延边州地区近10年耕地变化分析.docx
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延边州地区近10年耕地变化分析
延边州地区近10年耕地变化分析
第一章绪论
1.1研究背景
耕地是农业发展最为重要和关键的物质基础，某地区耕地资源的优劣以及数量直接影响了该地区粮食的直接产量［1］，只有让该地区在一段时间内保持一定数量的耕地数量，才能够保护粮食
生产的稳定和安全，保护耕地资源还能够保护生态环境，有利于该地区经济的可持续发展［2］。
我国是一个人口大国并且自从改革开放以来，随着
我国经济的迅速发展，城市化水平的逐渐提升，建设用地的需求逐渐增大，使耕地的面积逐渐缩小，并且，随着大量农村劳务人口进城，大量耕地被荒废，生态问题逐渐严峻，环境保护、退耕还林政策的逐渐实行。
全国耕地面积难以保持在一定数量和质量这一问题日益严峻，以耕地资源安全为核心的粮食问题逐渐受到广大学者的关
[1]
延边地区由于独特的“八山一水半草半分田”的以山地丘陵为主的地形特征，山地丘陵并不适合用作耕地，因此延边地区在土地需求量不
足这个问题上更为严峻。
有人说过未来的新亚欧大陆桥将以延边州的珲春市作为东起点，将中国东北，俄罗斯远东地区和朝鲜连接在一起。
这一地区的经济发展，有利于促进周边国家的经济发展，对于维护我国与周边国家的正常外交关系促进东北亚地区繁荣健康发展起着重要作用，2009年8月30日，国务院做出重要决定，将以长吉图为中心开发先导区，这对于延边以及周边地区的经济发展起着巨大的积极作用，但这会导致建筑用地的增加，城市务工人员的数量急剧增加这对于延边地区耕地的数量以及质量是一个巨大的挑战。
⑷
1.2研究目的及意义
通过对延边州近二十五年耕地变化的分析，我们可以把握延边州耕地变化的规律是改变耕地减少的现状，保护耕地资源安全的基本前提并且能够得出导致延边州耕地变化的主要原因从而针对这些原因因地制宜地制定出有关方案来针对耕地变化的现象，并对日后延边州相关部门做出有效调控奠定理论基础。
通过某些数学方法以及数据分析，可以对研究地区进行分类，从而得出耕地的面积以及耕地变化时间和空间上的特
点，方便相关部门进行精确的有效调控。
⑶
1.3国内外研究现状
目前我国对于耕地变化的分析主要对象是各大平原以及西部地区，其主要原因是各大平原是我国非常重要的商品粮生产基地，对他们进行的研究对于保护我国粮食生产的稳定和安全起着重要的作用，而西部地区主要是因为国家实行的西部大开发的政策，导致了国内许多学者对于研究西部地区有着特殊的趋向性。
欧阳玲于2016
年对吉林省中西部不同质量等级的耕地分布的时空变化特征进行分析，得出各地耕地变化差异明显，地理位置越东、越北的地区耕地增加幅度越大，该地区耕地后备资源已经耗尽。
131陈红，吴世新于2010年利用遥感和GIS技术对新疆省近二十年的耕地数量以及地区之间的差异性进行分析，并分析出了影响新疆耕地动态变化的驱动因子的种类是人口的增长以及农业科技的进步，新疆各地区的耕地的空间变花差异性明显的结论。
［21目前我国对于耕地变化的分析主要有以下几类：
1、利用数学公式对所研究的时间段的耕地面积进行相应的计算。
［112、利用DE（数字高程模型）生成研究区坡度数据，再用相应的软件对耕地的质量进行评价。
冏3、通过查询该地区统计年鉴等方法得到相应年份的耕地数据进行理论分析。
4、利用地理信息系统软件arcgis中的叠加分析功能，将耕地数据进行互相叠加，得到土地利用动态变化数据，从而得到相应的土地变化时空分布数据。
冋5、运用SPSS软件对某一时段该地区耕地面积变化和变化因子进行主成成分分析。
冋
1.4研究方法概述
研究方法流程图主要是下列几个步骤，1、下载
并整理相应数据，对数据进行预处理。
2、对遥
感信息进行分类，整理专题信息。
3、对耕地进
行动态分析，主要是对耕地的数量变化和空间变化进行分析。
4、对耕地的驱动力分析（多因子定性分析）。
5、对分析出的问题提出相应的对策以及对以后的展望。
冏
遥感影像的解译主要有目视解译法，监督分类法，非监督分类法三种，本文将使用监督分类中的最大似然分类法对延边州1990、2000、2015三个不同时期的延边州遥感影像图进行分类。
对遥感信息进行分类根据《基于碳收支的中国土地覆被分类系统》中的一级分类标准主要将土地分为六类包括林地、草地、湿地、耕地、人工表面（包括建设用地、交通用地等）、其他类型。
[7]
使用耕地利用动态度K和相对变化率R对最近10年的耕地变化进行分析耕地利用动态度k（UbUa）/UaT其中UaUb分别表示研究初期和末期的耕地面积，T表示研究的时间长短，耕地变化利用动态度可以真实的反映出区域土地利用/覆盖中土地利用类型的变化剧烈程度。
耕地相对变化率R严罟SaSb分别为该市研究开始时
C2/C1
期的耕地面积和研究结束时期的耕地面积，Ca
和Cb则分别表示整个研究区域研究开始时期的耕地面积和研究结束时期的耕地面积，因为要求改地区耕地变化的规律，因此Cb不能等于G,如果某地区耕地相对变化率R>1，则表示该市耕地变化的幅度比该研究地区的幅度大，如果某地区耕地相对变化率R<1,则表示该市耕地变化的幅度比该研究地区的幅度小。
研究表明，延边州2005年与2015年耕地面积分别为233485hn2与
371560hn2，因为Cb不等于G,所以研究能够继续进行。
耕地相对变化率R是用来反映土地利用数量上变化幅度的差异。
[1]
第二章研究概况与数据准备
2.1研究区概况
延边朝鲜族自治州（谚文：
?
