延边州地区近10年耕地变化分析.docx

1、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

2、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

3、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。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。 1.3国内外研究现状目前我国对于耕地

4、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

5、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.

6、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

7、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 (Ub Ua)/UaT其中Ua Ub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Sa Sb分别为该市研究开始时C 2 / C 1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R1

8、，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R1,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

9、 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

10、.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。83.2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Iandsat TM/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11403010131.543.1

11、8Land50536sat51150290130.500044.6109Land sat-51150300130.001343.1842Land sat-51150310129.541.76Land23544sat-51160290128.961544.6123Land sat-51160300128.462743.1853Land sat-511603110127.984841.7650Land sat-51140301.6131.575043.1848Land sat-81150290.04130.544.60Land19982sat-81150306.8130.043.18Land226

12、50sat-811503111.47129.543141.7596Land sat-81160294.85128.944.60Land69684sat-81160300.03128.472243.1849Land sat-81160310.01127.992941.7595Land sat-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，

13、将延边地区下辖的八个县市 的遥感影像利用 erdas中的Mosaic Tool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，

14、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.1 Area cha nge of cultivated land incounties in 1990-20143.2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 1.8 x 104hmi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K 371560 260792 4.24% 260792 10之间，所以延边州为十分缓慢型。450000