海岸帶城市土地利用變化分析_以江蘇鹽城市為例_張曉祥1.pdf

第 33 卷 第 3 期 熱 帶 地 理 Vol 33 No 3 2013 年 5 月 TROPICAL GEOGRAPHY May 2013 收稿日期 2012 12 28 修回日期 2013 03 27 基金項目 河海大學(xué)中央高?；?2009B00414 江蘇省城市規(guī)劃設(shè)計研究院協(xié)作課題 作者簡介 張曉祥 1979 男 江蘇南通人 博士 副教授 主要從事空間分析與建模 資源環(huán)境遙感研究 E mail xiaoxiang 張曉祥 徐 盼 戴煜暄 等 海岸帶城市土地利用變化分析 以江蘇鹽城市為例 J 熱帶地理 2013 33 3 海岸帶城市土地利用變化分析 以江蘇鹽城市為例 張曉祥 1 徐 盼1 戴煜暄1 申 翔2 3 湯春峰2 3 1 河海大學(xué) 地理信息科學(xué)與工程研究所 南京 210098 2 江蘇省城市規(guī)劃設(shè)計研究院 南京 210036 3 江蘇省城市交通規(guī)劃研究中心 南京 210036 摘 要 土地利用 覆被變化 LUCC 是全球變化和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究的核心問題 海岸帶是陸地海洋相互作 用和人類活動最敏感的區(qū)域 海岸帶 LUCC 的研究對適應(yīng)環(huán)境和自然的挑戰(zhàn)具有重要意義 本文以江蘇沿海具有 代表性的鹽城市作為研究區(qū) 選取 1978 2007 年 5 期 Landsat MSS TM 影像作為數(shù)據(jù)源 在參考國內(nèi)外遙感分類系 統(tǒng)的基礎(chǔ)上 結(jié)合研究區(qū)實際 建立遙感分類系統(tǒng) 使用主成分分析 PCA 遙感分類方法和分類后比較變化檢 測方法 并在 GIS 分析技術(shù)支持下獲取鹽城市近 30 年的土地利用變化數(shù)據(jù) 分析其結(jié)構(gòu) 數(shù)量 速率及格局變 化 結(jié)果表明 1 從土地利用結(jié)構(gòu)上看 研究時段內(nèi)鹽城市土地利用變化較大 但利用結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定 土地利 用類型以耕地為主 但近幾年城市建設(shè)用地大量增加 比重不斷攀升 2 從土地利用變化數(shù)量 速率上看 不 同時期土地利用類型變化劇烈 一級地類數(shù)量增長最大的是建設(shè)用地 其中城鎮(zhèn)建設(shè)用地由 1978 年的 167 01 km 2 擴(kuò)張至 2007 年的 725 19 km 2 增長至原來的 4 34 倍 城鎮(zhèn)建設(shè)用地變化速率在 2004 2007 年高達(dá) 15 以上 3 從空間格局變化看 鹽城市中心城區(qū)特別是開發(fā)區(qū)和新辟為市區(qū)的鹽都區(qū)發(fā)展速度最快 而濱海港 大豐港的建 設(shè)和周邊國有鹽場的改制也顯著促進(jìn)了沿海地區(qū)的發(fā)展 關(guān)鍵詞 土地利用 覆被變化 海岸帶 變化檢測 城市擴(kuò)展 GIS 鹽城 中圖分類號 TP79 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 文章編號 我國有長達(dá) 18 000 km 的海岸線 沿海地區(qū)人 口稠密 經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá) 全國 70 以上的大 中城市 都集中在沿海地區(qū) 1 沿海地區(qū)通常都是經(jīng)濟(jì)增長 的高地 但江蘇沿海地區(qū)卻是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的洼地 長 期以來一直是江蘇經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的短板 當(dāng)前 江 蘇沿海開發(fā)成為國家戰(zhàn)略 開發(fā)力度空前 新的時 期如何統(tǒng)籌江蘇海岸帶利用與實現(xiàn)海岸帶可持續(xù)發(fā) 展是一個亟待解決的問題 在理論方法上如何評估 江蘇海岸帶的發(fā)展?fàn)顩r 在技術(shù)手段上如何測度海 岸帶發(fā)展變化是區(qū)域研究的熱點和難點 國際上 土地利用 覆被變化 Land Use Cover Change LUCC 研究是可持續(xù)發(fā)展和全球變化研究的重點內(nèi)容 2 4 海岸帶 LUCC 研究對于促進(jìn)海岸帶的開發(fā) 利用 管理具有重要意義 5 7 隨著研究的深入開展 LUCC 在研究理論上也 