基于Landsat TM的西安地区城镇扩展及其生态环境影响研究

【摘要】：近年来，土地利用变化及其生态环境影响引起了日益广泛的重视，但是对于由城镇扩展所引起的生态问题研究还较少。本文以西安地区为研究区，基于1988年和2003年两期Landsat TM影像，提出了一种新的城镇信息提取方法，即比值居民地指数(Ratio Resident-area Index，RRI)法，提取了15年来该地区的城镇扩展信息。与最大似然监督分类法和人工神经网络分类法对比分析表明，RRI法能很好地去除裸地对城镇信息提取的影响，其精度也更高。此外，利用最大似然法获取了两期的土地利用图，通过土地利用面积转移矩阵分析了城镇用地与其它土地利用类型转化的关系，结合社会经济统计资料和当地环境部门的环境检测资料探讨了城镇扩展的生态环境影响。 通过本研究，得到了以下主要结论： (1) 利用比值居民地指数(RRI)，提取了西安地区1988年和2003年两期的城镇信息，并以此获得了该地区的城镇扩展信息。RRI法城镇提取精度比最大似然监督分类法和神经网络分类法的精度都要高，三者的总体精度分布为：87.08％，75.83％和79.17％。另外，15年间西安地区的城镇发展比较迅速，1988年的城镇用地面积(指居民地面积，非建成区面积)为87.251Km~2，而到2003年其面积则达132.482Km~2，增幅为51.84％。 (2) 通过面积转移矩阵，获取了城镇用地与其他土地利用类型的相互转化关系。分析表明，城镇的新增面积主要是由耕地、未利用地、果园和水体转化而来。其中耕地是城镇用地扩展的“主力军”。 (3) 西安地区城镇扩展的生态环境影响不容乐观。水资源“先天不足”和“后天污染”造成了该地区资源型和水质性“双重”缺水；随着城镇面积不断扩展，市区的“热岛效应”的倾向更加严重；城市需水量的增加，迫使城市超采地下水，使得西安地区的地面沉降和地裂缝等地质灾害表现的尤为突出。