1、 FOSHAN UNIVERSITY本科生毕业论文佛山市土地利用变化分析 学 院： 环境与化学工程学院 专 业： 地理信息科学 学 号： 2013694111 学生姓名： 李军 指导教师： 王兮之（教授） （职称）二一七 年 六月摘 要土地是人类社会赖以生存与发展的物质基础，土地利用变化是当前全球环境变化研究的热点及前沿课题。本文选择广东省佛山市作为研究区域，所用数据为佛山市 2001 年与 2016 年的两期遥感影像。利用遥感（RS）和地理信息系统（GIS）技术对这一区域的土地利用现状变化情况进行分析。结果表明：2001-2016 年间，佛山市的土地利用变化情况发生了较大变化。各种土地利用类
2、型之间都会相互转换；其中变化量最大的是城镇用地和耕地；城镇用地大部分来自于耕地；林地和草地在减少；水域也在减少，但减少的幅度不大；其他用地的总量波动较大，所占比例比较大。研究区土地利用变化主要受人口、经济因素影响。关键词：土地利用；遥感；地理信息系统；佛山市IAnalysis of Land-Use Change in Foshan CityLi-JunAbstractLand is the material base for human society to survive and develop, and land use change is a hot topic and a forwa
3、rd topic in the study of global environmental change. In this paper, the Foshan city of Guangdong province is selected as the research area, and the data used are the remote sensing images of Foshan city in 2001 and 2016. Remote sensing (RS) and geographic information system (GIS) are used to analyz
4、e the change of land use in this area. The results showed that the land use change in Foshan changed greatly in the last 2001-2016 years. Between various types of land use conversion will change; which is the largest volume of urban land and arable land; urban land from the land; forest and grasslan
5、d in the water decreased; is also reduced, but slightly reduced; the other with the total amount of fluctuation is large, relatively large proportion. The land use change in the study area is mainly affected by population and economic factors.Key words: Land-use ; Remote sensing; Geographic Informat
6、ion System; Foshan cityII目 录引 言 .11 土地利用变化的背景及意义 .11.1 概念 .11.2 背景 .11.3 意义 .12 论文研究流程 .23 研究区概况 .33.1 地理环境 .33.2 经济条件 .33.3 数据采集 .43.3.1 遥感卫星的介绍 .43.4 软件操作技术路线 .54 数据处理流程 .64.1 波段合成 .64.2 波段组合 .64.3 图像镶嵌 .84.4 掩膜裁剪 .94.5 监督分类 .104.6 生成专题图 .125 结果与分析 .125.1 土地利用类型变化分析 .125.2 土地利用转移矩阵分析 .155.2.1 分析 .
7、155.3 详细情况分析 .195.3.1 总体分析 .195.3.2 五个区情况分析 .216 驱动力分析 .286.1 人口因素、 .286.2 经济因素 .286.3 政策制度因素 .296.4 自然因素 .297结论 .298.存在的问题与建议 .30III0引 言土地利用是全球环境变化研究的前沿和热点话题，当前已经成为资源与环境研究之中的重要课题。进入 21 世纪，随着科学技术的发展，社会的不断进步,人口的不断增加，人类的活动范围也在不断扩大。正是在这样的背景下，人类活动开始改变自然地理环境。而土地利用是这种作用的主要形式，直接结果是影响土地利用的变化。土地利用影响人类生活的方方面面
8、，诸如自然灾害、能源短缺、经济危机等一系列问题。为了使土地利用对自然与社会的影响降到最低，有必要进行土地利用变化分析，进而模拟土地利用变化，这对揭示土地利用变化的驱动力机制具有重要意义和实践价值。1 土地利用变化的背景及意义1.1 概念土地利用是人类对土地的的利用方式和意图。是指人类劳动和土地相结合目的是得到物质产品和服务的经营活动。简单地说就是根据土地资源的特点，对土地利用进行的经营活动。 土地利用变化是人类与地球环境进行物质、能量交互作用的重要表现 1。发生于任何时空尺度，它不仅影响陆地生态系统的地理分布格局及其生产力。客观反映人类改变地球生物化学循环、生态系统的结构和功能及产品和服务的供
9、应，而且还再现了陆地表面的时空变化过程。1.2 背景随着经济和社会的发展，人口在不断增加，城市在快速的扩张，与此同时人类的活动范围也在扩大。当代人类社会发展中存在资源、人口、粮食、环境四大矛盾,其中资源及其利用,尤其土地资源的利用与保护直接关系到粮食供给和人口生存、环境改善和经济持续发展 2。资源与利用，尤其是土地资源的利用一直是大家所关心的热门话题。因此，好好研究土地资源的开发与利用，不仅影响社会的可持续发展，还影响社会环境。所以，土地资源的合理利用都应该引起大家的重视。我国的人口多土地少,土地资源很紧缺。人口的不断增加,耕地在逐年减少,人地矛盾越来越突出。当前我国已经进入 21 世纪的伟大
