基于GIS技术的城市土地利用变化分析

基于GIS的石家庄市土地利用变化分析及预测

以河北省石家庄市为例，以2008年和2014年石家庄市Landsat TM影像为基础，对2008—2014年间石家庄市主要土地利用类型的变化幅度以及相互转化的关系进行分析，得到石家庄市土地利用类型转移矩阵，通过马尔可夫矩阵对石家庄市2020年的土地利用类型进行预测。分析结果表明，在2008—2014年间，石家庄市土地利用类型转变最大的为未利用地和居民工矿用地，增加的居民工矿用地主要由未利用地和农地转变而来，草地、林地和水域的变化相对不大。截至2020年，石家庄市土地利用类型中居民工矿用地、未利用地和农地这3类土地利用类型的面积非常接近，居民工矿用地成为在12年间增长幅度最大的类型，表明在此期间石家庄市城市化建设力度较大。

Key words：land use change， GIS； transition matrix， markov forecast；

Shijiazhuang City

土地利用变化是反映人类活动程度的重要因子，分析土地利用时空变化规律，是揭示人类活动程度的有效方式[1]，土地利用变化作为表征人类活动行为对地球陆表自然生态系统影响最直接的信号，是人类社会经济活动行为与自然生态过程交互和链接的纽带[2]，通过数据挖掘和知识库的建立，快速获取土地利用/覆被变化相关知识，及时提出国土开发和气候变化适应性的宏观策略，对于国家资源环境可持续发展具有重要的战略意义[3]，开展土地利用变化研究，了解土地利用的变化趋势，可以为政府在土地利用的优化以及社会经济的发展方面提供重要的决策参考，从而实现土地的可持续利用。本文利用GIS技术手段对河北省石家庄市2008—2014年期间的土地利用变化进行分析，计算出石家庄市2008—2014年间的土地利用转移概率矩阵，初步分析石家庄市2008—2014年土地利用在数量上的变化和其不同类型之间的相互转化关系，并利用马尔可夫模型对石家庄市2020年土地利用变化的趋势进行预测。

龙源期刊网

基于RS和GIS的太原市土地利用变化和城市扩展研究

作者：李冰 孙秀恒 董宝磊 刘闯 韩瑞

来源：《安徽农学通报》2016年第18期

摘 要：该文以太原市市区及其边缘地区为研究区域，利用Erdas及ArcGIS软件，采用1980、1990、2000及2010年的太原遥感图像数据，结合1∶10万土地利用图研究了太原市土地利用变化类型，并着重分析了市区建筑用地的扩展情况。首先经过诸项处理对遥感图像进行分类，根据分类结果和空间分析工具得出不同时期各个土地利用类型的面积和土地利用转移矩阵，分析建筑用地扩展速度、扩展强度以及扩展的弹性系数。结果表明：截至2010年，所研究区域内主要土地利用类型为耕地、林地、草地、建筑用地，占总面积的98.06%，水体和未利用土地相对很少，仅占1.94%；耕地、林地、草地、未利用土地的面积都有所减少，而水域和建筑用地的面积均有所增加，其中尤以耕地面积的减少和建筑用地面积的增加最为显著，其减少面积和增加面积分别为22.68km2和27.24km2。

关键词：太原市；GIS；RS；土地利用；城市扩展

中图分类号 F301；F299.27 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）18-0005-04

Study on Land Use Change and Urban Expansion in Taiyuan City Based on RS and GIS

Li Bing et al.