經(jīng)歷了非常大的突破 目前 LUCC 研究正在走向范 式研究 8 即已形成許多約定俗成的研究模式 主 要包括數(shù)據(jù)源的選取 分類方法的選擇 變化檢測 方法的選用等 數(shù)據(jù)來源的獲取方面 美國陸地衛(wèi) 星 Landsat 就有著長達(dá) 40 年的連續(xù)觀測歷史 所獲取的數(shù)據(jù)被廣泛應(yīng)用于 LUCC 研究中 9 12 分 類方法的選擇方面 文獻(xiàn) 13 評述了各種遙感分類 方法的異同 優(yōu)缺點 這些方法主要有基于最鄰近 規(guī)則的監(jiān)督分類方法 14 面向?qū)ο蠓诸惙椒?15 16 基 于知識規(guī)則的分類方法 17 等 其中監(jiān)督分類方法是 一種常用的方法 變化檢測的方法選擇方面 文獻(xiàn) 18 曾經(jīng)系統(tǒng)地總結(jié)了變化檢測的 7 大類 31 種方法 的特征 優(yōu)缺點 應(yīng)用領(lǐng)域和關(guān)鍵因素等 分別是 基于代數(shù)的變化檢測方法 基于轉(zhuǎn)換算法如主成分 分析 PCA 的變化檢測方法 11 基于分類的變化 監(jiān)測方法 19 基于高級模型的變化監(jiān)測方法 20 基 于 GIS 的變化檢測方法 21 可視化分析變化檢測方 DOI CNKI 44 1209 N 20130515 1527 001 網(wǎng)絡(luò)出版時間 2013 05 15 15 27 網(wǎng)絡(luò)出版地址 熱 帶 地 理 33 卷 法 22 以及其他分類變化檢測方法 23 其中基于轉(zhuǎn) 換算法的變化檢測方法 24 25 以及基于分類的變化監(jiān) 測方法 26 是比較常見的方法 另外分類后比較法也 是一種常用的定量變化檢測方法 9 25 27 海岸帶地區(qū)的土地利用變化研究也已經(jīng)取得了 相當(dāng)多的成果 如地中海 5 6 埃及 7 等海岸帶區(qū)域的 研究 在我國 對于 LUCC 的研究也取得了一定的成 果 但是這些研究大多是針對我國的生態(tài)脆弱區(qū) 28 以 及人類活動劇烈的城市地區(qū) 29 而對地處陸海兩相交 互地帶的海岸帶的 LUCC 研究相對較少 未形成系統(tǒng) 性的研究 基于江蘇海岸帶的特殊性 本文選取江蘇 省沿海地區(qū)具有代表性的鹽城市作為研究區(qū) 以 1978 2007年該地區(qū)5個時相的Landsat系列遙感影像 為數(shù)據(jù)源 建立鹽城市土地利用分類系統(tǒng) 通過定量 分析鹽城市近 30 年的土地利用結(jié)構(gòu) 數(shù)量 速率及 其格局變化 剖析其變化背后的驅(qū)動因素 得出鹽城 市近 30 年的 LUCC 狀況 以期更好地評估江蘇沿海 的城市化進(jìn)程 為區(qū)域土地利用規(guī)劃及城市發(fā)展規(guī)劃 決策提供參考 1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源 1 1 研究區(qū)概況 鹽城市位于江蘇海岸帶核心地區(qū) 介于 32 51 5 34 12 1 N 119 34 12 120 27 1 E 之間 東臨黃海 鹽城市轄亭湖 鹽都 2 區(qū) 大豐 東臺 2 個縣級市 響水 濱海 阜寧 射陽 建湖 5 個縣 市域總面積 1 7 104 km 2 是江蘇省 省轄市中面積最大的市 圖 1 鹽城市的發(fā)展史就是一部農(nóng)墾史 近代以來 特別是建國以后大規(guī)模的圍墾開發(fā) 鹽城市沿海地 區(qū)形成了大片的農(nóng)場和鹽場 因為獨特的海岸帶海 洋地貌條件 鹽城市土地后備資源非常豐富 灘涂 總面積 4 553 km 2 其中潮上帶 1 677 km2 潮間帶 1 610 km 2 分別占全省的 75 64 6 60 8 隸屬 于東臺 大豐 射陽 濱海 響水等縣 市 的沿 海灘涂 近期可供開發(fā)利用的面積達(dá) 1 300 km 2 歷史上 鹽城市因為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水平不高 城市發(fā)育不足 重要城鎮(zhèn)主要沿 204 國道分布 近 年來 因為交通建設(shè)的發(fā)展 很多道路沿線的工業(yè) 區(qū)與小城鎮(zhèn)獲得快速發(fā)展 從現(xiàn)狀城市分布空間特 征看 南北向的 204 國道 沈海高速 G15 高速 東西向的各大主要河流沿岸已經(jīng)成為鹽城市經(jīng)濟(jì) 和城市發(fā)展的主要軸線 形成 交通走廊式 的城 市分布格局 21 世紀(jì)以來 在長三角一體化輻射 帶動下 特別是近年來沿海開發(fā)戰(zhàn)略的實施 鹽城 市中心城市的城市化進(jìn)程快速推進(jìn) 