张海珍1 马泽忠1、2 周志跃1 刘智华1
（1.重庆市土地勘测规划院，重庆，400020；2.中国人民解放军重庆后勤工程学院，重庆，400201）
摘要：本文利用多源遥感影像，在遥感和 GIS 技术结合的基础上，对重庆市农用地利用现状进行了监测，并对其1985～2005年间的变化情况进行了分析。结果表明，重庆市的农用地以耕地和林地为主，20年来受城市发展、三峡工程建设等因素的影响，其结构和类型上都发生了比较大的变化，其中以耕地的变化最大。本次研究，一方面为政府决策提供了一定的数据参考，另一方面对遥感技术深入应用于土地资源管理工作的途径进行了探索。
关键词：土地利用变化；遥感监测；重庆市
土地利用动态变化监测研究是一个涉及自然条件和社会条件的复杂过程。随着社会经济的发展，城市化进程加快，人地关系日趋紧张，粮食安全问题也日益突出。为有效减缓这种人地矛盾，确保有限土地资源的可持续利用，必须对土地资源的利用状况及变化情况进行及时准确的了解。
重庆市是一个年轻的直辖市，近年来受西部大开发政策、三峡工程建设等因素的影响，其土地利用变化异常频繁，依靠现代科技手段和条件，快速高效地对土地资源进行动态监测，已成为各级政府实施有效的土地资源宏观政策管理的迫切需要。另据统计，重庆市80%以上的土地为农用地，因此，对重庆市的农用地进行动态监测研究，不仅可以为预测土地利用和土地覆被的未来变化及其对重庆市未来自然、社会、经济的影响提供参考，同时也可以为合理利用和保护农用地资源提供基础依据。本文即利用多时相的遥感影像对重庆市1985～2005年间的农用地变化情况进行监测，并结合 GIS 的空间分析功能对重庆市农用地变化的规律进行分析，通过利用遥感手段对农用地变化的时空规律的实证研究，为遥感技术在重庆市土地利用中的途径进行探索。
1 重庆市概况
重庆市位于长江上游三峡库区及四川盆地东南部，地跨东经105°17′～110°11′，北纬28°10′～32°13′之间，东西长470km，南北宽450km。其东邻湖北、湖南，南接贵州，西靠四川，北连陕西，是中国经济发达的东部地区与资源富集的西部地区的结合部（图1）。地形从南北向长江河谷倾斜，起伏较大，西北部和中部以丘陵、低山为主，东南部靠大巴山和武陵山两座大山。主要河流有长江、嘉陵江、乌江、涪江、綦江、大宁河等。重庆气候属亚热带季风性湿润气候，年平均气温在18℃左右，冬季最低气温平均在 6℃～8℃，夏季最高气温平均在27℃～29℃。终年少霜雪，多云雾，冬暖、夏热、春早、秋短。雨量充沛，常年降水量1000 mm～1400 mm。
重庆市目前是全国面积最大、行政管辖最宽、人口最多的直辖市。全市幅员82269km2 （土地详查数），辖13个市中区、4个县级市、18个县、5个民族自治县，共40个区县（自治县、市），人口达3072 万。
图1 重庆市位置
2 技术路线与方法
综合考虑农用地动态变化和遥感与地理信息系统的特点，本研究采用以下技术方法和流程（图2）。
图2 遥感和 GIS 技术支持下重庆市农用地动态变化监测研究技术流程
（1）对多时相遥感影像（1985年、1995年、2000年TM和2005年中巴资源卫星02号星数字图像）进行图像增强处理和空间几何纠正，并在遥感图像处理软件中应用监督分类方法对2005年影像进行计算机自动分类，然后将分类结果输出为矢量格式。
（2）应用遥感影像像元差方法，分别对1985～2005年、1995～2005年、2000～2005年的影像数据变化图斑进行检测提取。