（Benxi Meteorological Bureau，Benxi 117000，Chin）

Abstract：In this paper，urban area of Taiyuan City and its fringe areas（excluding the

基于RS和GIS的县域土地利用变化分析

1. 引言

1.1 研究背景

土地利用变化是与人类社会发展密切相关的重要研究课题。随着经济的快速增长和城市化进程的加速推进，土地利用发生了显著的变化，这对于县域乃至整个区域的可持续发展具有重要影响。在土地利用变化背景下，如何科学合理地进行土地资源利用和规划已经成为当前研究的热点问题之一。

县域作为地理空间单元，其土地利用变化受到多种因素的影响。经济发展、政策导向、自然环境等因素相互作用，共同塑造了土地利用的格局和演变过程。对于县域土地利用变化的研究不仅有助于深入了解土地资源利用的现状和趋势，还可以为政府决策提供科学依据。

本文旨在利用RS和GIS技术，对某县域的土地利用变化进行分析，探讨影响土地利用变化的因素，并为未来的土地利用规划提供参考。通过本研究，可以更好地把握土地资源利用的动态变化规律，为县域可持续发展提供科学支撑和决策依据。

1.2 研究目的

本研究的目的是通过基于遥感（RS）和地理信息系统（GIS）技术的县域土地利用变化分析，探讨县域土地利用的演变过程、空间格局变化及其影响因素。具体目的包括：一是分析县域土地利用类型随时间变化的特点，揭示土地利用变化的规律性；二是探讨土地利用变化在不同空间尺度上的分布特征，揭示土地利用格局的演变趋势；三是探究县域土地利用变化的影响因素，分析不同因素对土地利用变化的影响程度；四是利用建立的模型对未来县域土地利用变化进行预测，为土地利用规划和管理提供科学依据。

通过对县域土地利用变化进行深入研究，不仅可以更好地理解土地利用变化的原因和规律，为未来土地利用规划提供科学依据，还可以为生态环境保护和可持续发展提供重要参考。本研究的目的是为了深入探讨并全面分析县域土地利用变化的特点和趋势，为提高土地利用效率、促进生态文明建设、推动经济社会可持续发展提供理论和实践支持。

GIS技术在城市规划领域中的应用及发展

一、 城市规划

目前国内城市规划部门的主要工作内容大致分为城市规划和专项规划两大部分。城市规划又分为区域规划、市域规划、总体规划、分区规划等工作；专项规划包括交通规划、基础设施规划、服务设施规划、景观规划和历史文化保护规划等。从近十年的历史看，最大量的工作是总体规划和修建性详细规划。在综合规划方面，控制性详细规划的作用将越来越大，分区规划在特大城市受到重视。区域、市域规划因体制的原因，期中试的程度不够。转型规划方面，和各个城市的实际情况、人才、经费的承受能密切的联系。从中央政府的行政管理部门，到城市规划学术界，目前都在呼吁增加城市规划工作内容。

二、 GIS技术应用到城市规划领域的必要性

1. 城市化的进程对城市规划提出了更高的要求

随着经济、社会和人口的发展, 世界城市化进程逐渐加快。城市化是一把双刃剑, 在给人类带来文明和进步的同时, 也引起了一系列的问题, 如: 环境污染、耕地减少、住房拥挤、交通阻塞等等, 城市规划与管理的工作量急剧上升, 这些对传统的城市规划和城市管理提出了严峻的挑战。传统的工作方式和手段已跟不上现代化城市建设和管理的需要, 城市需要一种更加全面、科学、合理的手段和方法进行规划和管理显得尤为重要。G IS 能科学地管理和综合地分析具有空

间特征的城市海量数据, 保证数据现势性和准确性, 科学、准确地反映城市的现状与发展, 是提出合理决策、辅助城市规划和管理的先进的技术工具。

2. 城市规划和管理的数据迅速增长, 传统的数据处理方法难以胜任数据的急速膨胀

城市作为一个国家的政治、经济、文化的集聚中心, 其信息的产生、交换、融合无时不在, 并涉及地理、资源、环境、社会经济、人口等各个方面。随着城市化进程的加快, 数据的类型和层次呈多样化发展。反映城市现状、规划、变迁的各类数据以海量方式呈现, 并且处于不断的更新变化中。利用传统方法进行处理分析, 其工作量相当大, 并且分析的深度难以加强, 分析的广度难以扩展, 也缺乏现势性和直观性。地理信息系统利用先进的计算机技术能对庞大的数据进行存储, 利用遥感技术可对数据及时更新, 准确反映人们赖以生存的现实世界的现势和变迁。