2010 年末全 市戶籍人口816 2萬人 其中城鎮(zhèn)人口381 27萬人 2010 年鹽城市實現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值 2 266 億元 比上 年增長 17 8 實現(xiàn)五年翻一番 近年發(fā)展速度非 常驚人 1 2 數(shù)據(jù)來源 遙感具有同步性好 成本低等特征 可以快 速獲取區(qū)域相關(guān)信息 本研究的土地利用動態(tài)變 化信息主要根據(jù)鹽城市 5 期 Landsat TM 遙感影像 分類結(jié)果獲得 表 1 其他數(shù)據(jù)包括研究區(qū) 1 50 000 的數(shù)字地形圖 1 10 000 的土地利用現(xiàn)狀圖 1 250 000的數(shù)字線化圖 表 2 主要用于衛(wèi)星圖像幾何 校正 采用 2009 2010 年間 獲取的 ALOS 遙感影像數(shù) 據(jù) 表 2 ALOS 數(shù)據(jù)分 2 5 m 分辨率的全色波段影像 和 10 m 分辨率的遙感影 像 主要用于遙感土地利用 分類數(shù)據(jù)的信息驗證 且所 有的數(shù)據(jù)都采用統(tǒng)一的坐 標(biāo)系和投影系統(tǒng) 2 分類系統(tǒng) 遙感影像分類主要是依 據(jù)地物的光譜特征 即地物 電磁波輻射的多波段測量 圖 1 鹽城市概況 Fig 1 The map of Yancheng 3 期 張曉祥等 海岸帶城市土地利用變化分析 值 將這些測量值用作遙感影像的原始特征變量 然后利用特征變量對圖像上每個像元按照亮度接近 程度進(jìn)行分類 以達(dá)到區(qū)分遙感影像中多種地物的 目的 在海岸帶遙感中 C CAP 是美國海洋和大氣局 NOAA 海岸海洋計劃 COP 的河口棲息地計劃 EHP 的一部分 NOAA在制定C CAP 土地覆蓋分 類系統(tǒng)時 與海岸帶地區(qū)相關(guān)的美國幾個主要機(jī)構(gòu)的 代表進(jìn)行了專題討論和建設(shè)性商談 以保證基于 C CAP 的分類系統(tǒng)與美國其它的主要土地利用 覆被 系統(tǒng)相協(xié)調(diào) 由于本文的研究范圍是在各個時期沿海堤防以 內(nèi)的市域 未被圍墾和開發(fā)的地區(qū)特別是海岸帶特 有的灘涂和濕地不在本研究的范圍內(nèi) 因此參照美 國C CAP 的海岸土地覆被分類系統(tǒng)與我國2008年 2 月發(fā)布的土地利用分類國家標(biāo)準(zhǔn) 土地利用 現(xiàn)狀分類 GB T21010 2007 結(jié)合鹽城市海岸帶 地物的特征 確定本研究的主要區(qū)域土地利用 覆被 類型 表 3 3 研究框架 本研究的研究框架主要包括 4 個部分 影像預(yù) 處理 影像分類 變化檢測 數(shù)據(jù)分析 圖 2 利用多時相遙感數(shù)據(jù)動態(tài)分析 LUCC 過程 需 對原始影像根據(jù)需要進(jìn)行一系列圖像處理工作 包 括幾何糾正 輻射校正 影像鑲嵌和裁剪等 影像 的幾何校正應(yīng)用 ERDAS 軟件幾何校正模塊實現(xiàn) 首先以鹽城市上世紀(jì) 80 年代的 1 50 000 地形圖為 基準(zhǔn) 采用二次多項式變換幾何校正模型校正 1990 年左右的 TM 影像 然后以 1990 年左右的 TM 影像 為基準(zhǔn) 分別對 1978 年 MSS 影像 2000 2004 和 2007 年左右的 TM 影像進(jìn)行像元對像元的幾何精校 正 本研究區(qū)處于影像交叉的地帶 單獨的一景影 像不能完全覆蓋研究區(qū)域 因此需要對增強(qiáng)處理后 表 1 研究區(qū)遙感影像數(shù)據(jù) Tab 1 Data used in this study 衛(wèi)星時態(tài) 傳感器 軌道 成像日期 分辨率 m T1 1978 年左右 Landsat MSS 128 37 1975 03 26 129 37 1979 08 06 129 36 1978 09 16 79 重采樣 60 T2 1990 年左右 Landsat TM 119 37 1987 02 02 120 37 1988 10 25 120 36 1987 09 21 30 T3 2000 年 Landsat ETM 119 37 2000 07 31 120 37 2000 09 16 120 36 2000 09 16 30 T4 2004 年 Landsat TM 119 37 2004 05 23 120 37 2004 04 28 120 36 2004 04 28 30 T5 2007 年左右 Landsat TM 119 37 2006 09 18 120 37 2006 