摘 要

本文以郑州市为研究区，基于郑州市2008、2013和2018年的Landset系列遥感影像进行土地利用分类，研究郑州市当前的土地利用情况，发现郑州市的水体和耕地面积极少，建筑和植被面积较大；根据2008-2013年和2013-2018年的土地利用变化转移矩阵以及地类变化掩膜图像研究郑州市近十年来的土地利用变化过程和郑州市各土地利用类型的变化情况，发现耕地的面积在持续减少中，植被则呈现减少后增加的状态，以及利用多元逐步回归的方法结合相关统计数据对郑州市的建筑面积和植被面积作驱动力因素分析，结果表明人口总数、第一产业产值和城镇化率与之显著性相关，且城镇化率和人口总数呈正向相关，第一产业则呈复向相关。

关键词：土地利用；遥感；多元回归；驱动力；

Abstract

In this paper,We classified the land use of remote sensing images of Zhengzhou in 2008, 2013 and 2018.And then we study the current land use situation of Zhengzhou city.It was found that the water and cultivated land area of Zhengzhou was small, and the area of buildings and vegetation was large.We studied the process of land use change in Zhengzhou and the changes of various land use types in Zhengzhou according to the land use change transfer matrix in 2008-2013 and 2013-2018, as well as the land type change mask image.We found that the area of cultivated land continued to decrease while the area of vegetation increased after the decrease.We use the method of multiple stepwise regression to analyze the driving factors of the building area and vegetation area of Zhengzhou city combined with relevant statistical data.The results show that the total population, the output value of primary industry and the urbanization rate are the main influencing factors.Moreover, the urbanization rate is positively correlated with the total population, while the primary industry is negatively correlated.

Key Words：Land use; Remote sensing; Multiple regression; Driving force;

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 研究内容及技术路线 3

1.3.1 研究内容 3

1.3.2 技术路线 4

第2章 研究方法 5

2.1 土地利用分类方法 5

2.2 土地利用变化转移矩阵 5

2.3 多元回归分析 6

第3章 土地利用变化时空分析——以郑州市为例 6

3.1 研究区概况 6

3.2 数据来源 7

3.2.1 遥感影像数据 7

3.2.2 其他数据 7

3.3 数据处理 8

3.3.1 数据预处理 8

3.3.2 基于支持向量机（SVM)的土地利用分类 8

3.3.3 土地利用转移矩阵 8

3.4 郑州市空间结构分析 9

3.5 郑州市土地利用类型空间变化分析 10

3.6 郑州市土地利用变化驱动因素分析 12

3.6.1 郑州市建筑用地驱动力因素分析 13

3.6.2 郑州市植被驱动力因素分析 14

第5章 总结与展望 15

5.1 总结 15

5.2 展望 15

参考文献 17

致 谢 18

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

随着社会的发展，城市化进程的进一步加快，越来越多的人进入城市中发展。城市作为人们主要的聚集地，如今全世界超过50%的人口都在居住在城市当中，城市对于人们的生产生活和生态环境都有着巨大的影响。由于城市的发展速度过快，城市的发展规划又不够完善，因此使得城市内部出现了大量问题，同时也产生了诸多的环境问题。尤其是我国作为世界上人口最多的国家，城市内土地利用问题的就显得尤为严重。城市问题也引起了越来越多的人的重视，城市的合理利用与规划也成了众多学者的研究课题。在进入21世纪以后，随着遥感平台和影像数据获取技术的进一步完善，利用遥感影像数据研究土地利用变化也越来越方便准确，因此基于遥感影像的土地利用变化研究也成了众多学者的研究手段^[1]。

1.1.2 研究意义

自改革开放以来，我国社会经济飞速发展，城市空间不断扩展，城市基础设施水平不断提高，城市功能也日益完善。在我国城市化进程的飞速发展阶段，越来越多的人口由农村进入城市，但由于对城市功能与认识的不充分，我国的城市利用出现了严重的问题^[2]。

具体有：（1）由于历史原因，我国城市的老城区在城市规划与建设上不合理，在建设时多注重功能用地，而居住地和绿地面积相对较少，城市的环境建设水平相对落后，严重影响了城市居民的生活质量；

1. 我国部分城市在建设时急于求成，而不顾实际的建设各个开发区，使得居住区和经济区分布不合理，交通拥堵现象严重，对人们的生活效率产生了巨大的影响；
2. 城市的土地多为农业用地转化过来的，在城市面积不断扩张的同时，农业用地也进一步减少，这对我国经济的基础结构产生了较为严重的影响。

在这个我国城市高速发展的阶段，如何准确而又合理的处理好这一阶段的城市用地建设问题，合理利用土地资源，使其既满足当前城市发展的需要，又不影响城市以后的发展，完成人与资源、环境的和谐统一，让城市走上可持续的发展道路，对我国社会的进步与发展有着重要的意义。

1.2 国内外研究现状

我国学者从上个世纪后期就开始对土地利用进行不同方向的研究。在空间变化监测方面，张丽、杨国范、刘吉平通过遥感与GIS技术对抚顺市1986至2000及2000~2012两个时间段的土地利用变化进行研究以及分析影响其变化的驱动力因子，认为土地利用变化的基本条件是自然因素，而对土地利用的时空变化起决定性因素的则是人类的活动^[3]。陆平运用土地利用转移矩阵的方法对我国城市的土地利用变化进行分析，其研究结果表明在2013~2015年，城市的林地及建设性用地有所增加而耕地水域和草地面积则呈减少趋势，而且在变化当中主要是草地变为建设性用地^[4]；夏江江、杨庆、郑子彦等人利用CMIP5耦合模式历史情景和土地利用情景结果，对土地利用变化对我国气候干湿变化的影响进行模拟评估，认为土地利用变化促使湿润区加速变干，其权重约为1／3，对半干旱和干旱区的影响程度较小^[5]。在模拟模型方面，我国学者也有许多相关研究。余婷、周天财等人以拉萨市为研究对象，结合9种驱动力因子构建CLUE-S模型对2001和2008年的土地利用分布进行模拟，发现Kappa系数0.79，具有较好的吻合性，并对2022年该地区在三种不同情况下的土地利用分布情况进行预测及分析，认为土地利用变化的影响因素多且复杂^[6]。雷浩川、王灵碉利用遥感影像，得到各期土地利用现状图，通过CA-Markov模型预测青海湖流域的土地利用结构。结果表明，该模型能够有效地揭示土地覆被变化趋势，对土地荒漠化、生态环境变化及其成因的决策分析具有重要意义^[7]。

外国研究主要集中在土地利用和生态环境变化、土地利用规划模式、情景预测与优化、可持续评价等方面，重点关注土地利用结构动态变化的监测、分析和模拟，从多角度构建大量模型研究土地利用驱动力和影响因素。