摘 要

土地作为人类赖以生存的自然资源，从上世纪九十年代初开始就被列为重点研究课题之一。本文对2005年到2016年的武汉市土地利用与覆盖变化情况和建成区发展情况展开研究，通过分析土地利用与覆盖的数量变化情况、研究土地利用动态度、土地变化的程度分析和趋势分析以及对建成区的时间扩展和空间扩展分析得出结论。研究结果表明，武汉市在这11年期间，主要以植被覆盖为主，未利用地大幅减少，建成区域不断增加；土地类型变化较为剧烈且处于发展期；建成区主要分布在武汉市中心区域的长江两侧，紧凑度高且结构较为复杂；2005-2016年间，武汉市城市以中心为主呈网状向周围扩散，其中心略微向西南方向迁移。本文采取的研究方法为以后武汉市土地发展利用情况的规划和分析提供了参考，研究结果具有一定的规划考察的参考价值。

关键词：土地利用与覆被变化，监督分类，土地动态度变化，土地利用类型变化分析，建成区扩展分析。

Abstract

As a natural resource for human survival,land has been listed as one of the key research subjects since the early 90s of last century.In this paper,we make a study on the LUCC and the development of city extension on Wuhan from 2005 to 2016.According to the study,we draw a conclusion on the land use change ,the trend of it and the spatial and time characteristics of cities.The results show that during the 11 years,the coverage of Wuhan city mainly is about the vegetation,the area of water is stability,the area of unused land decreased sharply,building area increased.The built-up is mainly distributed in the central of Wuhan downtown area besides the Yangtze river-the compact degree of it is high and the structure is more complex.During the 2005-2016,Wuhan spread as a network around the central of city and the heart of it slightly move to the Northeast.The research method of this paper will provide a research technique for the following studies about the LUCC of Wuhan and also have certain reference value for planning and investigation.

Key Words:LUCC,supervised classification，land dynamic degree change,the analysis of land use type change , the analysis of built-up area expansion

目 录

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.1.1 研究背景，研究目的和意义 1

1.1.2 国内外研究现状以及发展趋势 1

1.2 研究目标和研究内容 2

1.2.1 研究目标及目标 2

1.2.2 研究技术 3

第2章 研究区概况及研究区数据 4

2.1 研究区概况 4

2.1.1 武汉市简介 4

2.1.2 武汉市土地状况简介 4

2.2 研究数据 4

2.2.1 数据来源 4

第3章 研究区遥感影像处理 6

3.1 遥感数据获取 6

3.2 遥感数据预处理 7

3.2.1 数据预处理技术路线 7

3.2.2 彩色合成 7

3.2.3 大气校正 8

3.2.4 图像拼接与剪裁 8

3.2.5 图像增强处理 10

3.3 遥感影像土地类型分类 10

3.3.1 技术路线 10

3.3.2 建立土地分类规则 11

3.3.3 监督分类 12

3.3.4 分类后处理 13

3.3.5 武汉市土地利用影像图的分类特征 14

第4章 土地利用和和土地覆盖变化分析 15

4.1 土地利用与覆盖数量变化 15

4.1.1 土地利用与覆盖面积变化 15

4.1.2 土地利用与覆盖幅度变化 15

4.2 土地利用转移矩阵 16

4.3 土地利用与覆盖动态度变化 18

4.3.1 单一土地动态度 18

4.3.2 综合土地动态度 19

4.4 土地利用与覆盖程度分析 19

4.5 土地利用与覆盖趋势分析 20

第5章 研究区建成区扩展分析 22

5.1 建成区时间扩展特征分析 22

5.1.1 建成区扩展强度指数分析 22

5.1.2 建成区扩展弹性系数分析 22

5.2 建成区空间扩展特征分析法 23

5.2.1 建成区中心坐标迁移分析 23

5.2.2 建成区紧凑度分析 23

5.2.3 建成区分形维数分析 24

第6章 结论 26

6.1 研究结论 26

6.2 总结与展望 27

参考文献 28

致 谢 30

绪论

引言

研究背景，研究目的和意义

随着世界经济的高速发展和人口的不断增长，粮食短缺，环境污染，资源匮乏，气候异常等全球性问题日益突出，世界各国都逐渐将解决这些问题的方法列为研究重点。为了解决这些日益严重的问题，土地利用/土地覆盖变化（LUCC）作为所有全球问题变化的依托，相关研究越来越受到人们的重视。自上世纪九十年代初开始，全球地圈与生物计划（IGBP）和全球变化人文计划（IHDP）积极筹备全球综合研究计划，在其鞭策下于1995年发表了《土地利用/土地覆被变化研究计划》，将LUCC列为焦点方针之一，使得LUCC研究成为自然及社会科学合力研究的焦点和前沿课题^[1]。当前，不仅是科研机构正对这一问题进行积极研究，许多高等院校和社会团体也已经投入到其中去，大大促进了土地利用/覆被变化的研究进展。

土地利用的变化很大一部分源自于城市的变化，建成区的发展对土地利用的研究有着不可替代的重要参考意义。考虑到当今不断增加的人口，日益加剧的环境问题以及不断扩张的城市区域以及不断推进的城市化，城市空间问题必然是未来发展的重要问题。在巨大的城市空间挤占下，人与自然的问题必然变得更加严峻。因此，对城市建设用地扩展进行及时的监测和管控，制定规范化、模式化的调控政策以及深入的热点研究调查一直是国内外研究的重点。