09 09 120 36 2006 09 09 30 表 2 鹽城市土地利用 覆被變化研究的輔助數(shù)據(jù) Tab 2 Auxiliary data in this study 序號 數(shù)據(jù)類型 資料名稱 數(shù)據(jù)時間 比例尺 1 歷史地形圖 1980S 地形圖 1980 年左右 1 50 000 2 土地利用現(xiàn)狀圖 各縣土地利用現(xiàn)狀圖 1 10 000 3 數(shù)字線化圖 DLG 1 250 000 地形圖 1980 年左右 1 250 000 4 ALOS 影像數(shù)據(jù) 2 5 m 全色波段影像 2010 年 5 ALOS 影像數(shù)據(jù) 10 m 多光譜影像 2010 年 表 3 鹽城市土地利用 覆被分類系統(tǒng) Tab 3 Land use cover change classification schema in Yancheng 一級類 土地利用類型 說明 11 水田 指用于種植水稻等水生農(nóng)作物的耕地 包括實行水生 旱生農(nóng)作物輪種的耕地 1 耕地 12 水澆地 旱地 指有水源保證和灌溉設(shè)施 在一般年景能正常灌溉 種植旱生農(nóng)作物的耕地 指無灌溉設(shè)施 主要靠天然 降水種植旱生農(nóng)作物的耕地 2 工礦倉儲用地 21 鹽田 地面生產(chǎn)用地及尾礦堆放地 31 城鎮(zhèn)建設(shè)用地 指城鎮(zhèn)用于生活居住的各類房屋用地及其附屬設(shè)施用地 3 建設(shè)用地 32 農(nóng)村建設(shè)用地 指農(nóng)村用于生活居住的宅基地 41 魚塘 指人工開挖或天然形成的用于養(yǎng)殖的水面 包括部分灘涂資源 海域 4 水域及水利設(shè)施用地 42 坑塘水面 指人工開挖或天然形成的蓄水量 10 104m3的坑塘常水位岸線所圍成的水面 5 其他用地 指上述地類以外的其他類型的土地 包括鹽沼 葦?shù)?泛洪區(qū) 未利用地等 圖 2 研究框架圖 Fig 2 The research framework of this study 多時相遙感影像 1978 2007 圖像處理 幾何校正 相對輻射校正 研究區(qū)提取 監(jiān)督分類 訓(xùn)練樣本 分類系統(tǒng) 輔助數(shù)據(jù) 分類專題圖 LUCC 1978 LUCC 1990 LUCC 2000 LUCC 2004 LUCC 2007 分類后比較變化檢測 數(shù)據(jù)分析 土地利用 變化數(shù)量 變化數(shù)據(jù)以及 年均變化率 空間格局 變化情況 熱 帶 地 理 33 卷 的影像采用地理坐標(biāo)無縫鑲嵌法進(jìn)行圖像拼接 在 鑲嵌過程中首先進(jìn)行直方圖匹配及像元亮度調(diào)整 并按照鹽城市行政邊界裁切得到研究區(qū)范圍的遙感 影像 遙感分類是一個復(fù)雜的過程 需要考慮許多因 素的影響 選擇合適的分類方法 近年來 許多先 進(jìn)的分類方法 如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 模糊集 專家系 統(tǒng) 已廣泛應(yīng)用于圖像分類 一般情況下 圖像的 分類方法可以分為監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類 或有參 數(shù)和非參數(shù)的分類 或硬性和軟性 模糊 的分類 或單向度和每個像素的子像素分類 雖然分類方法 很多 但不同的研究區(qū)域及目的需采取不同的分類 方法 本研究采用的 1990 年左右 2000 2004 和 2007 年左右的 4 期 TM 影像分辨率相對較高 直接 采用最大似然法進(jìn)行監(jiān)督分類 并結(jié)合 1 50 000 地 形圖及其他輔助數(shù)據(jù)提高影像數(shù)據(jù)的分類精度 1978 年的 MSS 影像的空間分辨率和光譜分辨率都 較低 地物分類非常容易出現(xiàn)誤分或者混分 針對 這些問題 采用多步驟分層分類法 將明顯能夠分 出來的類別掩模剔除 降低分類像元的個數(shù)和光譜 混淆 對難以區(qū)分的地類單獨提取 選擇盡可能多 的訓(xùn)練區(qū) 進(jìn)行細(xì)分類 對于實在無法通過光譜差 異分類的像元 參考 1 50 000 的地形圖以及其他 輔助圖件 進(jìn)行人工交互解譯 通過劃定矢量層 進(jìn)行合理的歸屬 對分類結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化 變化檢測是通過觀測不同時間的目標(biāo)對象來確 定其在狀態(tài)上的差異過程 具有利用多時相數(shù)據(jù)量 化分析時間影響的能力 25 