10、进程之中，正向发达国家迈进,合理开发利用我国土地资源,协调人地关系,改善生存环境,已成为我国的一项重大决策和行动,并得到国家有关机构的支持。为了改善人口、经济还有资源之间突出矛盾关系，改善我国土地利用状况,有必要进行持续地开发利用，为我国土地资源提供科学依据。1.3 意义我国土地利用类型多种多样，土地利用类型地区差异明显。当前中国由计划经济向社会主义市场经济转变、经济增长方式由粗放经营向集约经营的转变过程中,社会经济发展与土地资源开发利用,经济增长与资源状况,生态环境与人类活动之间的联系越来越紧密,其中有些矛盾会越来越突出。1因此,研究“中国土地利用与土地复盖变化及社会经济协调发展”问题具有全
11、球性意义,更重要的对中国持续发展具有现实意义 3。2 论文研究流程图 2-1 论文研究流程图引言论文研究流程研究区概况驱动力分析结论存在的问题与建议数据处理流程析结果与分析各个区情况分析土地利用类型变化分析土地利用转移矩阵分析人口因素政策制度因素经济因素自然因素23 研究区概况3.1 地理环境佛山位于广东省中南部，地处珠江三角洲腹地，东倚广州，毗邻港澳，与香港、澳门分别相距231 公里和 143 公里。位于东经 11306，北纬 2302，佛山气候温和，雨量充沛，四季如春，属亚热带季风性湿润气候，年平均气温 23.2C，自古就是富饶的鱼米之乡。珠江水系中的西江、北江及其支流贯穿佛山全境，属典型
12、的三角洲河网地区。图 3-1 佛山市行政区划图3.2 经济条件佛山市有五个区：顺德区，南海区，禅城区，高明区还有三水区。佛山市的总面积是 3747 平方千米。佛山市的两个区南海区还有顺德区是广东四小虎。从全国来看，佛山市 2001 年的 GDP 排名为 16，总量是 1189.19 亿元，居然超过经济强省江苏省的省会南京。到了 2016 年，佛山市 2016 年的 GDP 排名为 15，总量是 8600 亿元。佛山市的经济状况在广东3省甚至是全国来说都是很不错的，佛山市在二线城市里面很靠前。3.3 数据采集本文选取佛山市作为研究区域，所用数据为佛山市 2001 年与 2016 年两个时段的遥感
13、影像图，以 ENVI 为遥感软件平台，对两幅影像进行处理与分类。做论文收集到的数据有：佛山市 2000 年的遥感 TM 影像（2000 年 9 月 14 日 122-044），佛山市 2001 年的遥感 ETM+影像（2001 年 9 月 16 日 123-044）；佛山市 2016 年 2 月的遥感 ETM+影像（2016 年 2 月 07 日 122-044），佛山市 2016 年 7 月的遥感 ETM+影像（2016 年 7 月 23 日 123-044） 6；佛山市边界矢量图；佛山市行政区划图；佛山市统计年鉴。本文所用的遥感数据是在地理空间数据云上面下载的。其实遥感数据源下载网站有很多
14、。本文研究的是佛山市的土地利用变化，因此下载了四幅遥感影像，进行了遥感影像镶嵌，在时间上也是十分靠近的 7。用的佛山市矢量图是之前 GIS 应用作业：佛山数字化当中得到的。用它来对镶嵌后的遥感影像进行裁剪，得到佛山市的遥感影像。参照国内外现有土地利用的分类体系，然后结合本文的开展的目的和要求，我制定了六大土地利用类别, 这六个分类分别是耕地，林地，草地，水域，城镇用地，其他用地。3.3.1 遥感卫星的介绍1、Landsat-5 遥感卫星Landsat-5 是光学对地观测遥感卫星，是美国陆地卫星系列（Landsat 卫星）的第五颗卫星，于 1984 年发射的。Landsat-5 遥感卫星已经成功
15、在轨运行 29 年（2013 年美国正式宣布失效），它是目前在轨运行时间最长的遥感卫星是全球应用最为广泛、效果最为显著的地球资源遥感卫星信息源。表 3-1 Landsat-5 各波段参数波段号 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7波段 Blue Green Red Near IR SW IR LW IR SW IR频谱范围（um） 0.45-0.52 0.52-0.60 0.63-0.69 0.76-0.90 1.55-1.75 10.40-12.5 2.08-2.35分辨率（m） 30 30 30 30 30 120 302、Landsat-8 遥感卫星Landsat-8 遥感卫星是 2
16、013 年由 NASA 成功发射的。Landsat-8 上携带有两个主要载荷：OLI和 TIRS。其中 OLI（英文全称：Operational Land Imager ，陆地成像仪）；TIRS（英文全称：Thermal Infrared Sensor，热红外传感器）。4表 3-2 Landsat-8 ETM+各波段参数波段名称 Band 1 Band 2 Band 3 Band 4 Band 5 Band 7 Band 8色彩 Blue Green Red NIR SWIR 1 SWIR 2 Pan波谱范围（um） 0.45-0.52 0.52-0.60 0.63-0.69 0.78-0.9
17、0 1.55-1.75 2.09-2.35 0.52-0.90空间分辨率(m) 30 30 30 30 30 30 153、Landsat 遥感卫星的对比Landsat-5 和 Landsat-8 遥感卫星对比的话，首先搭载它们的传感器不同。Landsat-5 遥感卫星的传感器是 TM，然而 Landsat-8 遥感卫星的传感器是 ETM+.发射时间上面 Landsat-5 遥感卫星是1984 年发射的，2011 年，美国地质调查局发布消息称：然而 Landsat-8 遥感卫星是 2013 年发射的，目前还在应用。在空间分辨率上是 30/100m论文中：Landsat-5 用的是 TM 波段 RGB(3，4，5) ，Landsat-8 ETM+波段 RGB(2，3，4)波段组合TM ETM+R: 3 red 2 greenG: 4 Near IR 3 redB: 5 SW IR 4 nir3.4 软件操作技术路线技术与方法：大致的流程我知道。做土地利用不外乎就是用到两个软件，ENVI 遥感软件和 ARCGIS 软件。方法：
