基于高分遥感的银川市西夏区...2020年土地类型变化浅析_吴娟.pdf

基于高分遥感的银川市西夏区2 0 1 5-2 0 2 0年土地类型变化浅析吴娟 姚建华*严瑾 刘自增 杨勇 张启斌 曹淇(宁夏回族自治区遥感测绘勘查院(宁夏回族自治区遥感中心)宁夏 银川 7 5 0 0 0 1)作者简介吴娟(1 9 8 5年),女,农业水利工程学士,主要研究方向为资源环境遥感应用技术。*通讯作者姚建华(1 9 6 3年),女,遥感与水工环正高职高级工程师,主要研究方向为遥感、地理信息技术应用。基金项目宁夏回族自治区重点研发计划重大项目(2 0 1 9 B F G 0 2 0 0 9)。摘 要 为监测十三五期间该示范区(银川三区)的发展是否符合三区三条控制线以及基本农田、生态红线的开发边界,利用2 0 1 5年和2 0 2 0年的遥感影像数据,分别从生态保护红线、永久基本农田和城镇空间、农业空间、生态空间三条控制线几方面进行解译分析,结合当地发展实际客观分析以上各方面地类的变化情况,分析结果可为西夏区过去五年的发展总结和未来的发展规划提供参考。关键词 遥感影像;永久基本农田;生态保护红线;三条控制线 引言有关土地利用和土地覆盖变化(L U C C)的研究计划在1 9 9 5年被全 球环境变化 的人文领域 计划(HD P)联合提出来,该研究计划提出以后,土地利用类别(下文简称地类)变化分析就逐渐成为目前全球变化研究的热点课题1。同时,随着遥感影像技术的不断发展,利用遥感影像对图像变化进行检测在许多领域正扮演着越来越重要的角色2-5。明海军6以森林资源连续清查数据为基础,通过内蒙古大兴安岭林区自然概况和地类现状,对林区土地种类变化进行了动态监测分析,客观分析地类变化的原因以供林区林业经营决策参考。杨燕7对浙江某县土地利用现状展开研究,通过分析当地建设用地、农用地和未利用地三大类土地的流量变化趋势、增减空间分布以及变化的原因等,为当地有效实施土地资源管控及合理开发利用土地资源提供技术依据。王留超8也通过调查新郑市4 3个样地和1个植被样地,对该市森林资源状况进行了分析,为当地森林资源的管控等提供了参考。刘雪冉、郭坚9,1 0等通过呼伦贝尔草原地类的遥感影像数据进行分析,分别讨论了呼伦贝尔草原露天煤矿开采对当地土地利用产生的影响以及草原沙漠化的动态变化过程,为当地的发展提供了极大的参考意义。西夏区定位为创新驱动的策源地,葡萄酒特色产业的核心区,地方文化的重点区,坚持打造以战略新兴产业引领区、对外开放多式联运区、现代装备制造和新材料功能区、高铁经济圈和人才培养聚集区六大产业集群为支撑的全域科技新城。近些年,西夏区进入快速发展的阶段,土地利用也随着城市化进程的加快而变化,为监测十三五期间该示范区(银川三区)的发展是否符合三区三条控制线以及基本农田、生态红线的开发边界,本文利用2 0 1 5年和2 0 2 0年的遥感影像数据,分别从生态保护红线、永久基本农田和城镇空间、农业空间、生态空间三条控制线几方面进行解译分析,结合当地发展实际客观分析以上各方面所含地类的变化情况,以期为西夏区过去五年的发展做出总结和未来的发展规划提供参考。1.研究区概况1.1区位概况西夏区位于宁夏回族自治区首府银川市西部,介于东经1 0 5 4 9 1 0 6 1 8,北纬3 8 0 8 3 8 5 2 之间,是银川市所辖县区之一,总面积1 1 2 9.3 k m2,东起包兰铁路,西至贺兰山口轴线,南临永宁县,北接贺兰县,是银川市面积最大市辖区,下辖2镇7街,1 7个行政村。开展示范区应用基础数据来源于项目研究中已建成高分数据资源库,具体包括高分正射影像、航空正射影像、基础地理信息数据、示范应用区空间规划数据。其中高分正射影像数据空间分辨率优于1米,采用C G C S 2 0 0 0国家大地坐标系,采用3度分带;航空正射影像空间分辨率优于0.2 2 m的航空正射影像,采用C G C S 2 0 0 0国家大地坐标系,采用3度分带。