在變化檢測技術(shù)上 最 重要的是變化檢測方法的研究 變化檢測方法主要 用于獲取變化的強(qiáng)度 類別與分布 最近 20 年來 已有許多基于衛(wèi)星遙感的動態(tài)監(jiān)測方法應(yīng)用于 LUCC 動態(tài)監(jiān)測之中 主要有地物光譜直接比較和 分類后比較兩大類 地物光譜直接比較法必須進(jìn)行 嚴(yán)格的光譜標(biāo)準(zhǔn)化 目前還沒有成熟的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù) 而分類后比較法是 25 年前發(fā)展起來的 目前已經(jīng)成 為最常用的定量變化檢測方法 29 本研究采用分類 后比較法對鹽城市不同時相的遙感影像的變化進(jìn)行 檢 測 進(jìn) 一 步 得 出 1978 1990 1990 2000 2000 2004 2004 2007年4個時段的變化統(tǒng)計數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)分析是對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析 目的是 從數(shù)據(jù)中提取信息 以找出研究對象的內(nèi)在規(guī)律 本研究對分類后數(shù)據(jù)以及變化檢測信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分 析 目的是分析鹽城市近 30 年來土地利用變化數(shù) 量 變化速率以及城市發(fā)展的空間格局的變化情況 4 結(jié)果分析 根據(jù)圖 2 所示的研究框架 得到鹽城市 1978 2007 年的土地利用變化分類結(jié)果 圖 3 將 本研究獲取的 ALOS高分辨率影像數(shù)據(jù)對土地利用 分類數(shù)據(jù)進(jìn)行精度驗證 對 1978 2007 年的分類結(jié)果 進(jìn)行分類疊加評價 除 1978 年的總體精度較低 為 75 67 Kappa 系數(shù)為 0 708 外 其他 4 期精度相 對較高 總體精度接近或超過 90 Kappa 系數(shù)超 過 0 85 總體而言 分類精度滿足本文研究要求 4 1 土地利用結(jié)構(gòu)分析 在獲得 LUCC 結(jié)果后 在 ArcGIS 平臺下 利用 其 空 間 分 析 功 能 提 取 研 究 區(qū) 1978 1990 1990 2000 2000 2004 和 2004 2007 年的土地覆被 轉(zhuǎn)移矩陣 得出鹽城市土地利用類型面積分布及其 比重 表 4 鹽城市土地資源豐富 土地覆蓋面積增大 至 2007 年已有 15 318 13km 2 比 1978 年增加了將近 1 000 km 2 表 4 近 30 年來的鹽城市土地覆蓋狀 況總體以耕地為主體 包括水田和水澆地 旱地 占 到該市土地總面積的 80 左右 其次是水域及水利 設(shè)施用地 比重占到該市土地總面積的 10 左右 鹽田作為其特有的土地類型 比重一直維持在接近 3 建設(shè)用地比重較小 但增速較快 其中城鎮(zhèn)建 設(shè)用地至 2007 年已增至 725 19km 2 鹽城海岸帶是 一個生物多樣性極其豐富的區(qū)域 隨著鹽城海岸帶 濕地圍墾開發(fā) 未利用地 蘆葦?shù)氐绕渌玫刂饾u 圖 3 鹽城市 LUCC 分類圖 1978 2007 年 Fig 3 The classification of land use cover change in Yancheng 1978 2007 3 期 張曉祥等 海岸帶城市土地利用變化分析 減少 自然植被大部分被農(nóng)作物 水域等取代 故 用地結(jié)構(gòu)上 鹽城市土地利用類型以農(nóng)用地為主 尤其以耕地占絕對優(yōu)勢 其他類型的土地面積比重 相對較小 4 2 土地利用變化數(shù)量 速率分析 利用空間數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 得出近 30 年來不同時 間段鹽城市各土地利用類型的年均變化數(shù)量以及變 化速率 表 5 1978 2007 年間 鹽城市各土地利用類型中 用地面積一直增加的地類主要有水田 建設(shè)用地 不同時期的土地利用類型數(shù)據(jù)量變化均較大 從一 級地類變化來看 研究時段內(nèi) 耕地中的水田雖然 增加量大 但水澆地 旱地的減少也相當(dāng)驚人 所以 耕地的總量變化并不顯著 水田的增長速率和水澆 地 旱地的減少速率在研究時段內(nèi)均一直呈減緩趨 勢 研究時段內(nèi)城鎮(zhèn)建設(shè)用地變化量最大 面積由 1978 年的 167 01 km 2 擴(kuò)張到了 2007 