?
?
?
?
?
?
?
），通称延边州或延边，下辖
延吉、图们、珲春、和龙、龙井6市以及汪清、安图2县，位于中国东北吉林省东部中朝边境，北部与黑龙江省牡丹江市接壤，南与朝鲜咸镜北道隔图们江相望，西临吉林市、白山市是中国少数民族自治州之一，首府为延吉市（县级市），辖区面积43474平方公里，约占吉林省总面积的四分之一，人口约217万人（2010年）。
延边州位于中朝俄三国交界之处面临日本海，延边州基本上是八山一水半草半分田”山地占了延边州面积的54.8%，整体地势西高东低，自西南、西北、东北三面向东南倾斜，以珲春一带为最低。
整个地貌呈山地、丘陵、盆地三个梯度。
截止2014年末，延边州全州总人口为214.5万人，其中农业人口占41.7%。
农作物播种面积最大的是玉米，约占全州农作物播种面积的49.3%，下
属各县市中播种面积最大的为敦化市。
延边州土地利用状况中比例最大的是林地，约占全州的
83.8，耕地排第二位，约占全州10.1%。
三次产业结构的构成分别为26.43，14.13，55.44，其中第三产业构成超过半数为延边州主要组成部
分。
[8]
3.2数据来源及预处理
基础数据：
本文采用的1990年与2014年耕地面积、农作物播种面积等相关统计数据均来自2015年延边州统计年鉴。
遥感影像及判读：
本文使用了1990年、2000
年与2015年延边州包括下辖八个县市的遥感影像图，这两年的遥感影像图均为从美国地质调查
局网站获得的IandsatTM/ETM+数据利用GPS进行野外实地考察，用于训练样本的提取以及遥感影像的检测和校正。
遥感数据信息
号
号
114
030
10
131.5
43.18
Land
505
36
sat・5
115
029
0
130.5
000
44.61
09
Landsat-5
115
030
0
130.0
013
43.18
42
Landsat-5
115
031
0
129.5
41.76
Land
235
44
sat-5
116
029
0
128.9
615
44.61
23
Landsat-5
116
030
0
128.4
627
43.18
53
Landsat-5
116
031
10
127.9
848
41.76
50
Landsat-5
114
030
1.6
131.5
750
43.18
48
Landsat-8
115
029
0.04
130.5
44.60
Land
199
82
sat-8
115
030
6.8
130.0
43.18
Land
226
50
sat-8
115
031
11.4
7
129.5
431
41.75
96
Landsat-8
116
029
4.85
128.9
44.60
Land
696
84
sat-8
116
030
0.03
128.4
722
43.18
49
Landsat-8
116
031
0.01
127.9
929
41.75
95
Landsat-8.
图像预处理：
1，波段融合，本研究选用1990
年、2000年与2015年三个时期的Iandsat影像，覆盖了整个延边州，本文研究的遥感数据将这两张图像的1、2、3、4、5、6、7这七个波段进行融合所得出的。
2、图像拼接，由于从网上所下的遥感图像范围仅包括各个县，所以为了对延边州整体进行分析，将延边地区下辖的八个县市的遥感影像利用erdas中的MosaicTool功能
进行图像拼接。
3:
投影转换，因为此次所下载的遥感影像均为UTM影像，为了对土地利用变化进行分析，则需要用等积投影，将遥感影像转换为Albers投影。
4:
掩膜提取，将处理好的遥感数据按照延边州矢量图进行掩膜提取。
第三章研究方法及步骤
3.1耕地的空间变换
3.1.1遥感影像的解译
首先我们需要在三个不同时期的遥感图像上通过ROI工具，分别创建多个感兴趣区。
然后对感兴趣区赋予相应的属性及颜色，本文一共使用了三个训练样本种类，分别为居民区，耕地和其他，在遥感影像图上分别以白色，红色和绿色一一对应。
然后，我们需要通过监督分类的功能对遥感影像图进行最大似然分类，1990、2000年、2015年的耕地分布图。
最后我们需要利用野外考察的点来对处理后的遥感影像进行相应的检验，来保证遥感影像图的精确性，从而保护实验的精确度以及可行性。
■1990年・2014年
安图县
Fig.1Areachangeofcultivatedlandin
countiesin1990-2014
3.2耕地的数量变化
延边州各县市近十年耕地面积变化对比情况如图1所示。
该地区从2005年到2015年，延边州耕地总面积由2005年的233485hmi增加到2014年的371560hmi，增加了138075hnri,增加的面积占土地总面积的比重达到了37.16%,这个结果与石淑芹，陈佑启的《东北地区哦耕地变化对粮食生产能力的影响评估》中的研究成果吉林省十年来耕地面积减少了1.8x104hmi截然相反，年均增加13808hmi。
［1］根据延边地区近十年耕地变化折线图可以得知延边州近十年耕地面积变化的趋势为2005-2008年之间匀速增长，2008-2009年间迅速增长，2009-2012年间保持缓慢增长，2012-2014年间略有下降。
延边州耕
因为K在0-5
地利用动态度K3715602607924.24%26079210
之间，所以延边州为十分缓慢型。
450000
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