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珠海市香洲区土地利用景观格局变化探讨
论文作者:童鞋论文网  论文来源:www.txlunwenw.com  发布时间:2021/9/16 8:45:02  

摘要:受城镇化进程中建设用地面积增加的驱动,珠海市香洲区耕地、水体及未利用地面积呈减少趋势,建设用地景观比例增大且变化显著,耕地景观比例下降,未利用土地多向建设用地转化,说明人类开发活动频繁。从景观格局指数看,由于城市化进程加快,导致小斑块增多且破碎化程度升高,城市化进程加快在其中起到了主要作用。未利用土地数量减少,景观蔓延度和景观形状指数呈上升趋势,且向不规则方向发展。相同用地类型分布更为分散,均匀度下降,反映土地利用多样性的提升和以建设用地扩张为主的多景观共同发展趋势。

本研究定量分析珠海市香洲区2016-2018年的土地利用景观格局的变化情况。由于研究空间和时间尺度较小,解译遥感影像时易混淆,因此数据精度受一定程度影响,对土地覆被变化的分析还缺乏完善的数据与更全面的分析。

关键词:土地利用;景观指数;珠海市香洲区;

土地利用变化对景观格局与人类生产生活所需环境有着深远的影响,研究土地利用变化可以合理评估和预测土地资源与人类活动空间关系,实现土地利用的可持续发展。随着越来越多中高分辨率遥感卫星发射,解译遥感影像已成为获取土地利用数据主要手段之一。传统基于像元的遥感影像分类方法往往只考虑像元在不同光谱的反射程度,而忽略其形状、纹理等信息,易导致“椒盐”现象,对土地利用景观格局分析带来误差。面向对象的遥感影像解译可大大改善该影响,较好避免“同谱异物”“同物异谱”等带来的分类误差。

20世纪80年代,人们已用简单数字描述复杂的景观格局,逐渐产生景观格局指数。为定量研究景观结构组成和空间变化,学者总结景观指数分析法,以衡量景观格局和生态过程之间关联。本研究采用常规的景观指数分析方法对珠海市香洲区的土地利用变化和景观格局指数变化进行分析。结合本研究重点,在面积与边长指数类中,选取斑块类型面积(CA)直观说明斑块类型组成,并将其作为计算更复杂指数的基础。选取景观类型比例面积(PLAND)反应衡量不同类型的斑块在景观中的丰度比。参考田晶和布仁仓等学者的论文,利用面积加权平均分维指数(FRAC-AM)反应形状复杂性。在聚集度指数类中,选取斑块类型尺度中的聚集度指数(AI)反应景观分布的格局,选取景观尺度上选取蔓延度指数(CONTAG)以及散布与并列式指数(IJI),主要表征类型和景观级别上斑块或者景观的聚集程度,以有效说明一个城市的不同类型斑块空间发展分布状态。

1 研究区与数据来源

香洲区是珠海市市的主城区,位于南海之滨、珠江口西岸,处于北纬21°48'至22°27′,东经113°3′至114°18′之间,行政区域面积555.29平方千米,属低纬度亚热带季风区,日照充足,雨量充沛,年平均气温22.4℃。香洲区是珠海市经济、政治、文化、科技中心,毗邻港澳,东与香港隔海相望,南与澳门陆路相连,背倚经济发达的珠江三角洲腹地,港珠澳大桥建成后,香洲成为内地唯一与香港、澳门路桥相连的城区,作为澳门后花园城市的主城区,香洲区的土地利用景观格局具有一定研究价值。

本研究使用的数据为珠海市香洲区2016、2018年的Landsat-8遥感影像,数据来源于中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台。

2 研究方法

2.1 监督分类法

监督分类是一种通过被确认类别的样本像元去识别其他未知类别像元的遥感图像分类方法,包括最大似然法和支持向量机。最大似然法根据训练样本的均值和方差来评价其他像元和训练类别之间的相似性;支持向量机是一种按监督学习方式对数据进行二元分类的广义线性分类器。

在ENVI5.3软件对数据进行预处理后,通过目视解译选取样本区的监督分类方法获取珠海市香洲区2016-2018年2期土地利用变化数据。根据珠海市香洲区土地利用的特点,参考《土地利用现状分类GB/T 2110-2017》国家标准以及《生态环境遥感调查分类规范》,将研究区土地利用景观类型划分为耕地、绿地、建设用地、水体和未利用地五类,监督分类方法选用基于面向对象的SVM(Support Vector Machine)分类器与传统的基于像元的最大似然分类法。

2.2 景观指数法

景观指数指高度概括景观格局信息,准确反映景观构成和空间布局等特征的一系列指数的定量指标。其选取应与研究中景观格局匹配,需要对指数进行筛选和搭配。本研究共选取五种景观指数,分别为斑块类型面积(CA)、景观类型比例面积(PLAND)、面积加权平均分维指数(FRAC-AM)、散布与并列式指数(IJI)以及聚集度指数(AI)。