（3）利用人机交互方式对变化图斑进行解译，以确定其类型、位置和面积。同时，将研究区的地形图进行扫描，通过图像处理软件进行空间几何纠正后在 GIS 软件中数字化，并生成数字高程模型（DEM），再用 DEM 生成不同的分带高程图和分级坡度图。
3 重庆市农用地现状分布分析
3.1 重庆市农用地组成结构
农用地组成结构是指各农用地类型面积占总农用地面积的比重。利用生成的2005年土地利用现状图统计各地类的面积并计算各类型所占比重（表1），可以发现，重庆市的农用地组成结构存在以下特点：
表1 重庆市 2005年农用地组成结构
（1）重庆市农用地组成以耕地和林地为主，耕地和林地面积占农用地总面积的95%以上，并且，耕地和林地在农用地构成中所占比例相当，分别为48.02%和49.57%，这与重庆市的地形有很大关系。
（2）耕地中的旱地面积为243.52×104 hm2，占农用地总面积的 32.39%，在农用地中占绝对优势。
（3）林地面积大，但结构欠佳。2005年重庆市林地面积几乎为农用地总面积的一半，但灌木林地和疏林地所占林地总面积的比例达66%，质量较好的有林地仅占30%。
3.2 重庆市农用地分布与地形的关系
3.2.1 农用地分布与高程的关系
把2005年的土地利用现状图与高程分带图进行叠加分析，得到不同高程带农用地的分布情况（图3），可以看出：
图3 不同高程带农用地的分布情况
（1）重庆市农用地分布以海拔175m～800m为主，这一高程带内的农用地分布占了农用地总面积的69.2%，其次是800 m～1200 m范围内，占总面积的17.8%。
（2）对同一农用地类型随高程带的分布进行分析可以看出：耕地、果园和疏林地主要分布在海拔175 m～800 m范围内，其在这个范围内分布的面积均达到了总面积的60%以上；而有林地、灌木林和草地则在175 m～1800 m范围内都有不同程度的分布，并且以175 m～800 m范围为主（图4）。
图4 各农用地类型随高程的比例变化
图5 各高程带农用地的组成结构
（3）各农用地类型在同一高程带内农用地组成结构中的比例也具有明显的变化规律，特别是林地和耕地，主要表现在随着海拔增高有林地和灌木林地所占的比例增加，水田和旱地所占比例则减少；草地在各个高程带都有一定比重的分布，但是很少（图5）。
3.2.2 农用地分布与坡度的关系
把2005年的土地利用现状图与坡度分级图进行叠加分析，得到不同坡度级农用地的分布情况，可以看出：
（1）重庆市农用地主要分布在25°以下，这个范围的农用地面积占全市农用地总面积的95%，其中2°～15°范围内的农用地面积占总面积的57%。
图6 不同坡度级农用地的分布
图7 各农用地类型随坡度的比例变化
图8 各高程带农用地的组成结构
（2）同一农用地类型在不同坡度级内的分布有明显的规律，除水田外的其他农用地类型均在6°～15°有最大分布；然后，随着坡度的增加分布面积减少，大都集中在25°以下。水田随着坡度的增加分布面积逐渐减少，并主要集中在15°以下，这个范围的水田面积占总面积的95%，其中以2°以下范围内的水田占全市水田总面积的44.8%。
（3）各农用地类型在同一坡度级农用地组成结构总的比例有如下规律：随着坡度的增加，耕地所占比例逐渐减小，而林地所占地比例则随着坡度地增加而增加，特别是灌木林地。
4 重庆市农用地变化及驱动力分析
4.1 耕地