年的 725 19 km 2 增長至原來的 4 34 倍 且 1978 1990 年間的 變化速率最快 但整體上與蘇南 蘇中城市相比 增長速率相對較慢 水域與水利設(shè)施用地中 魚塘 的增加量較大 僅次于建設(shè)用地和水田 其增長速 率在 1978 2000 年非常顯著 坑塘水面則在 1978 1990 年減少較多 減少速率也較大 但水域 與水利設(shè)施用地總體上面積增加較多 其他用地是 一級地類中唯一面積減少的地類 其減少速率在研 究時段內(nèi)呈 U 態(tài)勢 導(dǎo)致上述變化的原因主要是早期鹽城市的經(jīng) 濟(jì)基數(shù)比較低 起點不高 使得 1978 1990 年間的 用地變化非常顯著 隨著鹽城市的不斷發(fā)展 工業(yè) 化程度不斷加強(qiáng) 且大部分以鹽田為主的工礦倉儲 用地都被開發(fā)利用 建設(shè)用地不斷增加 其中以城 鎮(zhèn)建設(shè)用地為主的地類 變化速率逐年增加 而農(nóng) 村建設(shè)用地雖然有所增加 但隨著近年來城市化進(jìn) 程的加快 農(nóng)村的農(nóng)耕傳統(tǒng)與生活方式均受到了沖 表 4 鹽城市域土地利用變化信息一覽表 1978 2007 Tab 4 Land use change amount and proportion in Yancheng 1978 2007 1978 1990 2000 2004 2007 土地利用類型 面積 km 2 比例 面積 km 2 比例 面積 km 2 比例 面積 km 2 比例 面積 km 2 比例 01 魚塘 384 93 2 65 537 49 3 66 761 50 5 03 728 03 4 78 800 36 5 22 02 鹽田 341 57 2 35 433 04 2 95 454 68 3 00 437 43 2 87 401 90 2 62 03 水田 5 268 21 36 24 5 578 75 38 00 5 762 50 38 06 5 835 07 38 34 5 888 76 38 44 04 水澆地 旱地 6 600 22 45 40 6 297 28 42 89 6 155 65 40 66 6 100 29 40 08 6 052 46 39 51 05 城鎮(zhèn)建設(shè)用地 167 01 2 04 487 71 3 32 582 28 3 85 652 54 4 29 752 19 4 91 06 農(nóng)村建設(shè)用地 198 50 1 37 273 86 1 87 333 84 2 21 386 21 2 54 408 25 2 67 07 坑塘水面 1 165 45 8 02 872 35 5 94 938 15 6 20 967 68 6 36 935 54 6 11 08 其他用地 282 00 1 94 200 42 1 37 150 71 1 00 111 81 0 73 78 66 0 51 總計 14 407 91 1 100 00 14 680 89 100 00 15 139 31 100 00 15 219 05 100 00 15 318 13 100 00 表 5 土地利用變化量及變化率 1978 2007 Tab 5 Land use change amount and change rate 1978 2007 1978 1990 1990 2000 2000 2004 2004 2007 土地利用類型 年均變化量 km2 a 1 變化速率 年均變化量 km2 a 1 變化速率 年均變化量 km2 a 1 變化速率 年均變化量 km2 a 1 變化速率 01 魚塘 12 71 39 63 22 40 41 68 8 37 4 39 24 11 9 93 02 鹽田 7 62 26 78 2 16 5 00 4 31 3 80 11 84 8 12 03 水田 25 88 5 89 18 37 3 29 18 14 1 26 17 90 0 92 04 水澆地 旱地 25 25 4 59 14 16 2 25 13 84 0 90 15 94 0 78 05 城鎮(zhèn)建設(shè)用地 26 72 64 20 9 46 19 39 17 57 12 07 33 22 15 27 06 農(nóng)村建設(shè)用地 6 28 37 96 6 00 21 90 13 09 15 69 7 35 5 71 07 坑塘水面 24 43 25 15 6 58 7 54 7 38 3 15 10 71 3 32 08 其他用地 6 80 28 93 4 97 24 80 9 72 25 81 11 05 29 65 總計 22 75 115 80 45 84 71 75 19 94 2 74 33 02 10 04 熱 帶 地 理 33 卷 擊而發(fā)生改變 