1987-2021年納帕海流域土地利用時(shí)空變化分析

1、1987-2021年納帕海流域土地利用時(shí)空變化分析1987-2021年納帕海流域土地利用時(shí)空改變分析 引言 土地利用的動(dòng)態(tài)監(jiān)測影響到氣候改變、生態(tài)平衡與人類活動(dòng)等全球性的核心問題1。20世紀(jì)90年月以來，隨著全球性問題關(guān)注度的提高及3S技術(shù)的高速進(jìn)展，促使土地利用改變的討論力度不斷加大，方法更加多樣化2。當(dāng)前討論土地利用改變的常用技術(shù)是RS和GIS，其涉及的數(shù)據(jù)信息源中，Landsat影像的最小空間辨別率為30m，幾何精度較高，數(shù)據(jù)易于獵取。因此，在提取土地利用信息時(shí)可接受Landsat影像。納帕海濕地地處青藏高原東南緣，由于其對(duì)氣候改變和人類活動(dòng)擾動(dòng)響應(yīng)的高度敏感，開展其土地利用時(shí)空改變討論

2、，對(duì)區(qū)域生態(tài)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)進(jìn)展有著重要意義3。但現(xiàn)已開展的討論距今較為久遠(yuǎn)4，5，因此，本文將利用支持向量機(jī)，提取納帕海流域1987、1996、2021和2021年的土地利用分類信息，分析討論區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)改變，以反映近30年境內(nèi)土地利用的時(shí)空演化過程，為促進(jìn)滇西北高原濕地區(qū)域的植被建設(shè)、土地資源開發(fā)利用與生態(tài)安全提升具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。2 討論區(qū)與數(shù)據(jù)納帕海流域位于云南省香格里拉市西北角，地理位置為27°47-27°55N，99°35-99°40E，面積12046.51hm2，平均海拔3266m，屬低緯度高海拔，由草甸、沼澤、水面和湖周森林植被

3、構(gòu)成的季節(jié)性高原淡水湖泊沼澤濕地。四周山嶺圍繞，屬寒溫帶高原季風(fēng)氣候，受地形和大氣環(huán)流的影響，年平均降水量620mm，干濕季分明。1984年建立納帕海省級(jí)自然愛護(hù)區(qū)，2021年被列入國際重要濕地名錄。本文選用的遙感數(shù)據(jù)為1987年、1996年、2021年、2021年的Landsat影像，其數(shù)據(jù)均來自地理空間數(shù)據(jù)云。獵取4個(gè)時(shí)相Landsat影像后，借助ENVI 5.3軟件對(duì)其進(jìn)行圖像預(yù)處理。3 討論方法3.1 分類方法本文借助平臺(tái)ENVI，使用監(jiān)督分類中的人工目視解譯分類方法支持向量機(jī)，提取土地利用類型。支持向量機(jī)。首先通過自動(dòng)查找能對(duì)分類有較大區(qū)分能力的支持向量，其次構(gòu)造出分類器，最終實(shí)現(xiàn)不

4、同類別之間的間隔最大化。建立分類方案與規(guī)則集。結(jié)合實(shí)地勘察和與討論時(shí)間相近的Google Earth高辨別率影像進(jìn)行對(duì)比匹配地類，在圖像上進(jìn)行目視判讀，選取具有代表性的典型感興趣區(qū)ROIs，依據(jù)ROIs中已知的不同地物的光譜特征，通過訓(xùn)練計(jì)算機(jī)，進(jìn)行未知地物分類到已知的地類中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別的目的。分類后處理。分類后的圖像存在較多小塊的圖斑，其在肯定程度上干擾圖像的美感和地物面積計(jì)算結(jié)果。因此，使用Classification工具對(duì)小圖斑進(jìn)行處理。按照討論區(qū)植被覆蓋/土地利用的特征，將其土地類型分為：林地、灌木林地、草地、耕地、建設(shè)用地和水域。 3.2 分析方法為了分析納帕海流域土地利用類型改變

5、速率及程度，引用土地利用動(dòng)態(tài)改變模型，再結(jié)合轉(zhuǎn)移矩陣方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。單一土地利用類型改變動(dòng)看法是指肯定時(shí)期內(nèi)討論區(qū)某一種土地利用類型的數(shù)量改變。其表達(dá)公式如下：K=××100%，式中，K為討論期內(nèi)某一土地利用類型動(dòng)看法，Ua、Ub分別為討論初期、末期某一類型的土地利用面積，T為討論周期。土地利用類型轉(zhuǎn)移矩陣。不同的土地利用類型之間的改變是互相的，通過轉(zhuǎn)移矩陣列表實(shí)現(xiàn)不同地類之間互相轉(zhuǎn)化的定量性，揭示不同地物間的轉(zhuǎn)移概率。4 結(jié)果與分析參照國家標(biāo)準(zhǔn)土地利用現(xiàn)狀分類，結(jié)合納帕海流域的具體地理特征，利用支持向量機(jī)進(jìn)行分類，得到1987-2021年土地利用類型圖。草地空間很大，