耕地是变化最剧烈和频繁的农用地类型，主要是因为耕地作为农业生产的基本条件，与人类生存休戚相关，且容易受到人为因素的影响，这在重庆市耕地的变化上同样有强烈的反映。从监测结果来看重庆市的耕地变化可以分为1985～1995年以及1995～2005年两个阶段。在前一个阶段内，重庆市的耕地呈缓慢增长的趋势；在后一个阶段内，耕地则急剧地减少，平均每年减少的面积达6000hm2，是20年内年均变化面积的将近3 倍，其中大部分的耕地变为了建设用地。耕地的这种变化趋势表现在以下几个方面。
表2 各农用地类型在不同时段内的变化趋势 单位：hm2
（1）与重庆市的城市发展以及人口迅速增长有直接的关系 1997年重庆市成立直辖市，重庆市的城市建设步伐加快，城市不断扩张。同时为把重庆市建设为长江上游经济中心，重庆市还狠抓交通枢纽工程，加快了骨架公路、铁路网络等的建设。伴随着城市发展的是人口的增长，从1995年开始重庆市的非农人口增长速度平均每年超过20 万，非农人口的增加必然加剧对住房以及公共设施的需求，这都造成建设用地的快速增加，大量的耕地被占用和非农化。虽然为保证耕地的占补平衡，确保粮食安全，重庆市近年来也加大了对土地开发、复垦、整理的力度，但并不能完全补偿被占用的耕地。
（2）受三峡工程淹没和移民的影响，大量的耕地或被水域化、或被开垦，用于建设移民县城以安置大规模的三峡移民。而近年来重庆市实施的以“退耕还林还草”等工程为主要内容的“青山绿水工程”，又进一步加剧了重庆市耕地的减少。
（3）滑坡等自然灾害的频繁发生也造成了耕地的减少，且难以复垦。
4.2 林地
林地在这20年间经历了增加→减少→增加的变化过程，总体来说仍呈增加趋势。林地的减少主要受毁林开荒及建设用地占用影响，而林地的增加则在很大程度受到政府政策的主导。1989年国家实施了长江上游水源涵养林营造工程和水土保持工程，通过草地植树和退耕还林，营造了一大批林地，这也是1985～1995年重庆市林地增加的主导原因。而随后的城市化进程造成大量耕地的被占用，为了满足对粮食的需求，对林地和草地进行开垦以缓解耕地的紧张。同时受三峡工程淹没的影响，大量林地变成水域。2002年，重庆市对三峡库区实施了退耕还林还草、天然林保护、水土保持、生态建设综合治理等“青山绿水工程”，在三峡库区构筑青山绿水多种生态屏障，从而保证了近年来重庆市林地的增加。
4.3 草地
草地的变化趋势是先减少，后增加，再减少。和1985年的草地面积相比，2005年的草地面积减少了5304hm2。草地的变化同耕地和林地的变化一样，也是多种原因共同作用的结果，总体来说草地的减少主要源于植树造林、毁草垦殖及建设用地侵占。而草地增加的主要原因是森林砍伐后退化陡坡旱地退耕还草。另外，重庆市近年来繁重的土地开发整理工作也是草地减少的一个重要原因。
4.4 园地
园地以2000年为界，先减少后增加。为打造三峡库区生态经济区，重庆市在库区主抓了柑橘种植、草食牲畜、旅游等四大产业，这在很大程度上促进了重庆市果园的增加。
5 结论
本文利用多源遥感影像，在遥感技术和 GIS 技术结合的基础上，对重庆市农用地利用现状进行了监测，并对其从1985～2005年间的变化情况进行了分析。通过本次研究，对重庆市的农用地配置以及20年来的变化规律进行了一定程度的反映和揭示，可为政府决策提供一定的数据参考，同时对遥感技术在重庆市土地资源调查中的应用方法，以及需要解决的技术进行探讨，以便能够把遥感技术深入应用到重庆市国土资源管理中，从而提高土地管理工作的科学化和现代化水平。另外，随着第二次全国土地资源调查工作的全面开展，航空、航天遥感影像必将成为调查的主要信息源，本次研究在一定程度上也是遥感技术在复杂地貌环境中的一次探索和应用。
参考文献
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