人口向城市集聚的力度不斷加強(qiáng) 農(nóng)村人口和勞動力向城市遷移 部分地區(qū)農(nóng)村出現(xiàn) 了 衰退 的現(xiàn)象 農(nóng)村建設(shè)用地的增加速率明顯 減緩 鹽城市大部分以鹽田為主的工礦倉儲用地被 開發(fā)利用為耕地或建設(shè)用地 部分海域也被用于灘 涂的圍墾 另外 由于沿海大開發(fā)政策的實施 以 及鹽城市海洋和灘涂資源十分豐富 射陽河口以南 沿海地段還以超過 10 km 2 a 的速度向大海延伸 被 稱之為 黃金海岸 大豐港也已被國家規(guī)劃為對 外開放的一類口岸 沿岸土地資源利用程度不斷加 強(qiáng) 但鹽城海岸的濕地自然資源也不斷減少 部分 鹽沼地已被排干水改作農(nóng)田或魚塘 沿海灘涂與魚 塘 葦?shù)嘏c魚塘之間也在不斷轉(zhuǎn)換 4 3 土地利用變化格局分析 經(jīng)濟(jì)要發(fā)展 沿海要開發(fā) 交通要先行 鹽城 加快交通基礎(chǔ)建設(shè) 致力構(gòu)建綜合交通運輸體系 先后實施了高速公路 干線公路 農(nóng)村公路 航道 機(jī)場 港口等一批項目 目前 鹽城已基本形成集 高速公路 鐵路 航空 港口四位一體的現(xiàn)代化交 通網(wǎng)絡(luò) 圖 進(jìn)入了 海闊天空 的新時代 交通基礎(chǔ)設(shè)施的完善是推動城市土地利用程 度的關(guān)鍵因素之一 本文運用 GIS 分析軟件對鹽城 市 1978 2007 年 5 個時段遙感影像進(jìn)行疊加分析 并從多個層面來研究來鹽城市鹽田 城鎮(zhèn)建設(shè)用地 擴(kuò)展的空間格局變化情況 圖 根據(jù)鹽城市 9 個區(qū) 縣 市 自 1978 年以來 的 30 年間建設(shè)用地數(shù)量以及鹽田變化情況可知 位于鹽城市中心城區(qū)特別是開發(fā)區(qū)和新辟為市區(qū) 的鹽都區(qū) 其城鎮(zhèn)建設(shè)用地占比一直最大 且一直 保持增長的趨勢 其次是遠(yuǎn)離海域的內(nèi)陸區(qū)域 如 建湖 阜寧 其城鎮(zhèn)建設(shè)用地也在不斷增長 城市 土地利用程度都顯著提高 另外 由于近年來的沿 海大開發(fā) 鹽城市低效益的鹽田土地面積逐步減 少 大部分被發(fā)展成為建設(shè)用地 導(dǎo)致這些變化的原因主要是由于鹽城早年沒 有鐵路 機(jī)場 海港 也沒有高速公路 大宗貨物 運輸主要依靠公路和水路運輸 且城鎮(zhèn)主要圍繞 204 國道干線以及河流走向進(jìn)行布局 因此鹽城市 市區(qū) 大豐市市區(qū)建設(shè)用地覆蓋比較明顯 土地利 用程度較高 城市發(fā)展相對較快 經(jīng)過多年的發(fā)展 規(guī)劃 鹽城市逐步形成了 交通走廊式 的城市空 間格局 市域城鎮(zhèn)空間分布以鹽城市區(qū)為中心 特 別是開發(fā)區(qū) 鹽都區(qū)發(fā)展最為明顯 建國以后鹽城 市由于大規(guī)模的圍墾開發(fā) 沿海地區(qū)形成了大片國 營鹽田 且近年來國營鹽場的鹽田進(jìn)行改制 大部 分鹽田被轉(zhuǎn)換為建設(shè)用地 鹽城整體上沿南北向 204 國道 沈海高速 G15 高速 以及沿東西向的 河流沿岸發(fā)展 且明顯有從內(nèi)陸逐漸向海岸帶轉(zhuǎn)移 的趨勢 阜寧縣 建湖縣 射陽縣等緊跟鹽城市區(qū) 的發(fā)展 土地利用程度明顯提高 至于城鎮(zhèn)分布相 對稀疏 工業(yè)發(fā)展相對落后 如響水 濱海等地區(qū) 圖 4 鹽城市主要交通網(wǎng)絡(luò) Fig 4 Main transportation network in Yancheng 圖 5 城鎮(zhèn)建設(shè)用地 鹽田擴(kuò)展情況 1978 2007 年 Fig 5 Expansion of construction land and salt pan 1978 2007 3 期 張曉祥等 海岸帶城市土地利用變化分析 因遠(yuǎn)離市區(qū) 交通不便 經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對落后 建設(shè) 用地的擴(kuò)展態(tài)勢也就沒有其它地區(qū)強(qiáng)烈 5 結(jié)論與討論 本研究通過對系列遙感影像的分類統(tǒng)計 獲取 了鹽城市改革開放以來 1978 1990 2000 2004 2007 年左右的 5 期 LUCC 信息 在此基礎(chǔ)上 以空 間分析技術(shù)為依托 定量分析了鹽城市近 30 年來 的 LUCC 的過程與特點 剖析了鹽城市作為江蘇沿 海城市 其土地利用變化的結(jié)構(gòu) 數(shù)量 速率和格 局 得到以下結(jié)論 1 