108-基于gis的土地利用变化及景观格局分析

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1、基于GIS的土地利用变化及景观格局分析（延芳芳，杭州一图空间地理信息有限公司，浙江省杭州市江干区下沙经济技术幵发区6号大街260号中自科技园，310018）摘要：基于2001、2005、2009年三个时期的MODIS遥感影像，在RS、GIS技术支持下，结合景观生态学的原理与方法，对山东省2001〜2009年间的土地利用进行监测，并计算土地利用转移矩阵，揭示土地利用变化情况；结合FRAGSTATS3.3，对研究区景观格局指数进行计算并分析。结果表明：2001-2005年间河流湖泊、林地、灌木丛和农用地在增加，草地和裸地在减少，建筑用地面积基本保持不变，土地利用年变化率较大的土地类型依次为草地

2、、裸地、灌木丛，最慢的为建筑用地，4年间基本没有变化，农用地占有绝对的优势度，被视为整个区域的基质，建筑用地和裸地的破碎化程度较高，农用地和草地的斑块结构最为复杂；2005-2009年间林地、灌木丛、草地和裸地面积增加，河流湖泊、农用地面积略减少，建筑用地面积基本保持不变，植树造林使林地的比重逐年增加，河流湖泊主要转化为裸地，其缩小率居所有土地利用类型的首位，农用地退化很严重，但仍占有绝对的优势度，受人为活动影响仍然较高，农用地和林地的斑块结构最为复杂，而草地的斑块结构最简单，呈现较单一的结构。关键词：GIS；土地利用变化；景观格局1.引言景观生态学是一门以生态学和地理学为基础的新兴交叉学

3、科，在20世纪30年代起源于欧洲，关注的重点从土地利用规划、设计逐渐扩展到资源的开发与管理、生物多样性保护等领域⑴。直到70年代以后才得到了蓬勃发展〔2】，并逐渐形成注重数量化、模型建设以及自然景观的研究特色⑶。我国在20世纪80年代才开始引进景观生态学的概念，直到90年代才开始相关研究，现有许多学者将其用于土地利用/覆盖变化的研究中f4-101o由于自然环境的变迁和人类活动的影响，山东省水系生态建设状况极不平衡，存在水土流失严重、地下水超采严重等突出问题。本文通过建立土地利用转移矩阵，分析山东省整体的土地利用及其变化情况，再计算各个时期的景观格局指数并进行对比分析，为水土保持工作提供数据

4、支持和研究基础。2.研究区概况山东省位于中国东部沿海、黄河下游,大致介于北纬34。22,52"〜38。1502"（岛屿达38。232,东经114°19'53"〜122。43'之间,位于北半球中纬度地带,累计跨纬度3°52,10/经度8。23%）7"；境内地貌复杂，大体可分为中山、低山、丘陵、台地、盆地、山前平原、黄河冲积扇、黄河平原、黄河三角洲等9个基本地貌类型，山地约占全省总面积的15.5%,丘陵占13.2%,平原占55%,河流湖泊占1.1%；气候属暖温带季风气候类型，冬、春及晚秋易发生旱灾，自然灾害常有发生，其中以旱、涝、风、冰雹对农业生产的影响最大。3.数据来源与研究方法3.1数据

5、来源根据山东省的区域特征和研允要求，以MODIS三级数据土地覆盖类型产品MCD12Q1三个时期（2001、2005、2009）的遥感影像为数据源。其中遥感影像数据轨道号分别为h26v05、h27v05>h28v05,分辨率500m,数据存储格式％*.hdf。3.2数据处理在MRT软件中分别加载2001年、2005年、2009年三个时期HDF格式的遥感影像数据，将三个轨道的数据进行拼接、定义投影、格式变换；将数据导入ArcGIS软件中截取山东省内的栅格数据，并对其进行投影转换；依据屮国科学院土地利用/覆盖分类系统，将研究区土地利用类型分为河流湖泊、林地、灌木丛、草地、农用地、建筑用地、裸地7

6、种；将分类后的影像数据另存为dbf表格文件，导入Excel中统计分析得到2001〜2005年、2005〜2009年的土地利用转移矩阵，并将数据转换为在FRAGSTATS软件中计算所需的GRID格式；在FRAGSTATS软件中选择合适的景观格局指数并计算，将结果导入Excel中以便进行分析。2001年土地利用类型图图12001年土地利用类型图Fig1Landusetypesin20012005年土地利用类型图图12005年土地利朋类型图Fig2Landusetypesin2005空dtJS刊用尖整56000no000220.0002009年土地利用类型图»oootio000220.000M«

7、«l图22009年土地利用类型图Fig3Landusetypesin2009土地利用数据UM3.3景观格局指数的选择最观生态学研究的核心内容是景观空间格局、景观功能和景观动态变化［11-121,而景观格局定量分析则是研究格局与过程之间相关性的基础［⑶，也是研究景观动态变化和景观功能的关键〔⑷。在现代景观生态学屮包含一系列景观空间格局的分析方法〔6,如图表、文字以及景观格局指数等［I6-，8］O其中，景观格局指数是最为广泛