廊坊市土地利用变化研究

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土地利用/覆被变化(land use and land cover change,简称LUCC)成为全球变化研究的一个重要主题,其与人类当前所面临的诸多环境与发展问题都息息相关。近30年来,我国经济发展十分迅速,由于经济发展带来的人类活动,对土地利用带来巨大影响,多表现为建设用地与其他用地之间存在冲突,土地利用/覆被变化研究显得更为重要,遥感技术的迅速发展为土地利用与土地覆盖的监测提供了新的手段。本文以河北省廊坊市为研究区域,采用中高分辨率遥感影像作为数据源,通过多时相遥感影像自动解译方法,对廊坊市近30年来土地利用变化开展了研究,研究结成果如下:  (1)基于多时相NDVI数据分析土地利用类型,通过构建不同土地利用类型——耕地、林地、水体、建设用地的年内NDVI时间序列变化曲线发现地物年内NDVI变化特征能够反映地表实际变化,如水体年内NDVI值长期处于低值(0)以下,建设用地年内NDVI值变化十分平缓,林地与耕地年内NDVI值变化波动较大,主要表现为年初与年末较低、年中较高,但由于耕地后期的人工收割,在年末的NDVI值具有急剧下降特征。  (2)通过样本纯化和组合特征提取不同土地利用类型特征。提出了一种样本纯化方法,通过样本纯化对提取得到的NDVI时间序列进行异常值剔除处理,使最终样本类间差距尽量大、类内差距尽量小。基于纯化后的样本提取不同地物年内NDVI时间序列特征,通过加入均值、极差、方差、最大梯度差等统计特征作为增强特征。将该特征用于随机森林、最大似然法和支持向量机分类,实验表明三者的精度相近,均在90%以上。  (3)廊坊市土地利用变化的分析。从时间变化来看,1985~2015年间,廊坊市土地利用变化主要以建设用地和耕地变化为主,水体和林地变化较小,总体结构变化主要为耕地与建设用地之间的相互转化,表现为建设用地扩张迅速,增加约300多km2,耕地减少明显,减少约250多km2。从空间上看,廊坊市近30年来土地利用变化具有典型的区域差异,北三县变化面积总量远大于南部地区,北三县中耕地减少近20%,建设用地面积增加达105%,而南部六县则耕地减少仅约1.7%,建设用地面积增加约8%,土地利用/覆被变化角度放映出南北两个区域发展的不对称。  总体而言,提出了一种基于中高分辨率影像的土地利用提取方法,并以廊坊市为研究区在长时间序列上进行了验证。与此同时,提取并分析了廊坊市近30年来的土地利用变化,为今后廊坊市土地利用规划提供了科学依据。
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