從土地利用的結(jié)構(gòu)來看 1978 1990 1990 2000 2000 2004 2004 2007 年 4 個時間段 的土地利用變化均較大 但土地利用結(jié)構(gòu)相對穩(wěn) 定 鹽城土地利用類型以耕地為主 近年來建設(shè)用 地增加明顯 2 從土地利用的數(shù)量 速率來看 面積增加 數(shù)量最大的是建設(shè)用地 尤其是城鎮(zhèn)建設(shè)用地 1978 2007 年間鹽城市城鎮(zhèn)建設(shè)用地由 167 01km 2 擴(kuò)張到了 725 19 km 2 增長至原來的 4 34 倍 且 1978 1990 年建設(shè)用地的擴(kuò)展強(qiáng)度相對較大 與此 同時 土地利用變化速率也非常驚人 近年城鎮(zhèn)建 設(shè)用地變化速率高達(dá) 15 以上 3 從空間格局上看 鹽城市已基本形成集高 速公路 鐵路 航空 海運四位一體的現(xiàn)代交通網(wǎng) 絡(luò) 鹽城市中心城區(qū)特別是開發(fā)區(qū)和新辟為市區(qū)的 鹽都區(qū)發(fā)展速度最快 同時近年來港口和港城的發(fā) 展顯著帶動了鹽城市沿海地區(qū)的發(fā)展 其發(fā)展主要 圍繞濱海港 大豐港的建設(shè)以及周邊改制的國有鹽 場進(jìn)行 本研究以江蘇沿海城市鹽城市為例 根據(jù)研究 區(qū)特點建立了適合海岸帶城市的土地利用 覆蓋變 化分類系統(tǒng) 以遙感和 GIS 分析技術(shù)為支撐 定量 計算了鹽城市近 30 年來土地利用變化的特點 并 且剖析了其土地利用變化背后的驅(qū)動力 本研究在 遙感分類系統(tǒng)的確定上 在遙感和 GIS 計算分析方 法的運用上 對同類研究特別是海岸帶土地利用變 化有一定的借鑒意義 進(jìn)一步的研究可以從 3 個方面展開 使用更 高分辨率的遙感數(shù)據(jù)以獲取更為精確的數(shù)據(jù) 使 用更多復(fù)雜有效的 GIS 方法以獲取研究區(qū)的各類空 間分析衍生數(shù)據(jù) 通過集成遙感和 GIS 技術(shù)進(jìn)行 土地利用變化建模以增強(qiáng)土地利用變化的預(yù)測能 力 參考文獻(xiàn) 1 陳夢熊 海岸帶城市地質(zhì)環(huán)境特征與主要地質(zhì)環(huán)境問題 C 海岸帶 地質(zhì)環(huán)境與城市發(fā)展論文集 2005 8 14 2 Turner B Skole D Sanderson S Land use and land cover change science research plan R IGBP Reports 1995 3 Lambin E F Banliex X Bockstael N Land use and Land cover change LUCC implementation strategy R IGBP Report No 48 and HDP Report No 10 stochkholm IGBP 1999 4 Bryan C Pijanowski Robinson KD Rates and patterns of land use change in the Upper Great Lakes States USA A framework for spatial temporal analysis J Landscape and Urban Planning 2011 102 102 116 5 Bajocco S Angelis D Perini L et al The Impact of Land Use Land Cover Changes on Land Degradation Dynamics A Mediterranean Case Study J Environmental Management 2012 49 980 989 6 Serra P Pons 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Institute of Geographical Information Science and Engineering Hohai University Nanjing 210098 China 2 Jiangsu Institute of Urban Planning and Design Nanjing 210036 China 3 Jiangsu Institute of Urban Transport Planning Nanjing 210036 China Abstract Land Use Cover Change LUCC is a core issue of global change and regional sustaina