1.2地类概况此次分析所使用的是2 0 1 5年和2 0 2 0年的遥感影像数据进行解译,分析主要是为了监测十三五期间该示范区(银川三区)的发展是否符合三区三条控制线以及基本农田、生态红线的开发边界。201DOI:10.16631/15-1331/p.2022.06.030在此次动态变化的监测中,共解译出1 2种发生变化的地类,总变化图斑3 4 7 5个,总面积为4 4 4 7.1 4公顷,总变化面积占辖区面积的3.9 3%。其中,地类变化较大的为建设用地、耕地、荒草地和裸地,分别变化了9 8 9.2 2 h m2、1 2 0 7.7 7 h m2、1 3 4 3.9 4 h m2和4 9 0.4 4h m2,占全部变化面积的9 0.6 5%。1.3遥感数据处理高分数据处理方法包括人工采集控制点数据处理、自动匹配控制点数据处理,详细处理流程见图1-1、图1-2。图1-1 人工采集控制点数据处理流程图1-2自动匹配控制点数据处理流程2.地类变化情况分析2.1生态保护红线生态保护红线是生态空间内具有特殊重要生态功能,必须强制性严格保护的区域,是保障和维护国家生态安全的底线和生命线。本文所解译的区域与生态红线重叠的区域为北郊水源地和贺兰山自然保护区。将解译图斑与北郊水源地批范围相叠加,共发现了9 1个变化图斑,总面积1 0 1.9 9 h m2,变化图斑地类变化情况图2-2所示。图2-1 西夏区生态保护红线变化统计图根据图2-1可知,建设用地较2 0 1 5年减少了约4 5.2 6公顷,主要变化成荒草地、裸地和湿地。说明这个地区的生态在朝好的方向发展。从西夏区政府在2 0 1 8年发布的“攻坚克难、保护北郊水源地”中可以发现,近几年西夏区发文表示对内部的所有企业进行搬迁拆除,共拆除8 3家企业,养殖场4家,养殖户5 3户。近几年,北郊水源地水质也有所改善,达到或优于3类水的比例保持在1 0 0%。由于生态红线的规定中明确表明,水源地属于禁止开发区,所以说原则上不得出现以水源保护为由的相关活动新增建设用地。经叠加影像分析,变化为建设用地的均为建设房屋,主要变化为一层活动钢板房,未出现大规模的建设活动,变化均为农村院子自己建设的房屋板房及仓库。同理,通过对比2 0 1 5年和2 0 2 0年贺兰山自然保护区遥感影像可知,在贺兰山自然保护区内部,主要是房屋迁出,例如黄旗口一带的军事用地的房屋全部迁出。2.2永久基本农田永久基本农田是保障国家粮食安全和重要农业国家实施永久特殊保护的耕地。永久基本农田依法划定后,任何集体和个人不得占用和改变用途。301 遥感测绘表2-1西夏区永久基本农田变化情况地类名称变化面积/公顷耕地1 0.5 5荒草地3.6 8建设用地1 4.6 0林地4.0 4裸地3 2.5 5其他农用地2.7 9湿地3.6 6温室大棚4 7.6 8园地0.3 8总计1 1 9.9 3通过对基本农田划定区域与变化图斑区域进行重叠区域分析,共发现变化图斑2 3 9个,总变化面积1 1 9.9 3 h m2,占整体变化面积的2.7%,变化主要集中于建设用地、设施农用地和裸地。其中,变化成建设用地的总图斑数为7 4个,变化面积为1 2.9 5 h m2,占总变化面积的1 0.8%,变化多集中在兴盛村、泾河村、泾龙村,变化主要体现为村子周边建设用地变为养殖场;变化成温室大棚总图斑数为5 3个,变化面积为4 7.2 5 h m2,占总变化面积的3 9.4%,如图2-2所示,变化主要是在原来耕地上新建温室大棚,但是其土地下垫面性质并没有发生根本性改变。根据永久基本农田划定方法来看,只要是不影响其土地下垫面性质,可以建设易于恢复的温室大棚;变化成裸 地的总图斑 数 为4 7个,变 化 面 积 为3 1.8 4公顷,占总变化面积的2 6.5 5%,这些裸地主要存在于曾经是耕地、现在下垫面存在明显变化的区域,地面上没有任何耕种的痕迹,这种变化多集中于阅海西岸和芦花村北面。还有大棚建设前期准备阶段的区域目前在影像上显示也是一片裸地,此种现象多集中在兴盛村。