3 结果与分析

3.1 景观格局基本特征

分别用最大似然分类和面向对象分割的SVM分类方法对遥感影像进行分类,将珠海市香洲区土地利用分为耕地、绿地、建设用地、水域、未利用地(图1)。基于面向对象的SVM分类方法生成的结果中“椒盐效应”明显降低,景观指数计算过程中的误差减少。在每一期的各分类结果中随机选取50个验证点,以Google-Earth影像为基准进行精度验证,采用总体精度进行分析,最终得出总体精度为82.7%,满足监督分类要求。

图1 珠海市香洲区两期土地利用类型图

表1 2016-2018年研究区土地利用景观总体构成

由表1可得,2016-2018年香洲区耕地面积减少17.07km2,斑块类型比重下降3.56%。2017年珠海市受台风影响较大,政府开展灾后恢复工作,种植树木并铺设草坪,绿地面积有所上升,总面积增加20.85 km2,比重上升2.26%。建设用地面积增加13.78 km2,比重增加2.88%。水体面积减少5.14 km2,比重下降1.08%。未利用地面积减少2.4 km2,比重减少5%。总体上,2016年—2018年珠海市香洲区耕地、水体与未利用地面积有所减少,绿地和建设用地面积增加,说明香洲区经济不断发展,在进行城市建设的同时也兼顾生态环境保护与人居环境的美化。

3.1.1 类型水平分析

表2 2016-2018年珠海市香洲区类型水平景观格局指数

斑块的边缘复杂度降低。散布与并列指数由71.28%降低至66.25%,表示在香洲区城镇化进程中,与耕地斑块邻接的其他斑块的分布均衡度下降。而聚集度指数从64.78%降低至63.17%,农地斑块之间的聚集程度有轻微降低,表明农地分布更加分散,或者大片集聚的农地转为其他用地。香洲区正处于土地利用政策变化的过渡时期以及城市发展建设的黄金期,城乡建设用地规模增加,对耕地保有量进行调控。

绿地面积增加,面积加权平均分维指数无变化,表示绿地斑块的边缘复杂度无明显改变,散布与并列指数由51.05%升高至55.7%,说明在香洲区城市建设过程中,绿地斑块周围地类分布均衡度有所提升。聚集度指数从92.04%升高至92.42%,变化不大。结合以上数据结果,绿地景观受人类活动影响较小。但实际情况中,受2017年超强台风“天鸽”影响,香洲区的绿地环境受严重破坏,2017—2018年政府加大绿化环境的建设力度,绿地面积显著增加,经重新规划,绿地与其他用地类型的混合分布更为均衡。

作为珠海市的经济文化中心,建设用地景观是香洲区景观格局的基质,由表2可知,建设用地面积增加,面积加权平均分维指数变化增幅较小,但散布与并列指数从82.48%升至90.57%,在五类斑块中增幅最大,表示与建设用地斑块邻近的其他斑块分布更加均衡,同时聚集度指数也从82.49%升至84.95%,建设用地斑块间的聚集度有所上升。说明香洲区开发建设进程加快,人居空间呈集中化态势,并不断扩张,扩张的同时保证了建设用地周围水体、绿地等的分布的均匀性,以营造宜居的环境。

水体总面积稍有降低,面积加权平均分维指数变化不大,表示水域斑块的边缘复杂度无明显改变。散布与并列指数由80.02%降至69.74%,说明在香洲区城镇化进程中,与水域斑块相邻近其他斑块分布均衡度有所下降,而聚集度指数从80.61%升至84.85%,说明水域斑块的聚集度增加,水域景观中每个斑块受人类影响程度较大,水域周围的用地类型分布较以往更为单一,这可能是由于政府加大水体保护力度,限制水源周围用地类型。

未利用地总面积下降,面积加权平均分维指数稍有降低,表示未利用地斑块的边缘复杂度降低。散布与并列指数由68.79%降至42.98%,在香洲区城镇化进程中,与未利用地相邻近的其他斑块分布均衡度大幅下降,而聚集度指数从52.04%降至42.88%,表示未利用地斑块聚集程度较大幅度下降。结合总体土地分类结果,2016年未利用地斑块面积较大,且与其他用地类型接壤较为均衡,2018年面积较大的未利用地斑块已转化为建设用地,剩余未利用地多为小面积、破碎化程度较高的斑块,导致其集聚度下降,分布更为分散。

3.1.2 景观水平分析

表3 2016-2018年研究区景观格局指数

由表3可以看出,2016—2018年香洲区面积加权平均形状指数从12.82升至14.68,城市景观形状复杂度有所提升;蔓延度指数从40.7%升至44.82%,城市景观中不同斑块类型的延展趋势稍升高,斑块间面积分配愈加不均匀,优势度和连接度下降。总体来看小斑块较多且破碎化程度较高,这是城市化进程加快的表现,由于旧城改造、横琴新区和“多组团”等城市多区共建的影响,原有小面积景观得以改造,导致景观形状复杂度和蔓延度提升,这有助于维护城市生态廊道等景观,保护城市的生物多样性,形成重要的绿地系统,缓解城市热岛效应。面积加权平均分维指数无明显变化且值趋近于1,说明香洲区总体景观具有较为简单的边缘,且复杂度较为稳定。散布与并列式指数值从74.91%降至72.82%,说明独特斑块类型的邻接分布均匀程度稍有下降。总体上,频繁的人类活动造成香洲区景观格局呈现出多样性上升而均匀度下降的城市多景观协调发展态势。