6、這是納帕海流域的自然資源優(yōu)勢;水域改變幅度較平緩，其中部分水域僅在總體水量較大時(shí)出現(xiàn);灌木林地與林地集中于區(qū)域邊緣，并且是互相轉(zhuǎn)化的，其中，林地整體是遞增的趨勢。通過計(jì)算得到納帕海流域土地利用改變統(tǒng)計(jì)表。1987-1996年討論區(qū)草地削減了328.89hm2，動(dòng)看法為-0.61%。1996-2021年建設(shè)用地改變最為顯著。2021年建設(shè)用地為1042.57hm2，比1996增加了625.96hm2，動(dòng)看法為16.69%。2021-2021年林地改變較為顯著，草地降低了509.81hm2;耕地增加了4.25hm2，動(dòng)看法為0.03%;灌木林地面積削減了1107.73hm2，林地面積增加了1318

7、.29hm2，這主要受林業(yè)治理和當(dāng)年降水量多的影響。1987-2021年納帕海流域土地利用改變最大的是灌木林地林地的轉(zhuǎn)化，林地面積共增加了1569.68hm2。為理清其不同土地利用類型之間的轉(zhuǎn)換，將演算不同地類間的轉(zhuǎn)換矩陣來分析其如何轉(zhuǎn)換及轉(zhuǎn)化量大小。1987-1996年期間，共有929.90hm2的其他土地利用類型轉(zhuǎn)化為草地，1258.79hm2的草地轉(zhuǎn)換為其他地類，以草地與水域、耕地的轉(zhuǎn)化為主。緣由是當(dāng)處于降水充足時(shí)，水體吞沒草地，當(dāng)?shù)鼐用裨谠械牟莸厣线M(jìn)行農(nóng)作物耕作。521.08hm2的灌木林地轉(zhuǎn)為林地，緣由在于從前低矮的灌木成材，這說明當(dāng)?shù)刂卫聿块T已漸漸開展生態(tài)愛護(hù)并取得相應(yīng)的效果。最

8、終，建設(shè)用地增加了151hm2，說明僅在1987-1996年期間，討論區(qū)內(nèi)人類活動(dòng)強(qiáng)度開始增大。1996-2021年建設(shè)用地呈持續(xù)增長趨勢。草地、耕地與建設(shè)用地的轉(zhuǎn)化較為劇烈，其緣由是人口增長、社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)展以及基礎(chǔ)設(shè)施的擴(kuò)建，例如香格里拉機(jī)場和環(huán)湖公路的建設(shè)、“三江并流世界自然遺產(chǎn)申請(qǐng)勝利，納帕海區(qū)域及其周邊的生態(tài)旅游蓬勃進(jìn)展，推動(dòng)了與旅游服務(wù)緊密相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)草地和耕地大面積被占用。在這期間，381.39hm2的林地轉(zhuǎn)為灌木林地，這和當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件與居民的生產(chǎn)生活方式相關(guān)，例如伐木用于取暖、建筑。值得留意的是，282.03hm2的耕地轉(zhuǎn)化為草地，而草地有258.50hm2變更

9、為灌木林地，說明在2021年云南省全面啟動(dòng)退耕還林還草工程略微有成效。2021-2021年間林地仍呈增長趨勢，其中1251.56hm2的灌木林地轉(zhuǎn)為林地，這很大程度上得益于從前的退耕還林政策的實(shí)施;草地與建設(shè)用地的轉(zhuǎn)化尤為顯著，540.05hm2的草地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地。建塘鎮(zhèn)及周邊地區(qū)人口增長、經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛進(jìn)展，致使城區(qū)不斷擴(kuò)建，而當(dāng)?shù)囟虝焊叻宓穆糜涡问街率共莸刿`踏嚴(yán)峻，加劇了草地銳減。5 結(jié)論以納帕海流域?yàn)橛懻搮^(qū)，接受1987年、1996年、2021年和2021年四景影像為數(shù)據(jù)源，獵取四個(gè)時(shí)期土地利用狀況，對(duì)近30年土地利用的動(dòng)態(tài)改變，并結(jié)合區(qū)域自然資源條件及社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)展歷程進(jìn)行分析。得到以下結(jié)論：在討論時(shí)期內(nèi)，土地利用改變顯著，草地呈逐年下降，建設(shè)用地逐年上漲，林地、灌木林地、水域則不呈線性改變，耕地改變幅度較小。通過分析，區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速進(jìn)展是土地利用改變的主要緣由。林地與灌木林地之間的轉(zhuǎn)化，我們應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)當(dāng)?shù)亓謽I(yè)治理愛護(hù)工作，并跟進(jìn)環(huán)境愛護(hù)宣揚(yáng)工作以提高居民的環(huán)保意