图2-2西夏区南部兴泾镇基本农田变温室大棚2.3三条控制线三条控制线是指城镇空间、农业空间和生态空间最低控制线。城镇空间是指城市居民生产生活为主体功能的国土空间,包括城镇建设空间、工矿建设空间以及乡级政府驻地开发建设空间等;农业空间指以农业生产和农村居民生活为主体功能,承担农产品生产和农村生活功能的国土空间,包括永久基本农田、一般农田等农业生产用地,以及村庄等农村生活用地;生态空间是指具有自然属性以提供生态服务或生态产品为主体功能的国土空间。对2 0 1 5年和2 0 2 0年城镇空间、农业空间和生态空间的遥感影像数据进行解译,得到西夏区城镇空间、农业空间、生态空间变化地类统计图如图2-3所示。图2-3西夏区城镇空间、农业空间、生态空间变化地类统计图2.3.1城镇空间城镇空间解译变化面积为2 2 8 3.2 9 h m2,共有图斑1 4 9 4个。从整体解译图2-3(a)来看,城镇空间里耕地、荒草地减少较多,主要是因为西夏区北部中关村双创产业园的建立,使得大部分耕地性质发生变化,大多荒草地变为开发区工业园区。除此之外,建设用地,林地、裸地增加比例较高。其中,变化为建设用地的图斑为7 6 1个,变化面积为1 2 2 4.3 2公顷,占总变化面积的5 3.6 2%,建设用地主要由建设用地、耕地、荒草地、裸地变化而来,主要集中在银川市城区旧城改造和棚户区拆迁区域、乡镇驻地农村点建设以及银川市经济开发区扩地建设、闲置土地利用规划区域等。变化为林地的图斑为1 9 6个,变化面积为1 9 3.9 2公顷,占总变化面积的8.4 9%,林地多由建设用地,裸地、耕地变化而来,图斑较为集中在宏图街路旁、银川南绕城路旁和文昌街路旁的林带种植区。变化为裸地的图斑为3 6 4个,变化面积为6 4 4.2 4公顷,占总变化面积的2 8.2 2%,图斑较为集中出现在银川市经济技术开发区、中关村双创产业园以及芦花台南部等地区。4012.3.2农业空间农业空间解译变化面积为6 9 0.8 4 h m2,共有图斑1 2 6 1个。从整体解译结果图2-3(b)来看,农业空间里变成建设用地、温室大棚和裸地的比例较高。其中,变化为建设用地的图斑有1 8 2.5 8 h m2,占总变化面积的2 6.4 3%,建设用地多由耕地变化而来,主要是由村子周边加盖房屋、养殖场,以及对养殖场进行扩建导致的图斑变化。变化为温室大棚的图斑有1 0 7个,变化面积为6 5.3 2 h m2,占总变化面积的9.4 5%,温室大棚多由耕地变化而来,主要集中于银川市南部的兴泾镇等。变化为裸地的图斑为2 0 6个,变化面积为1 1 3.4 3 h m2,占总变化面积的1 6.4 2%,裸地较为集中的出现在农业空间中主要有两种情况,一种情况的图斑较为细小破碎,为实地的农村居民点拆迁进行了整体安置,导致原有农村居民点荒废,变为裸地;还有一种情况图斑较大,较为分散,这种多为已经规划成为温室大棚待为建设的区域。2.3.3生态空间生态空间解译变化面积为1 4 6 3.8 0 h m2,共有图斑1 2 3 5个。从整体解译结果图2-3(c)来看,荒草地较2 0 1 5年减少较多,主要是因为生态空间内部贺兰山东麓葡萄酒种植产业发展较为迅速,有大片的荒草滩变成葡萄园地。生态空间中变成建设用地、裸地、园地的比例较高。在生态空间内部有发现人为修筑的痕迹,例如北部的沈阳路与宏图街交叉口一带,实际为生态空间,但已有人为建设,建设用地较为集中地出现在新小线以北,1 1 0国道以西的区域,这些区域为以前开采砂石矿坑的地方,现在已逐步进行生态恢复,但是人为生态恢复毕竟要修路和临时建筑,因此在这些生态空间里面,建设用地多为临时修建的道路和临时搭建的工棚等。园地主要是种植葡萄等园艺作物,发展贺兰山西麓葡萄酒种植产业。在镇北堡以西区域,生态空间里面的裸地较为分散,且均为土地较为平整的裸地,这些土地在生态空间内,日后可能会恢复成林地,或者进行植被的覆盖。根据影像资料所显示,在这些裸地的旁边已