3.2 景观格局时空变化模式

图2 2016-2018年研究区绿地FRAC_AM分布及变化

面积加权平均分维指数(FRAC_AM)在一定程度上反映人类活动对景观格局的影响。一般情况下,受人类活动干扰小的自然景观的分数维值高,而受人类活动影响大的人工景观分数维值低。图2表明,2016年香洲区绿地FRAC_AM高值域主要集中在陆地区域的北部、东南部,以及东南部的岛屿,呈多中心集聚分布;2018年,陆地区域的FRAC_AM指数均有提升,陆地区域中部的绿地斑块边缘复杂度变化最明显,北部和西南部绿地斑块复杂程度均有所下降,东南部有多处岛屿FRAC_AM呈下降趋势,且集聚现象减弱,但总体来看,集聚区域呈扩张态势,说明2016年—2018年,香洲区内陆的绿地边缘由于人类活动变得更加复杂,斑块形状复杂程度上升,部分岛屿的绿地斑块边缘形状的复杂程度有所下降。

图3 2016-2018年研究区建筑用地FRAC_AM分布及变化

图3表明, 2016年香洲区建筑用地FRAC_AM高值主要集中在陆地区域的北部、南部及中部,西北及东南方向的岛屿;2018年,陆地区域的建筑用地面积中高值域区指数均有升高,南部的集聚区域扩张现象尤为明显,表示该区域建筑用地斑块边缘复杂程度显著上升,而中部斑块的复杂程度有所下降,西北、西南方向多处岛屿FRAC_AM呈下降趋势,而东部岛屿的FRAC_AM呈上升趋势。总体来看,建筑用地FRAC_AM高值域区域呈扩张态势。表示2016-2018年,受人类活动影响,香洲区陆地区域的建筑用地斑块边缘形状变得更加复杂,斑块复杂度上升,部分岛屿的建筑用地斑块边缘形状的复杂程度有所下降。

FRAC_AM所反映的香洲区景观空间格局复杂度逐渐上升,可能是由于珠海市在这一阶段正处于粤港澳大湾区快速发展时期,需大力推进城市基础设施建设,使得建设用地斑块的复杂度逐渐上升且破碎程度升高。与此同时,城市绿地建设受其他类型的建设项目影响较大,因此内陆地区的绿地斑块变化较明显,为保障珠海市生态旅游产业稳步发展,同时期对部分海岛进行了生态修复,因而出现如图示的变化情况。

4 结论

受城镇化进程中建设用地面积增加的驱动,珠海市香洲区耕地、水体及未利用地面积呈减少趋势,建设用地景观比例增大且变化显著,耕地景观比例下降,未利用土地多向建设用地转化,说明人类开发活动频繁。从景观格局指数看,由于城市化进程加快,导致小斑块增多且破碎化程度升高,城市化进程加快在其中起到了主要作用。未利用土地数量减少,景观蔓延度和景观形状指数呈上升趋势,且向不规则方向发展。相同用地类型分布更为分散,均匀度下降,反映土地利用多样性的提升和以建设用地扩张为主的多景观共同发展趋势。

本研究定量分析珠海市香洲区2016-2018年的土地利用景观格局的变化情况。由于研究空间和时间尺度较小,解译遥感影像时易混淆,因此数据精度受一定程度影响,对土地覆被变化的分析还缺乏完善的数据与更全面的分析。

参考文献

[1] Lee L,Chen L,Wang X,et al.Use of Landsat TM/ETM+ data to analyze urban heat island and its relationship with land use/cover change[C].2011 International Conference on Remote Sensing,Environment and Transportation Engineering,2011:922-927.

[2] 仇江啸,王效科.基于高分辨率遥感影像的面向对象城市土地覆被分类比较研究[J].遥感技术与应用,2010,25(05):653-661.

[3] 张忠斌.基于面向对象的珲春地区高分辨率遥感影像分类研究[J].测绘与空间地理信息,2017,40(02):132-135.

[4] Milne B T.Lessons from applying fractal models to landscape patterns[J].Quantitative methods in landscape ecology:the analysis and interpretation of landscape heterogeneity,1990:199-235.

[5] 谢秋昌.基于高光谱数据的分类技术研究[D].长安:长安大学,2008.

[6] 刘玺,何守阳,刘贝贝,等.岩溶山区城镇化进程的土地利用景观格局演变特征——以贵阳市为例[J].地球与环境,2019,(01).

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