动的驱动下，土地利用类型和土地覆被格局发生了较大的变化，这也间接影响到了整个生态环境，包括大气环境、水环境等，对全球的生态循环产生了一定的影响，同时，对区域乃至全球的气候也产生了深刻的影响[3]。

在我国，土地资源总量不少，但耕地资源多集中在东部平原地区，由于人口众多，东部地区城市化进程较快，随着经济社会的迅速发展，面临的环境、资源等问题日益凸显。

我国在发展过程中所面临的一系列问题为土地利用/土地覆被变化研究工作的开展提供了现实基础。

杭州市淳安县具有独特的地理位置和气候条件，县域内的千岛湖作为杭州市主要饮用水源，自然环境条件良好。

近年来随着千岛湖旅游业的发展，淳安县经济得到快速提升，这也对当地的环境造成了一定的影响，这一过程中的土地利用/覆被变化情况值得深入研究。

2、研究意义

作为全球变化研究的热点之一，土地利用/覆被变化研究的核心目的是对土地利用/覆被变化对全球和区域生态环境的影响进行探讨[4]。

土地利用/覆被变化是自然和人文过程交叉作用的结果，影响到区域整体的生态环境。

杭州市淳安县以千岛湖旅游产业为支柱产业，作为东部沿海和长江三角洲的经济发展较快的代表性地区，土地利用/覆被变化情况明显，研究该地区的土地利用/覆被变化具有一定的代表意义。

本次研究以杭州市淳安县为研究区，对淳安县土地利用/土地覆被的时空变化及其驱动力进行研究分析，能够更直观地了解淳安县的土地利用/土地覆被变化及其所带来一系列影响。

从时空变化的角度，结合驱动力分析，能够了解到引起土地利用/土地覆被变化后更深层的因素。

从更大的区域层面分析，对于土地利用/覆被变化的研究，有利于人们更好地理解和认识土地利用/覆被在时空尺度下的变化及相互作用，理解其变化的过程、驱动力机制及其对人类经济社会和自然环境产生的影响，也有助于我们更好地认识我们所生存的环境，从而调整我们对土地的利用方式，为区域、国家乃至全球尺度的可持续发展战略提供决策依据。

（二）国内外研究进展

联合国在1992年的“21世纪议程”中明确提出要将“加强土地利用/覆被变化（LUCC）研究”作为新世纪工作的重点，这也标志了土地利用/覆被变化研究真正意义的开始。

1995年，国家科学联盟组织的IGBP和国际社会科学联盟组织的IHDP联合发起了一项名为“土地利用/覆被（LULC）的研究计划”，同时发表了两个纲领性文件“LUCC研究计划”（1995）和“LUCC执行战略”（1999）[5]。

《LUCC研究计划》中提出了关于土地利用/覆被变化研究的三项研究重点：

（1）基于案例分析的土地利用变化机制研究；

（2）通过直接观测和模型方法的土地覆被变化机制研究；（3）区域和全球尺度下LUCC模型的研究[6]。

目前在土地利用/覆被变化的国际研究领域，根据研究目的、方法以及研究区域等的差异性，大致可划分成三种学术流派，即北美流派、欧洲流派及日本流派[7]。

北美流派主要从宏观角度出发，对全球尺度上的土地利用/覆被变化状况及其与全球环境变化的相互关系进行定性研究；欧洲流派主要基于福利分析（WelfareAnalysis），考虑到食品政策与土地资源的因素，构建相关研究模型并对未来情景进行模拟研究；日本流派主要利用经济学模型与数学模型，更侧重于区域性土地利用与土地覆被变化的定量研究。

国内关于土地利用/覆被变化地研究热潮始于1996年，结合相关中文数据库（CNKI、维普、万方）文献，在现有的土地利用/覆被变化研究中，国内研究者以国际上先进的研究方法为借鉴，根据我国自身的地域特征，通过野外实地监测、应用遥感技术和官方调查统计数据，对一些代表性的研究区域进行分析计算，探究土地利用/覆被变化过程、驱动机制与环境效应及趋势预测模型。

目前，我国的土地利用/覆被变化研究主要集中在两类地区。

一类是“热点地区”，即自然和人文驱动力相对较为活跃的地区。

这类地区通常在目前、过去或者未来发生过剧烈的土地利用/覆被变化或将要发生较大变化，或者可以是土地利用/覆被变化对当地自然社会环境产生较大影响的地区[8]。

另一类是“脆弱区”，“脆弱区”的出现主要是由于人口的不断增长、经济的快速发展及对资源的快速消耗。

对于这类地区的研究，能够直观地感受到生态的脆弱性，也有利于人们对脆弱区的形成演变过程进行深入探究，从而揭示出自然和人文因素对区域可持续发展的影响。

目前，遥感技术在土地利用/覆被变化研究领域的应用相当普遍，主要用于监测土地利用/覆被变化，提取土地利用/覆被变化数据用于后续分析。

遥感是指非接触的，远距离的探测技术，一般是指运用传感器/遥感器对物体的电磁波的辐射、反射特性进行探测，并对所获得的信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学技术[9]。

遥感技术因其宏观、动态、快速等优点，已成为用于监测土地利用/覆被变化的主要手段，在LUCC研究领域，遥感技术迅速发展并取得了丰硕的研究成果。

（三）研究方法与技术路线

本文主要利用杭州市淳安县区域的遥感影像，对遥感影像进行处理分析，获得研究所需要的主要数据，同时采用的研究方法主要包括：

系统分析法、比较分析法、回归分析法、定性和定量相结合的分析方法。

另外利用ENVI5.1软件及配套制图程序、ArcGIS软件和Excel统计软件，进行数据处理分析与图形的制作。

具体的研究技术路线图如下：

图1论文研究技术路线图前期准备制定研究计划查阅文献、收集统计数据遥感影像解译ArcGIS制图LUCC分析土地利用/覆被现状分析时空变化分析定性分析定量分析（回归分析）研究结论LUCC驱动力分析

二、研究区概况与数据预处理

（一）研究区概况

1、自然环境概况

淳安县